一种消除晶边颗粒残留的铝刻蚀前置工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种消除晶边颗粒残留的铝刻蚀前置工艺方法，通过在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，将刻蚀工艺细分为三个工艺阶段，在不同工艺条件下，通入不同的混合反应气体，对晶圆晶边的一定区域进行选择性刻蚀处理，预先去除了晶圆晶边部位的膜堆积残留物，从而避免了在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象，解决了对后续湿法清洗带来的交叉污染问题，降低了颗粒的整体水平，并由此降低了机台清扫的频度，降低了人力成本及维护风险，使产品得以正常流通。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，通过在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，将刻蚀工艺细分为三个工艺阶段，在不同工艺条件下，通入不同的混合反应气体，对晶圆晶边的一定区域进行选择性刻蚀处理，预先去除了晶圆晶边部位的膜堆积残留物，从而避免了在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象，解决了对后续湿法清洗带来的交叉污染问题，降低了颗粒的整体水平，并由此降低了机台清扫的频度，降低了人力成本及维护风险，使产品得以正常流通。【专利说明】
本专利技术涉及一种在半导体制造中消除晶圆晶边颗粒残留的工艺方法，更具体地，涉及一种为改善铝刻蚀工艺后晶圆晶边颗粒残留不能被完全去除的状况，在铝刻蚀工艺前增加一道消除晶圆晶边颗粒残留的前置工艺方法。
技术介绍
在半导体铝制程中的铝刻蚀工艺时，由于刻蚀腔体内环绕晶圆设置的用于屏蔽阴极的聚焦环部件与晶圆边缘存在一定间隙，因此，位于晶边(晶圆的边缘)部位的铝膜，仍然会受到等离子体的轰击而被一定程度刻蚀。这种刻蚀作用是不均匀的，同时，在工艺中的应力、高温受热等因素的作用下，晶边铝膜容易产生龟裂并剥落，形成晶圆边缘的晶边铝膜剥落缺陷。该缺陷产生的铝膜剥落物，在铝刻蚀后进行湿法清洗时，会转移到晶圆的正表面。即使通过在晶边增加进行冲刷，也不能完全去除剥落物，反而，冲刷还易造成铝膜颗粒剥落的进一步交叉污染。针对上述现象，对铝刻蚀机台内部进行了改进，将聚焦环部件与晶圆之间的间隙进行缩小，以便减少位于晶边部位的铝膜在后道铝刻蚀工艺时受到的等离子体的轰击。经过设备改进后的铝刻蚀后，晶圆晶边发生铝膜剥落缺陷的状况有了很大改善，但在晶圆晶边仍然存在轻微颗粒残留的状况，其原因与前层工序中的膜堆积残留物在铝刻蚀后没法完全去除有关。这种情况在后续的清洗时，仍然会对晶圆造成污染。因此，在铝制程中，现有的工艺难以完全消除晶边颗粒残留的污染现象，工艺上还存在一定的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种在铝制程中消除晶圆晶边颗粒残留的铝刻蚀前置工艺方法，通过在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，并对晶圆的非刻蚀有效芯片区域进行选择性遮蔽保护，以预先去除晶圆晶边部位的膜堆积残留物，从而避免了在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:，其特征在于，所述前置工艺方法是在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，以预先去除晶圆晶边部位的膜堆积残留物，避免在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象，包括以下步骤:步骤一:提供进行前层工序后的晶圆，对晶圆的非刻蚀区域进行选择性遮蔽保护；将所述晶圆置于干法刻蚀机台反应腔体内的晶圆放置区并进行对中，对所述晶圆上、下表面的有效芯片区域进行遮蔽，留出所述晶圆的晶边部位处于裸露状态，并使所述晶圆裸露的晶边非遮蔽部位处于所述刻蚀机台的等离子体的有效轰击范围内；步骤二:分三个工艺阶段，在不同工艺条件下，通入不同的混合反应气体，对所述晶圆进行晶边选择性刻蚀；其中，在第一工艺阶段，向腔体内通入一定流量比的N2、02和CF4的混合反应气体，保持较高的腔体内压力，打开刻蚀机台的RF射频电源，开始工艺，在第二工艺阶段，向腔体内通入一定流量比的N2XF4和CO2的混合反应气体，保持较低的腔体内压力，进入主工艺，在第三工艺阶段，向腔体内通入一定流量比的N2和O2的混合反应气体，恢复较高的腔体内压力，并持续到工艺结束；步骤三:刻蚀结束；关闭RF射频电源，进行工艺气体吹扫降温，将所述晶圆移出反应腔体，等待进行后续通常的铝刻蚀工艺。进一步地，步骤一中，所述晶圆的晶边非遮蔽部位是由所述晶圆边部的上、下表面向内1.75mm以内的范围。进一步地,步骤一中，所述晶圆的晶边非遮蔽部位是由所述晶圆边部的上表面向内0.75mm以内、下表面向内1.75mm以内的范围。进一步地，步骤一中，对所述晶圆进行对中，其中心偏移量在±75 μ m范围内。进一步地，步骤二中，在第一工艺阶段，向腔体内通入流量范围分别为330?370sccm、190 ?210sccm、9.5 ?10.5sccm 的 N2、O2 和 CF4 的混合反应气体，保持 4750 ?5250mtorr的腔体内压力，RF射频电源的发射功率为360?440W，工艺时间为18?22秒。进一步地，步骤二中，在第二工艺阶段，向腔体内通入流量范围分别为330?370sccm、85?95sccm、19?21sccm的N2、CF4和CO2的混合反应气体，保持1800?2000mtorr的腔体内压力，RF射频电源的发射功率为450?550W，主工艺时间为58?62秒。进一步地，步骤二中，在第三工艺阶段，向腔体内通入流量范围分别为330?370sccm、190?210sccm的N2和O2的混合反应气体，恢复保持4750?5250mtorr的腔体内压力，RF射频电源的发射功率为360?440W，工艺时间为4?6秒。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，将刻蚀工艺细分为三个工艺阶段，在不同工艺条件下，通入不同的混合反应气体，对晶圆晶边的一定区域进行选择性刻蚀处理，预先去除了晶圆晶边部位的膜堆积残留物，从而避免了在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象，解决了对后续湿法清洗带来的交叉污染问题，降低了颗粒的整体水平，并由此降低了机台清扫的频度，降低了人力成本及维护风险，使产品得以正常流通。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的工艺流程图。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的详细说明。在本实施例中，请参阅图1，图1是本专利技术的工艺流程图。本专利技术的前置工艺方法是在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，以预先去除晶圆晶边部位的膜堆积残留物，避免在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象。如图所示，本专利技术的前置工艺方法包括以下步骤:步骤一:提供进行了前层工序之后、通常的铝刻蚀工艺之前的晶圆，对晶圆的非刻蚀区域进行选择性遮蔽保护；将所述晶圆置于干法刻蚀机台反应腔体内的晶圆放置区并进行对中，要保证晶圆的中心偏移量在±75μπι的范围内；对所述晶圆上、下表面的有效芯片区域进行遮蔽，留出所述晶圆的晶边部位处于裸露状态，并使所述晶圆裸露的晶边非遮蔽部位处于所述刻蚀机台的等离子体的有效轰击范围内；其中，晶圆的晶边非遮蔽部位是由所述晶圆边部的上、下表面向内1.75mm以内的范围,最好控制在由所述晶圆边部的上表面向内0.75mm以内、下表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除晶边颗粒残留的铝刻蚀前置工艺方法，其特征在于，所述前置工艺方法是在通常的铝刻蚀工艺之前，在干法刻蚀机台内增加一道针对晶圆边缘的晶边部位存在的前层工序中的膜堆积残留物的干法刻蚀处理工艺，以预先去除晶圆晶边部位的膜堆积残留物，避免在之后通常的铝刻蚀时发生因前层工序中的膜堆积残留物没法完全去除，而造成晶圆晶边颗粒残留的现象，包括以下步骤：步骤一：提供进行前层工序后的晶圆，对晶圆的非刻蚀区域进行选择性遮蔽保护；将所述晶圆置于干法刻蚀机台反应腔体内的晶圆放置区并进行对中，对所述晶圆上、下表面的有效芯片区域进行遮蔽，留出所述晶圆的晶边部位处于裸露状态，并使所述晶圆裸露的晶边非遮蔽部位处于所述刻蚀机台的等离子体的有效轰击范围内；步骤二：分三个工艺阶段，在不同工艺条件下，通入不同的混合反应气体，对所述晶圆进行晶边选择性刻蚀；其中，在第一工艺阶段，向腔体内通入一定流量比的N2、O2和CF4的混合反应气体，保持较高的腔体内压力，打开刻蚀机台的RF射频电源，开始工艺，在第二工艺阶段，向腔体内通入一定流量比的N2、CF4和CO2的混合反应气体，保持较低的腔体内压力，进入主工艺，在第三工艺阶段，向腔体内通入一定流量比的N2和O2的混合反应气体，恢复较高的腔体内压力，并持续到工艺结束；步骤三：刻蚀结束；关闭RF射频电源，进行工艺气体吹扫降温，将所述晶圆移出反应腔体，等待进行后续通常的铝刻蚀工艺。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑富强，曾林华，任昱，
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