一種改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法
2023-07-16 13:13:16
專利名稱：一種改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法
技術領域：
本發明涉及一種刻蝕工藝，特別是涉及一種刻蝕工藝中改善腔室顆粒狀 態的方法。
背景技術：
對於刻蝕設備來說，顆粒是衡量機臺性能的指標之一，如何改善刻蝕過 程中的顆粒狀況是影響刻蝕的一個重要方面。影響刻蝕過程中顆粒的因素很 多，諸如晶圓從平臺傳輸到腔室的過程中的機械振動和摩擦，等離子體啟輝 &改電的過程，反應物聚合物的剝落，以及等離子體的瞬間關掉而產生的顆 粒等，顆粒汙染是造成刻蝕工藝產率下降的重要因素之一。顆粒通常粘附在 晶片的表面，造成工藝缺陷，直接影響下一道工藝的進行，因此控制顆粒狀 態十分重要。
在刻蝕工藝中， 一般每個刻蝕步驟之間等離子體都會關閉，會在很短的 時間內依次關閉下電極功率、上電極功率、各種工藝氣體等。而瞬間關掉等 離子體會使得帶電的顆粒仍然維持原來的方向，從而大量的顆粒會落在晶片
(wafer)的表面，對工藝會產生很大的危害。
另一種改善由於等離子體瞬間關掉而產生的顆粒的方法，是採用RF電源 逐步降低功率的方法，即Ramp的方式，來減少由於等離子體瞬間關掉而使得 大量顆粒落在晶片表面的現象。採用RF電源逐步降低功率的方法，雖然可以 減少部分由於等離子體瞬間關掉而使得大量顆粒落在wafer表面的現象,但是 由於Ramp的過程中，工藝氣體一直存在，因此會對刻蝕工藝產生一定程度的 影響。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方
法，以有效改善因等離子體瞬間關閉而產生的大量顆粒落在wafer表面的現 象。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態 的方法，其中，在刻蝕工藝中的每個步驟之間不關閉等離子體，在每個步驟 之後關閉該步驟的工藝氣體和下電極功率，維持該步驟中的上電極功率使等 離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入惰性氣體。
上述改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，其中，向所述腔室內通入惰 性氣體的同時通入所述步驟的下一步驟中的工藝氣體。
上述改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，其中，所述惰性氣體的流量 為200 ~ 500sccm，優選為300sccm;惰性氣體最好為單一氣體，優選為氬氣 或氦氣。
上述改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，其中，所述腔室的壓力為 40 - 60mT，優選為60mT。
上述改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，其中，所述通入惰性氣體的 持續時間為5 10s，優選為10s。
本發明提供的改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，在刻蝕工藝中每個 步驟之後，通入的惰性氣體在流動的過程中將大量的顆粒帶走，從而減少了 步驟之間因關閉等離子體而瞬間落在晶片表面的顆粒，並且不會對工藝的刻 蝕速率(ER)和刻蝕均勻性(EU)產生較大的影響；本發明還可以在通入惰 性氣體的同時通入下一步驟的工藝氣體，能夠縮短下一步工藝的穩定時間， 從而提高產能。
圖1為傳統刻蝕工藝中顆粒狀態分布圖； 圖2為本發明實施例1中顆粒狀態分布圖； 圖3為傳統刻蝕工藝中刻蝕速率圖；圖4為本發明實施例1中刻蝕速率圖。
具體實施例方式
實施例1
在刻蝕工藝中，在每個工藝步驟之後，關閉該步驟的工藝氣體和下電極 功率，維持該步驟中的上電極功率使等離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入 流量為300sccm的氬氣，維持腔室壓力在50mT,持續時間8s。顆粒狀態分布見 圖2，顆粒狀態由41顆(>0. 20帥)降低為13顆(>0. 20Mm),同等工藝條件下，採 用傳統刻蝕工藝的顆粒狀態分布見圖1 。
釆用本實施例的方法，刻蝕速率ER-2036A/min,刻蝕均勻性EU-l. 83%, 見圖4;同等工藝條件下，採用傳統刻蝕工藝方法，刻蝕速率ER- 2033A/min， 刻蝕均勻性EU-l. 86%,見圖3，可見，儘管本發明的方法中通入了惰性氣體， 但並沒有對刻蝕工藝中的刻蝕速率和刻蝕均勻性產生較大影響。
實施例2
在刻蝕工藝中，在每個工藝步驟之後，關閉該步驟的工藝氣體和下電極 功率，維持該步驟中的上電極功率使等離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入 流量為200sccm的氦氣，同時通入下一步驟中的工藝氣體，維持腔室壓力在 60mT，持續時間5s。
顆粒狀態由41顆(>0. 20Mm)降低為15顆(〉0. 20剛)。
實施例3
在刻蝕工藝中，在每個工藝步驟之後，關閉該步驟的工藝氣體和下電極 功率，維持該步驟中的上電極功率使等離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入 流量為500sccm的氬氣，維持腔室壓力在40mT，持續時間10s。
顆粒狀態由41顆(〉0. 20Mm)降低為10顆(〉0. 20Mm)。
實施例4在刻蝕工藝中，在每個工藝步驟之後，關閉該步驟的工藝氣體和下電極 功率，維持該步驟中的上電極功率使等離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入
流量為400sccm的氦氣，同時通入下一步驟中的工藝氣體，維持腔室壓力在 60mT，持續時間8s。
顆粒狀態由41顆(>0. 20卿)降低為ll顆(>0. 2 Own)。
權利要求
1、一種改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，其特徵在於，在刻蝕工藝中的每個步驟之間不關閉等離子體，在每個步驟之後關閉該步驟的工藝氣體和下電極功率，維持該步驟中的上電極功率使等離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入惰性氣體。
2、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，向所述腔室內通入惰性氣體 的同時通入所述步驟的下一步驟中的工藝氣體。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述惰性氣體的流量為 200 — 500sccm。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述惰性氣體的流量為 300sccm。
5、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述惰性氣體為單一氣體。
6、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述惰性氣體為氬氣或 氦氣。
7、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述腔室的壓力為40 ~ 60mT。
8、 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述腔室的壓力為60mT。
9、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述通入惰性氣體的持 續時間為5 ~ 10s。
10、 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述通入惰性氣體的持續 時間為10s。
全文摘要
本發明公開了一種改善刻蝕工藝中腔室顆粒狀態的方法，其中，在刻蝕工藝中的每個步驟之間不關閉等離子體，在每個步驟之後關閉該步驟的工藝氣體和下電極功率，維持該步驟中的上電極功率使等離子體處於啟輝狀態，向腔室內通入惰性氣體；向腔室內通入惰性氣體的同時還可以通入下一步驟中的工藝氣體；惰性氣體的流量為200～500sccm，惰性氣體最好為單一氣體，如氬氣或氦氣；腔室的壓力維持在40～60mT；通入惰性氣體的持續時間為5～10s。本發明的方法能夠減少步驟之間因關閉等離子體而瞬間落在晶片表面的顆粒，並且不會對工藝的刻蝕速率和刻蝕均勻性產生較大的影響，在通入惰性氣體的同時通入下一步驟的工藝氣體，能夠縮短下一步工藝的穩定時間，從而提高產能。
文檔編號H01L21/02GK101436524SQ20071017737
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月15日 優先權日2007年11月15日
發明者霍秀敏 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