一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法技术

本发明专利技术提供一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法，该方法提供具有静电吸盘的刻蚀腔、晶圆和控制系统，静电吸盘具有使用时间数，静电吸盘的电路系统中设有可调变阻器；静电吸盘电路系统中的电流与使用时间数呈线性关系，控制系统采集静电吸盘的使用时间数并根据该使用时间数计算电路系统中的电流值；提供一基准电流值，控制系统将计算得到的电流值反馈至可调变阻器，可调变阻器对其内部电阻进行调节，使电路系统中电流值等于基准电流值，使用刻蚀腔对晶圆进行多次刻蚀，每次刻蚀均重复以上步骤。该方法通过可变电阻的调节，保持了刻蚀作业中静电吸盘电流稳定，避免因静电吸盘表面吸附聚合物而导致电流增大造成刻蚀腔作业环境漂移的现象。

A Method for Improving the Current Stability of Etching Cavity

The invention provides a method for improving the current stability of etching cavity. The method provides etching cavity, wafer and control system with electrostatic chuck. The electrostatic chuck has the use time, and the circuit system of the electrostatic chuck has an adjustable rheostat. The current in the circuit system of the electrostatic chuck has a linear relationship with the use time, and the control system collects the use time of the electrostatic chuck. According to the use time, the current value in the circuit system is calculated, and a reference current value is provided. The control system feeds back the calculated current value to the adjustable rheostat, which adjusts the internal resistance of the rheostat to make the current value in the circuit system equal to the reference current value. The wafer is etched several times with the etching cavity, and the above steps are repeated in each etching. By adjusting the variable resistance, the current of the electrostatic chuck in the etching operation is kept stable, and the phenomenon of the environment drift of the etching chamber caused by the current increase caused by the polymer adsorbed on the surface of the electrostatic chuck is avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法
本专利技术涉及一种半导体制造工艺稳定性的方法，特别是涉及一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法。
技术介绍
钝化层刻蚀工艺是晶圆在晶圆代工厂内的最后一道工艺，位于晶圆芯片最外层。钝化层的主要作用是保护晶圆，防水，防机械损伤和防射线。所以对工艺的要求比较高。具体要求表现为：(1)铝表面无氮化钛残留。氮化钛残留会导致封装时引脚不能完全接触，导致接触不良，甚至断路，因此要求氮化钛完全去除干净，为满足此要求，通常过刻蚀量需大于50％，金属铝被大幅度的刻蚀。(2)晶圆表面无聚合物残留。由于需要完全去除氮化钛，在钝化层刻蚀过程中需要大于50％的过刻蚀量。此过程中，必然会带来铝的刻蚀，形成含钛含铝的聚合物。形成含钛含铝的聚合物，质地酥松，附着于晶圆表面，在变成芯片后，容易造成可靠性问题。鉴于含钛含铝的聚合物问题，第二钝化层刻蚀过刻蚀量需控制在铝表面无氮化钛残留和晶圆表面无聚合物残留之间；(3)要求具有良好的物理形貌，侧壁角度大于80度小于90度。具体钝化层刻蚀示意图如图1a所示，图1a显示为现有技术的晶圆刻蚀前钝化层结构示意图。铝01上顺次设有氮化钛02、氧化硅03、氮化硅04以及光阻05。图1b显示为现有技术的晶圆刻蚀后钝化层结构示意图。图1b中，所述氮化钛02及其以上部分被刻蚀，剩下铝01。特别是对氮化钛的清除方面，由于需要大于50％的过刻蚀，会导致下层金属铝被大量刻蚀掉而产生铝基副产物附着在静电吸盘表面，使静电吸盘表面电阻降低，从而导致在刻蚀作业过程中的环路电阻降低，并通过环路电流增大表征出来，具体刻蚀过程的环路电路图如下图2所示。刻蚀过程中静电吸盘的环路电流计算公式如下所示：Iesc＝VHV/RgRg＝Rp+Rw+Re其中Rp表示等离子体电阻，Rw表示晶圆电阻，Re表示静电吸盘电阻，Rg表示固定内电阻。图2显示为现有技术的刻蚀腔电路系统示意图。图2中,等离子体06的电阻为等离子体电阻006,晶圆07的电阻为晶圆电阻007,静电吸盘电极08的电阻为静电吸盘电阻008,还包括滤波电阻09、滤波电容10、高压电源电阻11、漏电流采样电阻12以及高压电源13。因此，导致环路电流增大问题而使得刻蚀腔工作环境改变的问题亟待解决。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法，用于解决现有技术中因静电吸盘表面吸附的铝基聚合物导致的电流增大现象造成的刻蚀腔体作业环境漂移的问题。为实现上述目的及其他相关目的，一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供一设有静电吸盘的刻蚀腔；所述静电吸盘设有电路系统，所述电路系统中设有可调变阻器；步骤二、所述静电吸盘电路系统中的环路电流随该刻蚀腔的使用时间呈线性变化；提供一控制系统，所述控制系统采集所述静电吸盘使用时间的数值，并根据该使用时间的数值计算得到该电路系统中环路电流的数值；步骤三、提供一基准电流值，所述控制系统将步骤二中计算得到的环路电流的数值反馈至所述可调变阻器，该可调变阻器对其内部阻值进行调节，使所述电路系统中环路电流的大小与所述基准电流值大小接近或相同；步骤四、提供至少一片晶圆，使所述刻蚀腔对所述晶圆进行多次刻蚀，每刻蚀一次均循环执行步骤二至步骤三。优选地，所述步骤二中的所述控制系统为APC先进控制系统。优选地，所述步骤一中的所述刻蚀腔为等离子反应刻蚀腔体。优选地，所述步骤四中对所述晶圆进行的刻蚀包括去掉主要介质层的主刻蚀和去掉残留介质的过刻蚀。优选地，所述介质层为钝化层，所述钝化层的材料为氮化钛。优选地，所述步骤一中的电路系统包括固定内阻。优选地，所述固定内阻包括等离子体电阻、晶圆电阻、静电吸盘电阻。优选地，所述步骤一中的电路系统还包括高压电源电阻、漏电流采样电阻、滤波电阻、滤波电容。优选地，所述步骤二中所述线性变化中的线性关系系数为0.045。优选地，所述静电吸盘在其使用时间数清零的状态下，具有初始电流值，该初始电流值41.889μА。优选地，步骤二中所述控制系统对所述静电吸盘的使用时间数的采集范围为0～3500小时。如上所述，本专利技术的提高刻蚀腔电流稳定性的方法，具有以下有益效果：本专利技术公开了提高刻蚀腔体稳定性的方法，该方法在静电吸盘的供电系统中增加可变电阻，根据刻蚀腔体静电吸盘使用时数来定向调节可变电阻大小，以保持刻蚀作业过程中与等离子体形成电流环路的静电吸盘电流稳定，避免出现因静电吸盘表面吸附的铝基聚合物导致的电流增大现象造成的刻蚀腔体作业环境的漂移。附图说明图1a显示为现有技术的晶圆刻蚀前钝化层结构示意图。图1b显示为现有技术的晶圆刻蚀后钝化层结构示意图。图2显示为现有技术的刻蚀腔电路系统示意图。图3显示为本专利技术的刻蚀腔电路系统示意图。图4显示为静电吸盘使用时间与环路电流的线性关系图。图5显示为本专利技术的提高刻蚀腔电流稳定性方法的流程图。图6显示为本专利技术的主刻蚀和过刻蚀下的环路电流曲线示意图。元件标号说明01铝02氮化钛03氧化硅04氮化硅05光阻06等离子体07晶圆08静电吸盘电极006等离子体电阻007晶圆电阻008静电吸盘电阻09滤波电阻10滤波电容11高压电源电阻12漏电流采样电阻13高压电源14可调变阻器s1基准电流曲线s2调节前的电流曲线s3调节后的电流曲线具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图3至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术的提高刻蚀腔电流稳定性的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：如图5所示，图5显示为本专利技术的提高刻蚀腔电流稳定性方法的流程图。步骤一、提供一设有静电吸盘的刻蚀腔；所述静电吸盘设有电路系统，所述电路系统中设有可调变阻器；如图3所示，图3显示为本专利技术的刻蚀腔电路系统示意图。该电路系统中设有等离子体06，其电阻为等离子体电阻006、晶圆07，其电阻为晶圆电阻007、静电吸盘电极08，其电阻为静电吸盘电阻008,还包括滤波电阻09、滤波电容10、高压电源电阻11、漏电流采样电阻12以及高压电源13。优选地，所述步骤一中的电路系统包括固定内阻，所述固定内阻包括等离子体电阻006、晶圆电阻007、静电吸盘电阻008。如图3所示，本专利技术的所述电路系统中还设有可调变阻器14。本专利技术中，所述步骤一中的电路系统还包括高压电源电阻11、漏电流采样电阻12、滤波电阻09、滤波电容10。优选地，该步骤一中的所述刻蚀腔为等离子反应刻蚀腔体。步骤二、所述静电吸盘电路系统中的环路电流随该刻蚀腔的使用时间呈线性变化；如图4所示，图4显示为静电吸盘使用时间与环路电流的线性关系图。优选地，所述步骤二中所述线性变化中的线性关系系数为0.045。如图4所示，所述静电吸盘在其使用时间数清零的状态下，具有初始电流值，该初本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供一设有静电吸盘的刻蚀腔；所述静电吸盘设有电路系统，所述电路系统中设有可调变阻器；步骤二、所述静电吸盘电路系统中的环路电流随该刻蚀腔的使用时间呈线性变化；提供一控制系统，所述控制系统采集所述静电吸盘使用时间的数值，并根据该使用时间的数值计算得到该电路系统中环路电流的数值；步骤三、提供一基准电流值，所述控制系统将步骤二中计算得到的环路电流的数值反馈至所述可调变阻器，该可调变阻器对其内部阻值进行调节，使所述电路系统中环路电流的大小与所述基准电流值大小接近或相同；步骤四、提供至少一片晶圆，使所述刻蚀腔对所述晶圆进行多次刻蚀，每刻蚀一次均循环执行步骤二至步骤三。

【技术特征摘要】
1.一种提高刻蚀腔电流稳定性的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供一设有静电吸盘的刻蚀腔；所述静电吸盘设有电路系统，所述电路系统中设有可调变阻器；步骤二、所述静电吸盘电路系统中的环路电流随该刻蚀腔的使用时间呈线性变化；提供一控制系统，所述控制系统采集所述静电吸盘使用时间的数值，并根据该使用时间的数值计算得到该电路系统中环路电流的数值；步骤三、提供一基准电流值，所述控制系统将步骤二中计算得到的环路电流的数值反馈至所述可调变阻器，该可调变阻器对其内部阻值进行调节，使所述电路系统中环路电流的大小与所述基准电流值大小接近或相同；步骤四、提供至少一片晶圆，使所述刻蚀腔对所述晶圆进行多次刻蚀，每刻蚀一次均循环执行步骤二至步骤三。2.根据权利要求1所述的提高刻蚀腔电流稳定性的方法，其特征在于：步骤二中的所述控制系统为APC先进控制系统。3.根据权利要求1所述的提高刻蚀腔电流稳定性的方法，其特征在于：步骤一中的所述刻蚀腔为等离子反应刻蚀腔体。4.根据权利要求1所述的提高刻蚀腔电流稳定性的方法，其特征在于：步骤四中对所述晶圆进...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂钰节，昂开渠，聂珊珊，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31