CN110600364B - 改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，包括：向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，所述腔室内的压力低于2000mt，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物，第一混合气体的压力降低，采用低压力的工艺可以提高所述腔室抽气的速度，加快去除聚合物，从而避免聚合物遇水汽凝结而在晶圆边缘造成缺陷，最终提高产品良率。

Description

改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法。
背景技术
随着集成电路工艺的发展，晶圆规格逐渐向大尺寸发展，12寸已逐渐成为集成电路制造的主流，未来甚至会发展到18寸及18寸以上。晶圆尺寸的扩大相应的引起晶圆边缘(wafer bevel)面积的扩大，对晶圆边缘缺陷的控制显得更加重要。
在晶圆工艺制程中，边缘刻蚀(bevel etch)是一种有效去除晶圆边缘各种残留膜层(film)的有效手段，而边缘机台(bevel机台)由于其需要在较高的压力下工作，而且只对晶圆边缘进行等离子体控制(plasma control)，因此很容易在晶圆边缘产生凝结缺陷(condense defect)，影响机台的正常monitor。
发明内容
基于以上所述的问题，本发明的目的在于提供一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，改善刻蚀机台内由于聚合物与水汽凝结而在晶圆边缘造成的缺陷，提高产品良率。
为实现上述目的，本发明提供一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，包括：
向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，且所述腔室内的压力低于2000mt；
向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，向所述腔室内通入第一混合气体的过程中，所述腔室内的压力为1900mt。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述第一混合气体包含N2、CF4以及SF6。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述第一混合气体的流量介于420sccm～520sccm，所述腔室加载的功率介于200W～800W。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述第一混合气体的流量为470sccm，所述腔室加载的功率为500W。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述第二混合气体包含O2与CF4。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，向所述腔室内通入第二混合气体的过程中，所述腔室内的压力介于1800mt～2000mt之间，所述腔室加载的的功率介于700W～900W。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述腔室内的压力为1900mt，所述腔室加载的功率为800W。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述第二混合气体中O2的流量介于400sccm～600sccm，所述第二混合气体中CF4的流量介于90sccm～290sccm。
可选的，在所述改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，所述第二混合气体中O2的流量为500sccm，所述第二混合气体中CF4的流量为190sccm。
本发明提供的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，所述腔室内的压力低于2000mt，接着，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物。与现有技术相比，第一混合气体的压力降低，采用低压力的工艺可以提高所述腔室抽气的速度，加快去除聚合物，从而避免聚合物遇水汽凝结而在晶圆边缘造成缺陷，最终提高产品良率。
进一步的，所述第一混合气体包括CF4与SF6，可以清除刻蚀机台的腔室内O与Si的聚合物。与现有技术相比，所述第一混合气体的流量增加，进一步提高所述腔室抽气的能力。
附图说明
图1为一改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法的示意图。
图2为本发明一实施例所提供的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法的示意图。
具体实施方式
采用晶圆边缘刻蚀机台对多个晶圆边缘依次进行刻蚀，在刻蚀的过程中不可避免的会在腔室内残留有聚合物，例如O与Si的聚合物，该聚合物遇水汽凝结在晶圆的边缘，会形成缺陷，因此，在刻蚀一定数量的晶圆之后，需要暂停刻蚀对所述腔室进行清洗，以改善晶圆边缘刻蚀机台内的缺陷。
图1为一改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法的示意图。如图1所示，首先，执行步骤S1，向刻蚀机台(用于刻蚀晶圆边缘的刻蚀机台)的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，所述第一混合气体包含N2与O2，所述第一混合气体的压力优选为4000mt，所述第一混合气体的功率优选为500W，且所述第一混合气体的流量优选为300sccm。
接着，执行步骤S2，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物。所述第二混合气体包含O2与CF4，所述第二混合气体的压力优选为1900mt，所述第二混合气体的功率优选为800W。
当然，最后还可以包括对所述腔室内的颗粒(particle)进行检测。然而在步骤S1中并不能够有效去除腔室内残留的O与Si的聚合物，该聚合物遇水汽凝结在晶圆的边缘，形成缺陷，并且所述第一混合气体的高压力反而加剧了晶圆边缘O与Si的聚合物的聚集与凝结。之后执行的步骤S2并不能完全去除聚合物，从而导致在晶圆边缘凝结缺陷(condensedefect)的产生。
基于上述问题，本发明提供一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，包括：向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，且所述腔室内的压力低于2000mt，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步所述腔室内的聚合物。
在本发明提供的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，所述腔室内的压力低于2000mt，接着，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物。与现有技术相比，第一混合气体的压力降低，采用低压力的工艺可以提高所述腔室抽气的速度，加快去除聚合物，从容避免聚合物遇水汽凝结而在晶圆边缘造成缺陷，最终提高产品良率。
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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没有做出创造性劳动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。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
图2为本发明一实施例所提供的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法的示意图。请参照图2所示，以下对本发明提供的一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法进行详细说明。
首先，执行步骤S100，向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，且所述腔室内的压力低于2000mt。
具体的，在该步骤中，即向所述腔室内通入第一混合气体的过程中，所述腔室内的压力优选为1900mt。所述第一混合气体包含N2、CF4以及SF6，所述第一混合气体的流量介于420sccm～520sccm，例如：所述第一混合气体的流量为420sccm、470sccm或520sccm，优选的，所述第一混合气体的流量为470sccm。所述腔室加载的功率介于200W～800W，例如，所述腔室加载的功率为200W、400W、500W、600W或800W，优选的，所述腔室加载的功率为500W。
作为优选实施例，在步骤S100中，所述第一混合气体包含N2、CF4以及SF6，所述腔室内的压力为1900mt，所述第一混合气体的流量为470sccm，所述腔室加载的功率为500W。
在之前的步骤S1中，由于腔室内部压力，气体种类，气体流量，射频电压等原因导致刻蚀过程中生成的聚合物无法快速被腔室内部的分子泵抽走，从而沉积在腔室壁和晶圆边缘，沉积过多的聚合物，无法从根本去除便形成缺陷。
与之前的步骤S1相比，所述第一混合气体的压力降低，采用低压力的工艺可以提高所述腔室抽气(pump)的速度，即分子泵速率变快，使得聚合物被快速抽走，从而避免聚合物遇水汽凝结而在晶圆边缘造成缺陷，最终提高产品良率。并且，所述第一混合气体包括CF4与SF6，能够与所述腔室内的聚合物(例如O与Si的聚合物)进行离子(plasma)反应，生成气化生产物，从而被分子泵快速抽走。与现有技术相比，所述第一混合气体的流量增加，能够防止生产物沉积到腔室壁和晶圆边缘，进一步提高了所述腔室抽气的能力。
接着，执行步骤S200，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物，以避免所述腔室内有聚合物的残留。
具体的，所述第二混合气体包含O2与CF4。在该步骤中，即向所述腔室内通入第二混合气体的过程中，所述腔室内的压力介于1800mt～2000mt之间，例如：所述腔室内的压力为1800mt、1900mt或2000mt，优选的，所述腔室内的压力为1900mt。所述腔室加载的功率介于700W～900W，例如：所述腔室加载的的功率为700W、800W或900W，优选的，所述腔室加载的的功率为800W。
所述第二混合气体中O2的流量介于400sccm～600sccm，例如：所述第二混合气体中O2的流量为400sccm、500sccm或600sccm，优选的，所述第二混合气体中O2的流量为500sccm。所述第二混合气体中CF4的流量介于90sccm～290sccm，例如：所述第二混合气体中CF4的流量为90sccm、190sccm或290sccm，优选的，所述第二混合气体中CF4的流量为190sccm。
作为优选实施例，在步骤S200中，所述第二混合气体包含O2与CF4，所述腔室内的压力为1900mt，所述腔室加载的的功率为800W，所述第二混合气体中O2的流量为500sccm，所述第二混合气体中CF4的流量为190sccm。
在步骤S100中，所述腔室中的聚合物已经被去除，在步骤S200中，进一步去除所述腔室内的聚合物，即避免在步骤S100过程中所述腔室内有少量的聚合物残留，以保证所述腔室内没有聚合物，因此，避免了腔室内聚合物遇水汽凝结而在晶圆边缘造成缺陷，最终提高产品良率。
在完成步骤S200之后，还可以包括：对所述腔室内的particle进行检测，以确认是否有上述缺陷产生。
刻蚀腔室依次对多个晶圆边缘进行刻蚀，在每个时间段(例如可以是固定的时间段，或者固定的刻蚀数量之后)都可以进行上述步骤，以防止在晶圆边缘产生缺陷。
综上所述，本发明提供的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法中，向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，所述腔室内的压力低于2000mt，接着，向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物。与现有技术相比，第一混合气体的压力降低，采用低压力的工艺可以提高所述腔室抽气的速度，加快去除聚合物，从而避免聚合物遇水汽凝结而在晶圆边缘造成缺陷，最终提高产品良率。
进一步的，所述第一混合气体包括CF4与SF6，可以清除刻蚀机台的腔室内O与Si的聚合物。与现有技术相比，所述第一混合气体的流量增加，进一步提高所述腔室抽气的能力。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，包括：
向刻蚀机台的腔室内通入第一混合气体，用于去除所述腔室内的聚合物，且所述腔室内的压力介于1900mt～2000mt之间，所述第一混合气体包括CF4和SF6，使得所述第一混合气体能够与腔室内的聚合物进行离子反应，并生成气化生产物，从而被分子泵快速抽走，所述第一混合气体的流量介于420sccm～520sccm；
向所述腔室内通入第二混合气体，用于进一步去除所述腔室内的聚合物，且所述腔室内的压力介于1900mt～2000mt之间，所述第二混合气体包含O2与CF4；
其中，向所述腔室内仅通入一次所述第一混合气体以及一次所述第二混合气体。
2.如权利要求1所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，向所述腔室内通入第一混合气体的过程中，所述腔室内的压力为1900mt。
3.如权利要求2所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，所述腔室加载的功率介于200W～800W。
4.如权利要求3所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，所述第一混合气体的流量为470sccm，所述腔室加载的功率为500W。
5.如权利要求1所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，向所述腔室内通入第二混合气体的过程中，所述腔室加载的功率介于700W～900W。
6.如权利要求5所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，所述腔室内的压力为1900mt，所述腔室加载的功率为800W。
7.如权利要求1所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，所述第二混合气体中O2的流量介于400sccm～600sccm，所述第二混合气体中CF4的流量介于90sccm～290sccm。
8.如权利要求6所述的改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法，其特征在于，所述第二混合气体中O2的流量为500sccm，所述第二混合气体中CF4的流量为190sccm。
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