CN110459458B - 等离子体刻蚀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及等离子体刻蚀工艺，涉及半导体集成电路制造工艺，通过在刻蚀过程中，缩短上部直流偏压的使用时间，并且上部直流偏压关闭时间要早于射频功率，使得在关闭上部直流偏压之后，依然可以提供较强的电场，进而改变颗粒物浮动轨迹，减少颗粒物掉落在晶圆表面，避免造成缺陷，提高晶圆良率。

Description

等离子体刻蚀工艺
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造工艺，尤其涉及一种等离子体刻蚀工艺。
背景技术
随着半导体集成电路、集成光路和其它光电子器件向微形化和高密度化方向发展，对刻蚀的工艺要求亦越来越高。从传统的湿法刻蚀到干法刻蚀技术。
同时随着技术的发展，在现行先进逻辑芯片生产中，等离子刻蚀已经成为刻蚀工艺的主要方法之一。等离子体源包括带电的离子和中性的原子以及自由基。在刻蚀过程中，等离子体所产生的反应粒子与刻蚀材料进行化学反应，在室温下易形成挥发性的杂质。并且这些挥发性的杂质容易附着在腔体表面，当大量积累时，大颗粒物容易掉落在晶圆(wafer)表面，造成缺陷，进而影响产品良率。因此，如何改进等离子体刻蚀工艺以降低缺陷已成为当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种等离子体刻蚀工艺，以减少颗粒物掉落在晶圆表面，避免造成缺陷，提高晶圆良率。
本发明提供的等离子体刻蚀工艺，适用于一等离子体刻蚀机台，所述等离子体刻蚀机台包括产生等离子体的射频电源；静电吸盘，静电吸盘用于放置待刻蚀的晶圆；上部电极；上部直流偏压以及排气装置，该等离子体刻蚀工艺包括：S1：点火，射频电源开启，上部电极产生等离子体，同时上部直流偏压开启；S2：在等离子体刻蚀工艺期间在反应腔体内产生颗粒，颗粒在晶圆上方、上部电极与静电吸盘之间运动；以及S3：先关闭上部直流偏压，然后关闭射频电源，位于上部电极与静电吸盘之间的部分颗粒掉随排气装置排出。
更进一步的，静电吸盘是用于晶圆固定和温度控制的重要部件，它通过绝缘层产生的静电力吸附固定晶圆，并通过绝缘层槽道中的冷却气体和基座中的循环冷却液使晶圆表面稳定在设定温度。
更进一步的，在S1中，在上部电极产生的等离子体源中包括带正电的离子和带负电的离子，上部直流偏压开启后吸引等离子体源中带正电的离子，使带正电的离子与等离子体源中带负电的离子发生撞击。
更进一步的，在S2期间部分颗粒随排气装置排出。
更进一步的，在S3中在关闭上部直流偏压0.2秒后关闭射频电源。
更进一步的，在S3中在关闭上部直流偏压0.2秒后关闭射频电源有一定的偏差。
更进一步的，所述偏差为20％以内。
更进一步的，所述偏差为10％以内。
更进一步的，所述偏差为5％以内。
更进一步的，在S3中，在关闭上部直流偏压后，射频电源仍处于开启状态，在上部直流偏压关闭至射频电源关闭之间的期间，射频电源仍提供强的电场而使颗粒不掉落在晶圆上，并由于射频电源仍处于开启状态，则上部电极仍产生等离子体，上部电极产生的等离子体轰击位于上部电极与静电吸盘之间的颗粒，使颗粒随排气装置排出。
本发明提供的等离子体刻蚀工艺，通过在刻蚀过程中，缩短上部直流偏压的使用时间，并且上部直流偏压关闭时间要早于射频功率，使得在关闭上部直流偏压之后，依然可以提供较强的电场，进而改变颗粒物浮动轨迹，减少颗粒物掉落在晶圆表面，避免造成缺陷，提高晶圆良率。
附图说明
图1为等离子体刻蚀机台的部分部件示意图。
图2为现有技术中等离子体刻蚀的工艺中DRS时序示意图。
图3为本发明的等离子体刻蚀工艺的流程。
图4为本发明一实施例的等离子体刻蚀的工艺中DRS时序示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一个等离子体刻蚀系统的基本部件包括：发生刻蚀反应的反应腔、一个产生等离子体的射频电源、气体流量的控制系统、去除刻蚀生成物和气体的真空系统。
请参阅图1，图1为等离子体刻蚀机台的部分部件示意图，如图1所示，等离子体刻蚀机台包括：产生等离子体(plasma)的射频电源1；静电吸盘 (Electro Static Chuck，简称ESC)5，也称为下部电极，静电吸盘5用于放置待刻蚀的晶圆6；上部电极(CEL)3；上部直流偏压2以及排气装置7。其中，静电吸盘5 是用于晶圆固定和温度控制的重要部件，它通过绝缘层产生的静电力吸附固定晶圆，并通过绝缘层槽道中的冷却气体和基座中的循环冷却液使晶圆表面稳定在设定温度。
在现有技术中，采用图1所述的等离子体刻蚀机台进行等离子体刻蚀的工艺如下：
S1：点火(Ignition)，射频电源1开启，上部电极(CEL)3产生等离子体，同时上部直流偏压2开启；
S2：在等离子体刻蚀工艺期间在反应腔体内(如，上部电极(CEL)3上)产生颗粒(Particles)，颗粒在晶圆6上方、上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间运动，并部分颗粒(Particles)随排气装置7排出；
S3：射频电源1关闭，同时上部直流偏压2关闭，位于上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间颗粒掉落在晶圆6上。
具体的，请参阅图2，图2为现有技术中等离子体刻蚀的工艺中DRS时序示意图，如图2所示，在现有技术中，射频电源1和上部直流偏压2同时开启和关闭。在S3中射频电源1和上部直流偏压2同时关闭后，反应腔体内的颗粒即无电场作用，也无直流偏压的作用而颗粒掉落在晶圆6上。
也即如上的等离子体刻蚀工艺造成颗粒物容易掉落在晶圆表面，而造成缺陷，进而影响产品良率。
为了减少颗粒物掉落在晶圆表面，避免造成缺陷，提高晶圆良率。本发明一实施例中，在于提供一种图1所示的等离子体刻蚀机台的等离子体刻蚀工艺。请参阅图 3，图3为本发明的等离子体刻蚀工艺的流程。具体的，该等离子体刻蚀工艺，包括：S1：点火(Ignition)，射频电源1开启，上部电极(CEL)3产生等离子体，同时上部直流偏压2开启；S2：在等离子体刻蚀工艺期间在反应腔体内产生颗粒 (Particles)，颗粒在晶圆6上方、上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间运动；S3：先关闭上部直流偏压2，然后关闭射频电源1，位于上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间的部分颗粒掉随排气装置7排出。
具体的，请参阅图1和图3，该等离子体刻蚀工艺，包括：
S1：点火(Ignition)，射频电源1开启，上部电极(CEL)3产生等离子体，同时上部直流偏压2开启。
具体的，在本发明一实施例中，在上部电极(CEL)3产生的等离子体源中包括带正电的离子和带负电的离子，上部直流偏压2开启后吸引等离子体源中带正电的离子，使带正电的离子与等离子体源中带负电的离子发生撞击。
S2：在等离子体刻蚀工艺期间在反应腔体内(如，上部电极(CEL)3上)产生颗粒(Particles)，颗粒在晶圆6上方、上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间运动。
具体的，在本发明一实施例中，在S2期间部分颗粒(Particles)随排气装置7 排出。
S3：先关闭上部直流偏压2，然后关闭射频电源1，位于上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间的部分颗粒掉随排气装置7排出。
具体的，请参阅图4，图4为本发明一实施例的等离子体刻蚀的工艺中DRS时序示意图，如图4所示，上部直流偏压2在t1时刻关闭，之后射频电源1在t2时刻关闭。具体的，在本发明一实施例中，在关闭上部直流偏压2 0.2秒后关闭射频电源1。具体的，在本发明一实施例中，上述的在关闭上部直流偏压2 0.2秒后关闭射频电源 1可有一定的偏差。具体的，在本发明一实施例中，上述偏差为20％以内；较优的，上述偏差为10％以内；更优的，上述偏差为5％以内。
具体的，在本发明一实施例中，在S3中，在关闭上部直流偏压2后，射频电源1 仍处于开启状态，在上部直流偏压2关闭至射频电源1关闭之间的期间，射频电源1 仍提供强的电场而使颗粒不掉落在晶圆6上，并由于射频电源1仍处于开启状态，则上部电极(CEL)3仍产生等离子体，上部电极(CEL)3产生的等离子体轰击位于上部电极(CEL)3与静电吸盘5之间的颗粒，使颗粒随排气装置7排出。如此可减少掉落到晶圆6上的颗粒数量。
综上所述，通过在刻蚀过程中，缩短上部直流偏压的使用时间，并且上部直流偏压关闭时间要早于射频功率，使得在关闭上部直流偏压之后，依然可以提供较强的电场，进而改变颗粒物浮动轨迹，减少颗粒物掉落在晶圆表面，避免造成缺陷，提高晶圆良率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种等离子体刻蚀工艺，适用于一等离子体刻蚀机台，所述等离子体刻蚀机台包括产生等离子体的射频电源；静电吸盘，静电吸盘用于放置待刻蚀的晶圆；上部电极；上部直流偏压以及排气装置，其特征在于，等离子体刻蚀工艺包括：
S1：点火，射频电源开启，上部电极产生等离子体，同时上部直流偏压开启；
S2：在等离子体刻蚀工艺期间在反应腔体内产生颗粒，颗粒在晶圆上方、上部电极与静电吸盘之间运动；以及
S3：先关闭上部直流偏压，然后关闭射频电源，位于上部电极与静电吸盘之间的部分颗粒掉随排气装置排出。
2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺，其特征在于，静电吸盘是用于晶圆固定和温度控制的重要部件，它通过绝缘层产生的静电力吸附固定晶圆，并通过绝缘层槽道中的冷却气体和基座中的循环冷却液使晶圆表面稳定在设定温度。
3.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺，其特征在于，在S1中，在上部电极产生的等离子体源中包括带正电的离子和带负电的离子，上部直流偏压开启后吸引等离子体源中带正电的离子，使带正电的离子与等离子体源中带负电的离子发生撞击。
4.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺，其特征在于，在S2期间部分颗粒随排气装置排出。
5.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺，其特征在于，在S3中在关闭上部直流偏压0.2秒后关闭射频电源。
6.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺，其特征在于，在S3中，在关闭上部直流偏压后，射频电源仍处于开启状态，在上部直流偏压关闭至射频电源关闭之间的期间，射频电源仍提供强的电场而使颗粒不掉落在晶圆上，并由于射频电源仍处于开启状态，则上部电极仍产生等离子体，上部电极产生的等离子体轰击位于上部电极与静电吸盘之间的颗粒，使颗粒随排气装置排出。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5779807A (en) * 1996-10-29 1998-07-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for removing particulates from semiconductor substrates in plasma processing chambers
JPH1116995A (ja) * 1997-06-25 1999-01-22 Nec Kyushu Ltd 静電チャックによる半導体ウエハの吸着・保持方法
CN1959939A (zh) * 2005-11-03 2007-05-09 茂德科技股份有限公司 蚀刻方法及开口的形成方法
CN101393841A (zh) * 2007-09-21 2009-03-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种反应离子蚀刻方法
CN101436524A (zh) * 2007-11-15 2009-05-20 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种改善刻蚀工艺中腔室颗粒状态的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101579506B1 (ko) * 2014-07-08 2015-12-23 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 그 파티클 취급 방법
US10818502B2 (en) * 2016-11-21 2020-10-27 Tokyo Electron Limited System and method of plasma discharge ignition to reduce surface particles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5779807A (en) * 1996-10-29 1998-07-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for removing particulates from semiconductor substrates in plasma processing chambers
JPH1116995A (ja) * 1997-06-25 1999-01-22 Nec Kyushu Ltd 静電チャックによる半導体ウエハの吸着・保持方法
CN1959939A (zh) * 2005-11-03 2007-05-09 茂德科技股份有限公司 蚀刻方法及开口的形成方法
CN101393841A (zh) * 2007-09-21 2009-03-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种反应离子蚀刻方法
CN101436524A (zh) * 2007-11-15 2009-05-20 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种改善刻蚀工艺中腔室颗粒状态的方法

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