CN109585276B - 一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，包括：刻蚀腔体和设于其内部用于固定晶圆的静电吸盘；对静电吸盘定期保养时针对静电吸盘进行多次顺时针擦拭使其表面平整；使刻蚀腔体在其内壁涂SiCl4时，挡片能够更紧密地贴合于静电吸盘，避免SiCl4更多的粘在静电吸盘上，从而污染晶圆背面；对刻蚀后的晶圆背面进行清洗，去掉其背面的聚合物，避免在晶圆进入酸槽进行湿法刻蚀时聚合物被洗入酸槽，在晶圆正面形成棍状缺陷的现象，有效提高半导了体产品的良率。

Description

一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法。
背景技术
目前在大规模晶圆制造过程中，刻蚀腔体内部的静电吸盘是在真空大气压下保证晶圆固定的最佳部件，因刻蚀腔体的环境需求是要将SiCl4涂在腔体及裸露的静电吸盘上，制程过程中硅片的背面是受静电吸盘的作用固定住的，所涂的SiCl4会有余量粘在硅片背面的现象，刻蚀后的晶片进入酸槽后，粘在背面的聚合物经过氢氟酸清洗后，聚合物被洗入槽中，后经热硫酸清洗后会反粘到晶圆表面，在晶圆的正面形成棍状缺陷，且整片晶圆的缺陷是酸槽制程结束受机械手臂方向往上提的水流方向，因此极大地影响了产品的良率。
为此，需要一种可以改善此棍状缺陷的可靠性方法，避免晶圆背面带来的缺陷源而使得晶圆正面被污染从而导致产品良率的下降。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，用于解决现有技术中由于刻蚀后的晶片进入酸槽后，粘在背面的聚合物经过氢氟酸清洗后，聚合物被洗入槽中，后经热硫酸后会反粘到晶圆表面，形成棍状缺陷的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，该方法至少包括：步骤一、提供一刻蚀腔体，该刻蚀腔体内部设有用于固定晶圆的静电吸盘；步骤二、对所述刻蚀腔体进行定期保养，在进行该定期保养的同时针对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭使所述静电吸盘表面平整；步骤三、对所述刻蚀腔体进行自清洁，提供一控片，将所述控片贴合于所述静电吸盘表面并覆盖所述静电吸盘表面的全部，之后在所述刻蚀腔体内壁涂SiCl4，避免SiCl4直接作用于该静电吸盘表面；步骤四、提供一刻蚀后的晶圆，对该晶圆背面进行清洗，使得该晶圆背面无刻蚀后聚合物的残留。
优选地，所述步骤一中的刻蚀腔体采用先进腔体环境控制系统。
优选地，所述步骤二中对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭的方式为：进行30次规律性的顺时针擦拭。
优选地，所述步骤二中对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭的方式为人工擦拭。
优选地，所述步骤二中定期保养的周期为500-550小时。
优选地，步骤三中在所述刻蚀腔体内壁涂SiCl4使该刻蚀腔体内壁形成一层SiCl4薄膜，用于吸附刻蚀过程中产生的污染颗粒。
优选地，所述步骤四中的刻蚀后的晶圆为进行了干法刻蚀后的晶圆。
优选地，该方法还包括步骤五、将清洗后的晶圆放入酸槽进行湿法刻蚀。
优选地，在进行所述步骤五后对该晶圆正面进行棍状缺陷的检测。
优选地，步骤五中对所述晶圆进行湿法刻蚀过程包括：使用氢氟酸对该晶圆正面进行清洗。
优选地，步骤五中对所述晶圆进行湿法刻蚀过程包括：使用氢氟酸对该晶圆正面进行清洗后，再用硫酸清洗。
优选地，所述步骤三中对所述刻蚀腔体进行自清洁的方式是一边对晶圆进行刻蚀一边涂SiCl4。
优选地，所述步骤二对所中述刻蚀腔体进行定期保养的周期大于步骤三中对该刻蚀腔体进行自清洁的周期。
优选地，所述刻蚀腔体置于型号为Lam2300Kiyo Poly Etch的设备中。
如上所述，本发明的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，具有以下有益效果：本发明在刻蚀腔体进行定期保养时针对静电吸盘进行多次有规律的擦拭使得静电吸盘表面平整，使得刻蚀腔体在其内壁上涂SiCl4时候，在静电吸盘上放置挡片时，挡片能够更紧密地贴合于静电吸盘，这样避免SiCl4更多的粘在静电吸盘上，从而污染晶圆背面；另一方面，对进行了刻蚀后的晶圆背面进行清洗，去掉晶圆背面的聚合物，也避免了在晶圆进入酸槽进行湿法刻蚀时聚合物被洗入酸槽，在晶圆的正面形成棍状缺陷的现象，有效提高半导了体产品的良率。
附图说明
图1显示为本发明的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法流程示意图。
图2显示为本发明的刻蚀腔体进行自清洁的结构示意图。
图3显示为晶圆表面形成棍状缺陷的示意图。
图4显示为现有技术中晶圆表面缺陷形貌图。
图5显示为采用了本发明中改善棍状缺陷方法后晶圆表面缺陷形貌图。
元件标号说明
01 刻蚀腔体
1 控片
2 静电吸盘
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，图1显示为本发明的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法流程示意图。本发明的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法具体步骤如下：
步骤一、提供一刻蚀腔体，该刻蚀腔体内部设有用于固定晶圆的静电吸盘；如图2所示，图2显示为本发明的刻蚀腔体进行自清洁的结构示意图。图2中，刻蚀腔体01中的静电吸盘2用来承载被刻蚀的晶圆，当晶圆放置在所述静电吸盘上时，该晶圆是被固定的状态，避免晶圆被刻蚀时由于不固定而发生移动导致刻蚀部位变化。优选地，本实施例中，所述刻蚀腔体采用先进腔体环境控制系统。进一步地，本实施例中，所述刻蚀腔体置于型号为Lam2300Kiyo Poly Etch的设备中。
如图1所示，接着进行步骤二、对所述刻蚀腔体进行定期保养，在进行该定期保养的同时针对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭使所述静电吸盘表面平整；当刻蚀工艺进行了多次以后，刻蚀腔体中会残留一些刻蚀后的残留颗粒，这些颗粒会污染后续被刻蚀的晶圆，因此需要定期对刻蚀腔体进行保养，本发明在保养的过程中，对静电吸盘进行擦拭，而且该擦拭的方式是进行多次顺时针擦拭，目的是使静电吸盘的表面平整而，尽可能的去掉污染颗粒。本实施例中，优选地，该擦拭方式是进行30次规律性的顺时针擦拭。规律性可以是连续循环的擦拭。进一步地，该步骤中对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭的方式为人工擦拭。当颗粒污染物被擦拭后，静电吸盘表面基本平整，不管是放置控片还是晶圆，控片或晶圆与静电吸盘之间能够紧密的形成无缝贴合，同时控片或晶圆背面不会被污染。优选地，本实施例中，定期保养的周期为500-550小时。
如图1所示，接着进行步骤三、对所述刻蚀腔体进行自清洁，图2中，提供一控片1，将所述控片1贴合于所述静电吸盘表面并覆盖所述静电吸盘表面的全部，之后在所述刻蚀腔体01内壁涂SiCl4，避免SiCl4直接作用于该静电吸盘表面；该步骤中，将控片1贴合于所述静电吸盘2表面的作用是避免在刻蚀腔体涂SiCl4的同时，将SiCl4直接作用于静电吸盘，而控片的作用是起到阻挡或遮挡的作用。优选地，步骤三中在所述刻蚀腔体内壁涂SiCl4使该刻蚀腔体内壁形成一层SiCl4薄膜，该薄膜用于吸附刻蚀过程中产生的污染颗粒。避免颗粒污染物污染晶圆。该步骤中，对所述刻蚀腔体进行自清洁的方式是一边对晶圆进行刻蚀一边涂SiCl4。
进一步地，本实施例中所述步骤二对所中述刻蚀腔体进行定期保养的周期大于步骤三中对该刻蚀腔体进行自清洁的周期。
如图1所示，接着进行步骤四、提供一刻蚀后的晶圆，对该晶圆背面进行清洗，使得该晶圆背面无聚合物的残留。本实施例中，刻蚀后的晶圆指的是进行了干法刻蚀后的晶圆。如在如图2所示的先进腔体环境控制系统中进行了干法刻蚀后的晶圆。在晶圆进行干法刻蚀后，晶圆的背面会留存一些聚合物，这些聚合物在进入酸槽进行湿法刻蚀(湿法清洗)时会进入酸槽，而后会进一步污染晶圆正面，使晶圆正面形成棍状缺陷，如图3和图4所示，图3和图4显示为晶圆表面形成棍状缺陷的示意图。
优选地，本实施例还包括步骤五、将清洗后的晶圆放入酸槽进行湿法刻蚀。进一步地，步骤五中对所述晶圆进行湿法刻蚀过程包括：使用氢氟酸对该晶圆正面进行清洗。再进一步，对所述晶圆进行湿法刻蚀过程包括：使用氢氟酸对该晶圆正面进行清洗后，再用硫酸清洗。该硫酸为热硫酸。本实施例中，优选地，在进行了步骤五的对晶圆进行了湿法刻蚀后对该晶圆正面进行棍状缺陷的检测。图4显示为现有技术中晶圆表面缺陷形貌图。可以看出，现有技术中晶圆表面分布的缺陷很多。采用本发明的改善晶圆棍状缺陷方法后，经过步骤五对该晶圆正面进行棍状缺陷的检测，如图5所示，图5显示为采用了本发明中改善棍状缺陷方法后晶圆表面缺陷形貌图。可以发现，图5中，晶圆表面的棍状缺陷明显减少。
综上所述，本发明的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，在刻蚀腔体进行定期保养时针对静电吸盘进行多次有规律的擦拭使得静电吸盘表面平整，使得刻蚀腔体在其内壁上涂SiCl4时候，在静电吸盘上放置挡片时，挡片能够更紧密地贴合于静电吸盘，这样避免SiCl4更多的粘在静电吸盘上，从而污染晶圆背面；另一方面，对进行了刻蚀后的晶圆背面进行清洗，去掉晶圆背面的聚合物，也避免了在晶圆进入酸槽进行湿法刻蚀时聚合物被洗入酸槽，在晶圆的正面形成棍状缺陷的现象，有效提高半导了体产品的良率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于，该方法至少包括：
步骤一、提供一刻蚀腔体，所述刻蚀腔体采用先进腔体环境控制系统，该刻蚀腔体内部设有用于固定晶圆的静电吸盘；
步骤二、对所述刻蚀腔体进行定期保养，在进行该定期保养的同时针对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭使所述静电吸盘表面平整；
步骤三、对所述刻蚀腔体进行自清洁，提供一控片，将所述控片贴合于所述静电吸盘表面并覆盖所述静电吸盘表面的全部，之后在所述刻蚀腔体内壁涂SiCl4，避免SiCl4直接作用于该静电吸盘表面；
步骤四、提供一刻蚀后的晶圆，所述刻蚀后的晶圆指的是在所述先进腔体环境控制系统中进行了干法刻蚀后的晶圆；对该晶圆背面进行清洗，使得该晶圆背面无聚合物的残留。
2.根据权利要求1所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：所述步骤二中对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭的方式为：进行30次规律性的顺时针擦拭。
3.根据权利要求2所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：所述步骤二中对所述静电吸盘进行多次顺时针擦拭的方式为人工擦拭。
4.根据权利要求1所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：所述步骤二中定期保养的周期为500-550小时。
5.根据权利要求1所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：步骤三中在所述刻蚀腔体内壁涂SiCl4使该刻蚀腔体内壁形成一层SiCl4薄膜，用于吸附刻蚀过程中产生的污染颗粒。
6.根据权利要求1所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：该方法还包括步骤五、将清洗后的晶圆放入酸槽进行湿法刻蚀。
7.根据权利要求6所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：在进行所述步骤五后对该晶圆正面进行棍状缺陷的检测。
8.根据权利要求7所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：步骤五中对所述晶圆进行湿法刻蚀过程包括：使用氢氟酸对该晶圆正面进行清洗。
9.根据权利要求8所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：步骤五中对所述晶圆进行湿法刻蚀过程包括：使用氢氟酸对该晶圆正面进行清洗后，再用硫酸清洗。
10.根据权利要求1所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：所述步骤二对所述刻蚀腔体进行定期保养的周期大于步骤三中对该刻蚀腔体进行自清洁的周期。
11.根据权利要求1所述的改善多晶硅刻蚀腔体晶圆棍状缺陷的方法，其特征在于：所述刻蚀腔体置于型号为Lam2300 Kiyo Poly Etch的设备中。
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