非沉積製程的缺陷控制方法
2023-07-06 07:09:51 2
專利名稱：非沉積製程的缺陷控制方法
技術領域：
本發明涉及半導體刻蝕技術領域，特別是關於一種非沉積製程的缺陷控 制方法。
背景技術：
在製造集成電路的矽片上形成預期圖形主要是通過刻蝕工藝完成的，現 有的刻蝕方法主要包括溼法刻蝕和幹法刻蝕兩類。溼法刻蝕由於缺乏各向異 性，並且存在過度的顆粒汙染，通常被用於非關鍵尺寸的任務中。千法刻蝕 中最常用的是等離子刻蝕，與溼法刻蝕相比，等離子刻蝕具有相對較高的各 向異性，相對較少的顆粒汙染，因此對於較小的特徵尺寸的晶片的刻蝕非常 重要。
當然，等離子刻蝕也不能完全避免刻蝕過程中產生晶片缺陷，這些缺陷 包括表面缺陷、錐形缺陷、圖形錯誤缺陷等類型，其中其他缺陷所佔比例相
對較小，較分散，而圖形錯誤缺陷約佔25%,通常隨機分布在晶片邊緣，在 晶片邊緣聚集成小堆，是影響良品率的主要缺陷，請看圖1，圖l是使用現有 方法時晶片圖形缺陷的示意圖。
通過只通氣體的重複試驗，可以發現圖形錯誤缺陷產生於晶片被加工 前，產生原因主要是採用沉積製程和非沉積製程混合加工。在沉積製程中， 碳氟聚合物會形成膜覆蓋在反應室的零件上，而在非沉積製程中很少形成聚合物，並且會破壞反應室的零件上已形成的聚合物的膜，被破壞的聚合物會 隨氣流而剝落、聚集，如果掉落在晶片上，就會阻擋刻蝕，成為圖形錯誤缺 陷。使用現有方法時，由於先開啟高電壓，更容易將這些粒子吸附到晶片上，
請看圖2,圖2是使用現有方法時晶片吸附等離子體的示意圖。
從圖形錯誤缺陷產生的原因來看，可以通過先去除反應室內形成的聚合 物來減少這種缺陷，但這樣會增加工藝流程的步驟和複雜性。
發明內容
本發明的目的是為解決上述現有技術問題，在非沉積製程中，防止圖形 錯誤缺陷的產生，同時又不增加工藝的步驟和複雜性。
為實現本發明的發明目的，本發明提供了一種非沉積製程的缺陷控制方 法，依次包括下列步驟將晶片放置於反應室內的靜電吸盤上；向反應室通 反應氣體，增加室內壓強；開啟室內射頻；開啟室內高電壓；向晶片背面通 製冷氣體；刻蝕完成，停止向晶片背面通製冷氣體；關閉高電壓；關閉射頻， 放電；刻蝕完成，取出晶片。通過這種方法，可以在不增加工藝流程複雜性 的情況下，實現在非沉積製程中對晶元主要缺陷的控制。
其中，每個步驟的時間不應超過l分鐘；室內壓強應為0-100毫託；反 應氣體可以由三氟甲烷、氬氣、氧氣、 一氧化碳、四氟曱烷、二氟甲烷或八 氟-2-丁烯中的三種或三種以上的氣體混合而成，並且每種氣體的流量應在 0-1500sccm (sccm表示在1個標準大氣壓下，每秒有1立方釐米的氣體流 過)。室內的高電壓的範圍應在1000-2500伏特；射頻的範圍應為0-2000瓦特。 晶片背面通的製冷氣體應為氦氣。
由於採用了本發明的非沉積製程缺陷控制方法，防止了對引起缺陷的等 離子體的吸附，在不增加工藝流程複雜性的情況下，減少了刻蝕工藝中晶片 的主要缺陷。
圖l是使用現有方法時晶片圖形缺陷的示意圖。
圖2是使用現有方法時晶片吸附等離子的示意圖。
圖3是使用本發明方法時晶片圖形缺陷的示意圖。
圖4是使用本發明方法時晶片吸附等離子的示意圖。 圖5是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
發明提供的非沉積製程的缺陷控制方法尤其適用於TEL機器，依次包括 下列步驟晶片進入反應室後，放置於反應室內的靜電吸盤上。向反應室通 反應氣體，氣體可以為三氟曱烷、氬氣、氧氣、 一氧化碳、四氟曱烷、二氟 曱烷或八氟-2-丁烯中的三種或三種以上的氣體的混合氣體，並且每種氣體的 流量應在0-1500sccm ( sccm表示在1個標準大氣壓下,每秒有1立方釐米 的氣體流過)；增加室內壓強，壓強範圍為0-100毫託。開啟室內射頻，射頻 的範圍應為0-2000瓦特。開啟室內高電壓，室內的高電壓的範圍應在 1000-2500伏特。向晶片背面通作為製冷氣體的氦氣，防止晶片溫度過高。刻 蝕完成，停止向晶片背面通製冷氣體，然後先關閉高電壓，再關閉射頻，放 電，取出晶片。其中，每個步驟的時間不應超過IO分鐘。
下面結合附圖和具體實施例，對本發明作進一步的描述。
圖1為使用現有方法時晶片圖形缺陷的示意圖，說明現有刻蝕方法會引 起大量圖形缺陷，這些圖形缺陷2通常分布在晶片1的邊緣，並且聚集成很 多小堆，嚴重影響了晶片的良品率。
圖2為使用現有方法時晶片吸附等離子的示意圖，說明先開啟高電壓7 未開啟射頻時，靜電吸盤9表面有一層正離子6，晶片下表面為一層負離子5， 晶片上表面為一層正離子4，因此負的等離子3會被吸附到晶片l的表面，引 起圖形缺陷；而在開啟射頻後，晶片l上面形成的負離子層8會阻止等離子3 被吸附到晶片l的表面；關閉射頻後，負離子層8消失，等離子3又會被吸 附到晶片l表面，引起晶片缺陷。
圖3為使用本發明方法時晶片圖形缺陷的示意圖，說明使用本發明方法 後，晶片l上的圖形缺陷2明顯很少。
圖4為使用本發明方法時晶片吸附等離子的示意圖，說明先開啟射頻， 未開啟高電壓7時，靜電吸盤9上的晶片1上面形成的負離子層8會阻止等 離子3被吸附到晶片1的表面；再開啟高電壓7時，靜電吸盤9表面有一層 正離子6，晶片下表面為一層負離子5，晶片上表面為一層正離子4，但由於 離子層8仍然存在，仍能阻止等離子3被吸附到晶片l的表面；關閉高電壓7 保留射頻開啟時，靜電吸盤9上的晶片1上面形成的負離子層8會繼續阻止 等離子3被吸附到晶片l的表面，從而防止等離子3引起晶片缺陷。
圖5為本發明的工藝流程圖，晶片進入反應室後，依次經過下列步驟 將晶片放置於反應室內的靜電吸盤上；向反應室通反應氣體，增加室內壓強； 開啟室內射頻；開啟室內高電壓；向晶片背面通製冷氣體；刻蝕完成，停止 向晶片背面通製冷氣體；關閉高電壓；關閉射頻，放電。這些步驟完成後， 刻蝕工藝即完成，可以取出晶片。
在本發明的一個較佳實施例中，將晶片放置於反應室內的靜電吸盤上後， 向反應室通的反應氣體為四氟曱烷、三氟曱烷、氬氣和氧氣，其中四氟曱烷的流量為60sccm,三氟曱烷的流量為30sccm，氬氣的流量為300sccm，氧氣 的流量為3sccm，室內的壓強為50毫託；開啟室內射頻時，射頻為800瓦； 開啟室內高電壓時，電壓為；向晶片背面通氦氣的流量為；停止向晶片背面 通製冷氣體時，射頻變為300瓦，停止通四氟曱烷和三氟曱烷，氬氣的流量 變為500sccm;然後關閉高電壓；關閉射頻，放電，取出晶片。
通過上述一 系列步驟，有效的減少了晶片刻蝕工藝產生的圖形缺陷。
以上介紹的僅僅是基於本發明的幾個較佳實施例，並不能以此來限定本 發明的範圍。任何對本發明實施步驟作本技術領域內熟知的等同改變或替換 均不超出本發明的揭露以及保護範圍。
權利要求
1. 一種非沉積製程的缺陷控制方法，其特徵在於依次包括下列步驟將晶片放置於反應室內的靜電吸盤上；向反應室通反應氣體，增加室內壓強；開啟室內射頻；開啟室內高電壓；向晶片背面通製冷氣體；刻蝕完成，停止向晶片背面通製冷氣體；關閉高電壓；關閉射頻，放電。
2、 如權利要求1所述的非沉積製程的缺陷控制方法，其特徵在於所述的 室內壓強應為0-100毫託。
3、 如權利要求1所述的非沉積製程的缺陷控制方法，其特徵在於所述的 反應氣體可以為三氟曱烷、氬氣、氧氣、 一氧化碳、四氟曱烷、二氟曱烷或 八氟-2-丁烯中的三種或三種以上的氣體的混合氣體。
4、 如權利要求1所述的非沉積製程的缺陷控制方法，其特徵在於所述的 高電壓為1000-2500伏特。
5、 如權利要求1所述的非沉積製程的缺陷控制方法，其特徵在於所述的 射頻為0-2000瓦特。
6、 如權利要求1所述的非沉積製程的缺陷控制方法，其特徵在於所述的製冷氣體為氦氣。
全文摘要
本發明公開了一種非沉積製程的缺陷控制方法，依次包括下列步驟將晶片放置於反應室內的靜電吸盤上；向反應室通反應氣體，增加室內壓強；開啟室內射頻；開啟室內高電壓；向晶片背面通製冷氣體；刻蝕完成，停止向晶片背面通製冷氣體；關閉高電壓；關閉射頻，放電。本發明在不增加工藝流程複雜性的情況下，實現了在非沉積製程中對晶元主要缺陷的控制。
文檔編號H01L21/00GK101206997SQ20061014770
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優先權日2006年12月21日
發明者瑛 劉, 孫長峰, 張淑燕, 王勁松, 石小兵 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司