矽片脫附的方法
2023-06-30 23:28:36
專利名稱：矽片脫附的方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體矽片加工工藝，尤其涉及一種矽片脫附的方法。
技術背景在矽片幹法刻蝕工藝中，矽片一般在反應腔室中放置在ESC (靜電卡盤)上進行刻蝕 工藝， 一般是在靜電卡盤上加正向電壓，通過靜電吸引將矽片吸附在靜電卡盤上。刻蝕結 束後，要對矽片進行脫附，即對靜電卡盤內部及矽片表面的殘餘電荷進行消除，使矽片完 全脫離靜電卡盤。對矽片進行脫附的平穩進行對刻蝕工藝本身及刻蝕加工流程的穩定產能有著至關重要的作用。矽片脫附主要包括2個方面靜電卡盤內部的殘餘電荷的消除和被刻蝕矽片表面的殘餘電荷的消除。之後，還要對矽片脫附的效果進行檢測。靜電卡盤內部電荷的消除主要是通過卡盤電極的反接實現，消除電荷的效果主要取決於反接電壓和反接時間；矽片表面殘餘電荷的消除主要是通過在反應腔室內通入惰性氣 體，並對惰性氣體進行電離來實現，消除電荷的效果主要卻決於惰性氣體的電離度和電離 時間。檢測靜電荷是否完全消除的方法是通過檢測漏電電流來實現的。現有技術中，對靜電卡盤內部的電荷消除、對矽片表面的電荷消除及對電荷消除是否 完全的檢測均是分步進行，這樣不利於工藝集成和提高生產率，矽片脫附的安全性也不 高。發明內容本發明的目的是提供一種工藝集成度高、安全、生產效率高的矽片脫附的方法。 本發明的目的是通過以下技術方案實現的-本發明的矽片脫附的方法，其特徵在於，包括步驟A、 去掉靜電卡盤的正向電壓，並向靜電卡盤增加反向電壓；B、 向反應腔室內通入惰性氣體，並開啟射頻源，將惰性氣體電離成等離子體；C、 通過矽片背面的背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否脫 附，當背吹He氣的洩漏量大於設定值時，判斷為矽片完全脫附。所述的步驟A之前，首先將擺閥打開，向反應腔室持續通入一定流量的惰性氣體。所述的歩驟A中，向靜電卡盤增加反向電壓的大小為700 1200V，時間為l 5s。 所述的步驟A中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為矽片正常刻蝕工藝中的壓力值； 所述的步驟B和步驟C中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為2 9Torr。 所述的步驟B和步驟C中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為4 6Torr。 所述的步驟B和步驟C中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為5Torr。 所述的步驟C中，所述的背吹He氣的洩漏量的設定值為當靜電卡盤上沒有矽片時，同 樣壓力下He氣流量的90W。所述的步驟C中，所述的背吹He氣的洩漏量的設定值為4 6sccm。 所述的步驟C中，所述的背吹He氣的洩漏量的設定值為5sccm。 還包括步驟-D、根據背吹He氣的洩漏流量達到設定值的時間，調節向靜電卡盤增加反向電壓的大小 和時間，使矽片脫附的時間達到最小值。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的矽片脫附的方法，由於首先向 靜電卡盤增加反向電壓，消除靜電卡盤內部的靜電荷，同時，通過將惰性氣體電離成等離 子體，利用離子的導電性，消除矽片表面的殘餘電荷，並通過矽片背面的背吹He氣從矽片 與靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否完全脫附。工藝集成度高、安全、生產效率 高，尤其適用與半導體矽片加工工藝中，矽片與靜電卡盤之間的脫附。
圖l為本發明矽片脫附的方法的主要流程框圖。
具體實施方式
本發明的矽片脫附的方法較佳的具體實施方式
如圖l所示，包括步驟ll、去掉靜電卡盤的正向電壓，並向ESC (靜電卡盤)增加反向電壓，這-步 的主要作用是通過增加反向電壓，消除靜電卡盤內部的靜電荷。步驟12、向反應腔室內通入惰性氣體，並開啟射頻源，將惰性氣體電離成等離子體， 這一步的主要作用是利用離子的導電性，消除矽片表面的殘餘電荷。同時，也消除靜電卡 盤表面的殘餘電荷。步驟13、通過矽片背面的背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否 脫附，當背吹He氣的洩漏量大於設定值時，判斷為矽片完全脫附。當靜電卡盤對矽片的吸 附力較大時，矽片與靜電卡盤之間密封較好，背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量 較小；當靜電卡盤對矽片的吸附力較小時，矽片與靜電卡盤之間密封較差，背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量較大。現有技術中， 一般在矽片正常的加工工藝結束後，背吹He氣就停止了，本發明在矽片 正常的加工工藝結束後的脫附工藝中，繼續通入背吹He氣， 一方面通過背吹He氣從矽片與 靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否脫附；另一方面背吹He氣還有利於矽片的脫附。在進行上述的歩驟ll之前，首先將擺閥打開，向反應腔室持續通入一定流量的惰性氣 體。目的是衝走殘餘的工藝氣體和矽片表面的殘餘反應物以及一些大的顆粒，這個過程-般持續5 10s,再進行步驟ll。在步驟11中，向靜電卡盤增加反向電壓的大小一般為700 1200V，時間一般為l 5s， 這兩個數值根據不同的矽片加工工藝而不同，可以根據情況進行調整，以矽片完全脫附的 時間最短為原則。上述的步驟ll中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為矽片JH常刻蝕工藝中的壓力值， 背吹He氣的作用是對矽片和靜電卡盤進行冷卻。本發明在步驟13中，通過背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否 脫附，此時，控制背吹He氣的壓力在2 9 Torr ，最好是4 6Torr範圍內，可以是2、 4、 5、 68、 9Torr等優選值，最好是5Torr。而矽片正常刻蝕工藝中的背吹He氣的壓力值一般為 5 15Torr。因此， 一般在步驟12中，自開啟射頻源時起，將背吹He氣的壓力降為2 9Torr，在這個數值範圍內，背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量對矽片脫附的程度 最敏感。剛開始脫附時，背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量Fl—般小於l 2sccm，隨 著脫附的進行，Fl越來越大，當F1大於等於設定值時，就可判斷矽片完全脫附。所述的設定值可以用當靜電卡盤上沒有矽片時，同樣壓力下背吹He氣的流量F2來參 照，F2的值一般為6sccm左右，設定值可以為90MF2，當F1》90。/。F2時判斷為矽片完全脫附； 所述的設定值也可以為4 6sccm的一個值，可以是4、 5、 6sccm等優選值，最好是5sccm。上述的步驟ll、步驟12和步驟13最好是不間斷的順序進行，也可以是同步進行。在矽片完全脫附之後，最好記錄矽片脫附的時間，根據矽片脫附的時間，調節向靜電 卡盤增加反向電壓的大小和時間，使矽片脫附的時間達到最小值，這種調整可以在線調 整。在線調整時，可以通過手動記錄矽片脫附的時間，調節向靜電卡盤增加反向電壓的大 小和時間。也可以通過計算機自動調節向靜電卡盤增加反向電壓的大小和時問，使矽片脫 附的時間達到最小值。矽片脫附的時間可以自將背吹He氣的壓力降為2 9Torr時起，到背吹He氣的洩漏流量 Fl大於等於設定值時至。本發明通過背吹He氣的洩漏流量檢測電荷消除是否完全，同時將電荷消除和檢測集成 在一起以達到提高矽片脫附安全性，以及提高生產率的效果。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都 應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種矽片脫附的方法，其特徵在於，包括步驟A、去掉靜電卡盤的正向電壓，並向靜電卡盤增加反向電壓；B、向反應腔室內通入惰性氣體，並開啟射頻源，將惰性氣體電離成等離子體；C、通過矽片背面的背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否脫附，當背吹He氣的洩漏量大於設定值時，判斷為矽片完全脫附。
2、 根據權利要求l所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的步驟A之前，首先將擺 閥打幵，向反應腔室持續通入一定流量的惰性氣體。
3、 根據權利要求l所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的歩驟A中，向靜電卡盤 增加反向電壓的大小為700 1200V,時間為l 5s。
4、 根據權利要求l所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的步驟A中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為矽片正常刻蝕工藝中的壓力值； 所述的步驟B和步驟C中，控制矽片背面的背吹He氣的壓力為2 9Torr。
5、 根據權利要求4所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的步驟B和步驟C中，控 制矽片背面的背吹He氣的壓力為4 6Torr。
6、 根據權利要求5所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的步驟B和步驟C中，控 制矽片背面的背吹He氣的壓力為5Torr。
7、 根據權利要求l、 4、 5或6所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的步驟C中， 所述的背吹He氣的洩漏量的設定值為當靜電卡盤上沒有矽片時，同樣壓力下He氣流量的 90%。
8、 根據權利要求l、 4、 5或6所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的歩驟C中， 所述的背吹He氣的洩漏量的設定值為4 6sccm。
9、 根據權利要求7所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，所述的步驟C中，所述的背 吹He氣的洩漏量的設定值為5sccm。
10、 根據權利要求1至6任一項所述的矽片脫附的方法，其特徵在於，還包括歩驟D、 根據背吹He氣的洩漏流量達到設定值的時間，調節向靜電卡盤增加反向電壓的大小 和時間，使矽片脫附的時間達到最小值。
全文摘要
本發明公開了一種矽片脫附的方法，首先向靜電卡盤增加反向電壓，消除靜電卡盤內部的靜電荷，同時，通過將惰性氣體電離成等離子體，利用離子的導電性，消除矽片表面的殘餘電荷，並通過矽片背面的背吹He氣從矽片與靜電卡盤之間洩漏的流量，判斷矽片是否完全脫附。工藝集成度高、安全、生產效率高，尤其適用與半導體矽片加工工藝中，矽片與靜電卡盤之間的脫附。
文檔編號H01L21/00GK101226871SQ20071006273
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月15日 優先權日2007年1月15日
發明者彭東陽 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司