CN1851869A - 一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺 - Google Patents
一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1851869A CN1851869A CN 200510126285 CN200510126285A CN1851869A CN 1851869 A CN1851869 A CN 1851869A CN 200510126285 CN200510126285 CN 200510126285 CN 200510126285 A CN200510126285 A CN 200510126285A CN 1851869 A CN1851869 A CN 1851869A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow
- technology
- particle
- carrier gas
- electrode power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明提供了一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺，即对硅片进行预处理的工艺，该工艺包括两个步骤：(1)颗粒激活；(2)颗粒去除。本发明的工艺能够在紧邻刻蚀工艺步骤前对硅片进行清洁处理，达到颗粒控制的最佳效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体刻蚀工艺的前处理过程，具体来说，涉及一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺。
背景技术
目前在半导体工艺制造中，元器件的特征尺寸越来越小，所以，相应的对半导体的工艺要求也越来越高，其中，工艺过程中的颗粒(particle)的控制是控制期间成品率很关键的一个因素，是半导体工艺制造面临的很大的挑战。
在多晶硅栅极刻蚀工艺中，一般包括以下三个步骤：(1)BT(Breakthrough)，其主要作用是去除表面的自然的氧化层；(2)ME(Main etch)，即主刻蚀，其作用是刻蚀多晶硅，形成线条；(3)OE(Over etch)，即过刻蚀，其作用是对刻蚀后的表面进行吹扫。这三个步骤连续进行的，其中压力最大的是OE，但是也只不过不到100mT，工艺气体也是很纯净的，所以，颗粒的控制，在很大程度上是由工艺前的情况决定的。
现有技术一般是在刻蚀工艺前对硅片进行湿法清洗。其缺点就是不能在紧邻工艺步骤开始前对硅片进行清洁处理，这样也就很难保证工艺过程中颗粒的控制效果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的就是在这三个工艺步骤前对硅片进行一次针对颗粒的处理即在紧邻工艺步骤前对硅片进行清洁处理，达到颗粒控制的最佳效果。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明的发明人提供了一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺即对硅片进行预处理的工艺，该工艺包括以下两个步骤：
(1)颗粒激活步骤。该步骤工艺条件为：腔室压力5-20mT，上电极功率50-800w，载气选自N2、Cl2、SF6、O2中的一种或几种，气体总流量5-600sccm，其中N2流量为5-100sccm、Cl2流量为5-100sccm、SF6流量为10-300sccm、O2流量为5-50sccm。
该步骤优选的工艺条件为：腔室压力5-15mT，上电极功率300-500w，载气为N2、Cl2、SF6、O2的混合气体，气体总流量为90-170sccm，其中N2流量为50-80sccm、Cl2流量为10-30sccm、SF6流量为20-40sccm、O2流量为10-20sccm。
(2)颗粒去除步骤。该步骤工艺条件为：腔室压力0.01-20mT，上电极功率50-800w，载气选自He、Ar、N2中的一种或几种，气体总流量30-900sccm，其中He流量为10-300sccm、Ar流量为10-300sccm、N2流量为10-300sccm。
该步骤优选的工艺条件为：腔室压力0.01-10mT，上电极功率400-500w，载气为N2和He的混合气体或N2和Ar的混合气体，气体总流量为40-80sccm，其中N2流量为10-30sccm、He或Ar流量为30-40sccm。
步骤(1)的主要作用是激活颗粒，第二步的作用是在低气压等离子体的条件下将颗粒迅速的抽走。
其中步骤(1)时间为2-30s，步骤(2)时间为5-30s。
对硅片进行预处理后，再进行刻蚀，即BT、主刻和后刻步骤，这几步的工艺参数和常规技术的工艺参数相同。
(三)有益效果
通过对未经硅片预处理和经过国片预处理的栅极刻蚀工艺所得多晶硅片进行观察，可以看出后者所含颗粒数目明显减少。即本发明的工艺能够在紧邻刻蚀工艺步骤前对硅片进行清洁处理，达到颗粒控制的最佳效果。
附图说明
图1为未经硅片预处理刻蚀工艺所得多晶硅片的颗粒检测结果图；
图2为经硅片预处理刻蚀工艺所得多晶硅片的颗粒检测结果图。
颗粒检测所用仪器为KLA公司的Surfscan 6420Unpatterned WaferInspection(无图形硅片表面颗粒检测仪)，检测标准为尺寸在0.2um-3um的颗粒数少于25颗(200mm wafer etch)，图中上面圆形部分为颗粒在wafer上的具体分布情况，设定检测到的颗粒尺寸为0.2-3nm，不同颜色表示不同尺寸大小的颗粒。可以看出，图2中颗粒的情况优于图1中颗粒的情况，具体表现为图2中0.2-3nm的颗粒为8颗，图1中0.2-3nm的颗粒为28颗。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。以下实施例是在200mm硅片刻蚀机上进行的，可反映200nm工艺结果，需要说明的是，工艺具有向下兼容性，即能满足高端的200nm工艺时，低端的300nm工艺等完全能够满足要求，即本发明也适用于300mm硅片刻蚀机。
实施例1
在进行多晶硅片刻蚀工艺中，所用的设备是北方微电子基地设备工艺研究中心的PM2。所用多晶硅片的结构为：二氧化硅100、多晶硅3050、硅片(substrate衬底)。
刻蚀过程主要分为以下几步：
1.将硅片送到腔室内的静电卡盘表面；
2.加静电卡盘电压，通过静电引力将硅片固定在静电卡盘表面；
3.通工艺气体；
4.摆阀调压到设定值；
5.加上下电极，起辉；
6.刻蚀工艺开始，刻蚀工艺主要包括以下几步：
1)BT(Break through)，即自然氧化层的去除，工艺参数为：腔室内压强7mT，上电极功率300W，下电极功率40W，流量为50sccm的CF4为载气，时间为5s，该步之前有一个BT stablestep，主要工艺参数为上下电极功率均为0，时间为10s，其他参数和BT一样；
2)ME(main etch)，即主刻蚀，其作用是刻蚀多晶硅，形成线条，工艺参数为：腔室内压强10mT，上电极功率350W，下电极功率40W，载气包括流量为190sccmHBr、5sccm的Cl2、15sccm的HeO2，刻蚀时间为终点检测控制，该步之前有一个ME stablestep，主要工艺参数为上下电极功率均为0，时间为10s，其他参数和ME一样；
3)OE(Over etch)，即过刻蚀，其作用是对刻蚀后的表面进行吹扫，工艺参数为：腔室内压强60mT，上电极功率350W，下电极功率40W，载气包括流量为150sccmHBr、15sccm的HeO2、100sccm的He，刻蚀时间40s，该步之前有一个OE stable step，主要工艺参数为上下电极功率均为0，时间为10s，其他参数和OE一样；
7.刻蚀工艺完成后，进行硅片卸载工艺，即将ESC表明的残余电荷消除掉，以便硅片能够稳定的和静电卡盘表面分离；
8.取片，刻蚀结束。
在进行以上工艺后，检测标准为尺寸在0.2um-3um的颗粒数少于25颗(200mm wafer etch)，通过KLA公司的Surfscan 6420Unpatterned WaferInspection观察，如图1所示，可以看出硅片上的颗粒分布情况，图中下半部分为颗粒尺寸分布范围，具体为其中大于0.2um-3um的颗粒为28颗。
实施例2
按照实施例1所述的方法，不同之处在于，在BT步之前对硅片进行预处理的工艺：
(1)腔室压力8mT，上电极功率400w，载气为N260sccm、Cl210sccm、SF620sccm、O210sccm，气体总流量100sccm，时间为5s。
(2)腔室压力1mT，上电极功率400w，载气为He30sccm、N220sccm，时间为10s。
在进行以上工艺后，检测标准为尺寸在0.2um-3um的颗粒数少于25颗(200mm wafer etch)，通过KLA公司的Surfscan 6420Unpatterned WaferInspection观察，如图2所示，可以看出wafer上的颗粒分布情况，图中下半部分为颗粒尺寸分布范围，具体为得到颗粒尺寸在0.2um-3um的颗粒为8颗。
实施例3
按照实施例1所述的方法，不同之处在于，在BT步之前对硅片进行预处理的工艺：
(1)腔室压力20mT，上电极功率200w，载气为N2100sccm、SF640sccm，时间为25s。
(2)腔室压力0.1mT，上电极功率500w，载气为He10sccm、Ar40sccm、N210sccm，时间为30s。
在进行以上工艺后，检测标准为尺寸在0.2um-3um的颗粒数少于25颗(200mm wafer etch)，通过KLA公司的Surfscan 6420 Unpatterned WaferInspection检测，我们得到颗粒尺寸在0.2um-3um的颗粒为10颗。
实施例4
按照实施例1所述的方法，不同之处在于，在BT步之前对硅片进行预处理的工艺：
(1)腔室压力5mT，上电极功率800w，载气为N2 60sccm，SF6300sccm，时间为30s。
(2)腔室压力0.01mT，上电极功率800w，载气为Ar 30sccm、N220sccm，时间为30s。
在进行以上工艺后，检测标准为尺寸在0.2um-3um的颗粒数少于25颗(200mm wafer etch)，通过KLA公司的Surfscan 6420Unpatterned WaferInspection检测，我们得到颗粒尺寸在0.2um-3um的颗粒为5颗。
实施例5
按照实施例1所述的方法，不同之处在于，在BT步之前对硅片进行预处理的工艺：
(1)腔室压力10mT，上电极功率600w，载气为Cl230sccm、SF640sccm、O210sccm，气体总流量80sccm。时间为15s。
(2)腔室压力0.01mT，上电极功率300w，载气为Ar 40sccm，时间为18s。
在进行以上工艺后，检测标准为尺寸在0.2um-3um的颗粒数少于25颗(200mm wafer etch)，通过KLA公司的Surfscan 6420 UnpattemedWafer Inspection检测，我们得到颗粒尺寸在0.2um-3um的颗粒为7颗。
Claims (10)
1、一种半导体刻蚀前硅片预处理工艺，包括以下步骤：(1)颗粒激活；(2)颗粒去除。
2、如权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(1)的工艺条件为：腔室压力5-20mT；上电极功率100-800w；载气选自N2、Cl2、SF6、O2中的一种或几种，气体总流量5-600sccm，该步骤时间为2-30s。
3、如权利要求2所述的工艺，其特征在于载气气体总流量为80-120sccm。
4、如权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(1)的载气为N2、Cl2、SF6、O2的混合气体，其中N2流量为5-100sccm，Cl2流量为5-100sccm，SF6流量为10-300sccm，O2流量为5-50sccm。
5、如权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(1)的工艺条件为：腔室压力5-15mT，上电极功率300-500w，载气为N2、Cl2、SF6、O2的混合气体，其中N2流量为50-80sccm，Cl2流量为10-30sccm，SF6流量为20-40sccm，O2流量为10-20sccm。
6、如权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(2)的工艺条件为：腔室压力0.01-20mT，上电极功率50-800w；载气选自He、Ar、N2中的一种或几种，气体总流量30-900sccm，该步骤时间为5-30s。
7、如权利要求6所述的工艺，其特征在于载气气体总流量为40-80sccm。
8、如权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(2)的工艺条件为：腔室压力0.01-10mT，上电极功率400-500w，载气为He、Ar、N2中的一种或几种，其中He流量为10-300sccm，Ar流量为10-300sccm，N2流量为10-300sccm。
9、如权利要求8所述的工艺，其特征在于步骤(2)的载气为：N2和He的混合气体，其中N2流量为10-30sccm，He流量为30-40sccm。
10、如权利要求8所述的工艺，其特征在于步骤(2)的载气为：N2和Ar的混合气体，其中N2流量为10-30sccm，Ar流量为30-40sccm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101262854A CN100377308C (zh) | 2005-12-02 | 2005-12-02 | 一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101262854A CN100377308C (zh) | 2005-12-02 | 2005-12-02 | 一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1851869A true CN1851869A (zh) | 2006-10-25 |
| CN100377308C CN100377308C (zh) | 2008-03-26 |
Family
ID=37133343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005101262854A Active CN100377308C (zh) | 2005-12-02 | 2005-12-02 | 一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100377308C (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101450346B (zh) * | 2007-12-05 | 2012-09-05 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种半导体制程中的干法清洗方法 |
| CN112447496A (zh) * | 2019-08-28 | 2021-03-05 | 东莞新科技术研究开发有限公司 | 半导体离子刻蚀清洗方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242350B1 (en) * | 1999-03-18 | 2001-06-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Post gate etch cleaning process for self-aligned gate mosfets |
| US7169440B2 (en) * | 2002-04-16 | 2007-01-30 | Tokyo Electron Limited | Method for removing photoresist and etch residues |
| CN1226455C (zh) * | 2002-07-19 | 2005-11-09 | 联华电子股份有限公司 | 预清除用氟化碳反应气体的蚀刻工艺后残留聚合物的方法 |
-
2005
- 2005-12-02 CN CNB2005101262854A patent/CN100377308C/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101450346B (zh) * | 2007-12-05 | 2012-09-05 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种半导体制程中的干法清洗方法 |
| CN112447496A (zh) * | 2019-08-28 | 2021-03-05 | 东莞新科技术研究开发有限公司 | 半导体离子刻蚀清洗方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100377308C (zh) | 2008-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1664995A (zh) | 等离子体处理方法和等离子体处理装置 | |
| CN100343975C (zh) | 半导体装置的制造方法 | |
| CN101719471B (zh) | 场效应晶体管制造方法 | |
| CN1933188A (zh) | 太阳能电池基片绒面结构的形成方法 | |
| CN1655330A (zh) | 在氟化氧化物沉积工艺中减少半导体器件污染 | |
| CN101752458A (zh) | 一种太阳能电池单晶硅片的界面钝化方法 | |
| CN105489669A (zh) | 一种硅异质结太阳能电池及其界面处理方法 | |
| CN1851869A (zh) | 一种半导体刻蚀前去除颗粒的工艺 | |
| CN1480995A (zh) | 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 | |
| CN1293611C (zh) | 等离子体处理装置用石英部件及其加工方法、及安装有该石英部件的等离子体处理装置 | |
| CN1851857A (zh) | 一种硅片脱附工艺 | |
| CN1647254A (zh) | 用于蚀刻通孔的改进方法 | |
| CN101047127A (zh) | 等离子体蚀刻方法、蚀刻装置、存储介质 | |
| CN1851050A (zh) | 一种多晶硅刻蚀工艺中的颗粒控制方法 | |
| CN1851872A (zh) | 一种提高各向异性的多晶硅脉冲刻蚀工艺 | |
| CN1851864A (zh) | 一种硅片卸载工艺 | |
| Lee et al. | Inductively coupled plasma reactive ion etching of ZnO using C2F6 and NF3-based gas mixtures | |
| CN100343952C (zh) | 一种硅片卸载工艺 | |
| CN1851871A (zh) | 一种能够消除残气影响的多晶硅刻蚀工艺 | |
| CN1210770C (zh) | 提高硼硅玻璃膜及氮化硅膜之间粘合强度的方法 | |
| CN1847458A (zh) | 一种多晶硅刻蚀中的干法清洗工艺 | |
| CN1276993C (zh) | 利用等离子体化学气相沉积法沉积薄膜的方法 | |
| CN1851874A (zh) | 一种减少颗粒产生的多晶硅栅极刻蚀工艺 | |
| CN1851850A (zh) | 一种硅片卸载工艺 | |
| CN114551234A (zh) | 一种n极性iii-v族半导体材料的干法刻蚀工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 8, Wenchang Avenue, Beijing economic and Technological Development Zone, 100176 Patentee after: Beijing North China microelectronics equipment Co Ltd Address before: 100016 Jiuxianqiao East Road, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing Patentee before: Beifang Microelectronic Base Equipment Proces Research Center Co., Ltd., Beijing |
|
| CP03 | Change of name, title or address |