一种半导体晶圆前处理工艺制造技术

本发明专利技术属于半导体晶圆制造技术领域，具体的说是一种半导体晶圆前处理工艺，该前处理工艺包括如下步骤：取已沉积一层Si3N4的晶圆，选定待开沟区域，并在晶圆的表面涂覆光刻胶，再对光刻胶进行曝光显影，使光刻胶上形成镂空区域，再对晶圆的待开沟区域进行切割，使待开沟区域形成具有一定深度的沟槽，采用半导体晶圆刻蚀系统对沟槽进行刻蚀，以使沟槽的深度等于预设深度；再对晶圆进行离子植入和金属溅镀，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作；本发明专利技术通过半导体晶圆刻蚀系统改良了半导体晶圆前处理工艺，使得晶圆在前处理工序中可被均匀刻蚀；同时，延长了半导体晶圆刻蚀系统的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体晶圆前处理工艺
本专利技术属于半导体晶圆制造
，具体的说是一种半导体晶圆前处理工艺。
技术介绍
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的制造过程可概分为晶圆处理工序、晶圆针测工序、构装工序、测试工序等，晶圆处理工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件(如晶体管、电容、逻辑开关等)，其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。反应离子刻蚀同时兼有物理和化学两种作用。辉光放电在零点几到几十帕的低真空下进行。硅片处于阴极电位，放电时的电位大部分降落在阴极附近。大量带电粒子受垂直于硅片表面的电场加速，垂直入射到硅片表面上,以较大的动量进行物理刻蚀,同时它们还与晶圆表面发生强烈的化学反应，产生化学刻蚀作用。选择合适的气体组分，不仅可以获得理想的刻蚀选择性和速度，还可以使等离子体的寿命短，这就有效地抑制了因这些等离子体在晶圆表面附近的扩散所能造成的侧向反应，大大提高了刻蚀的各向异性特性；但仍有少量等离子体脱离晶圆边缘向下电极板方向移动，其中，晶圆的周围有放置晶圆的平台、支撑晶圆的绝缘体和支撑下电极板的绝缘体以及其他结构，当等离子体接触到绝缘物体时，等离子体中的电子因为质量轻、移动速度快、活动剧烈，大量轻的、活动激烈的、带负电荷的电子附着在绝缘物体上，使绝缘物体带负电，当绝缘物体表面的负电位足够大时，其他带负电的电子受到排斥而无法接近，而带正电荷的离子则被吸引，使得真空腔内的绝缘物体表面的附近几乎没有电子，只有很多带正电荷的离子存在，形成像刀鞘一样的鞘层。从等离子体至鞘层再至绝缘体表面，会产生从正电位到负电位的变化，从等离子体到绝缘体表面会形成电位差，即鞘层电压，促使离子运动加速，将对绝缘体表面产生碰撞轰击，即离子轰击。鞘层电压越高，离子轰击作用就越强。离子对周围的绝缘板或其他结构的轰击作用就越强烈，离子轰击不仅产生微小颗粒，影响产品品质，也会导致晶圆周围的绝缘板或其他结构的厚度减薄，使得晶圆刻蚀设备易于损坏，降低了干刻蚀装置的正常工作时间，增加了维护成本。鉴于此，本专利技术所述的一种半导体晶圆前处理工艺，本专利技术通过半导体晶圆刻蚀系统改良了半导体晶圆前处理工艺，使得晶圆在处理工序过程中，晶圆可以被均匀刻蚀；同时，本专利技术通过离子缓冲模块、间隙自动补偿模块和离子抽取模块的相互配合工作，可有效降低或避免等离子体A与下电极板导通后产生电弧放电而击伤下电极板，延长了半导体晶圆刻蚀系统的使用寿命。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种半导体晶圆前处理工艺，本专利技术主要用于晶圆制造过程中的前处理工序。本专利技术采用对晶圆的待开沟区域切割出沟槽，并用离子刻蚀的方法对晶圆进行刻蚀，以达刻蚀深度等于预定深度，使得刻蚀的沟槽的均匀性和外观率得到很大提高；同时，本专利技术通过离子缓冲模块、间隙自动补偿模块和离子抽取模块的相互配合工作，可有效降低或避免等离子体A与下电极板导通后产生电弧放电而击伤下电极板，延长了半导体晶圆刻蚀系统的使用寿命。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半导体晶圆前处理工艺，该前处理工艺包括如下步骤：步骤一：取已沉积一层Si3N4的晶圆，选定待开沟区域，并在所述晶圆的表面涂覆光刻胶，形成光刻胶层；再对光刻胶层进行曝光显影，使光刻胶层上形成镂空区域，并使光刻胶层的镂空区域与晶圆的待开沟区域一一对应；所述镂空区域为一条线，即刻蚀线；步骤二：待步骤一晶圆上形成镂空区域后，对晶圆的待开沟区域进行切割，使待开沟区域形成具有一定深度的沟槽，使所述沟槽与掩膜的镂空区域一一对应；步骤三：待步骤二晶圆上的沟槽切割过后，采用半导体晶圆刻蚀系统对所述沟槽进行刻蚀，以使所述沟槽的深度等于预设深度；步骤四：待步骤三对晶圆进行刻蚀过后，再对晶圆进行离子植入和金属溅镀，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作；所述步骤三中的半导体晶圆刻蚀系统包括密闭壳体、静电吸附平台、上电极板、下电极板、环形绝缘保护板、绝缘底座、离子缓冲模块、间隙自动补偿模块和离子抽取模块，所述密闭壳体内部为真空环境；所述上电极板位于密闭壳体的壳顶中央；所述绝缘底座位于密闭壳体的壳底，绝缘底座用于支撑静电吸附平台；所述静电吸附平台位于绝缘底座上端，静电吸附平台用于吸附晶圆；所述下电极板位于静电吸附平台和绝缘底座之间，下电极板与上电极板相对应，上电极板和下电极板之间产生高压电场并形成真空放电区，在高压电场的作用下而产生等离子体A；所述环形绝缘保护板套设在静电吸附平台上，环形绝缘保护板用于屏蔽下电极板与静电吸附平台外缘周边，环形绝缘保护板的上端面与静电吸附平台平齐，环形绝缘保护板的中央设置有环槽一和环槽二；所述环槽一位于环形绝缘保护板的内侧，环槽二位于环槽一的外侧；所述离子缓冲模块位于环形绝缘保护板上端，离子缓冲模块用于对晶圆边缘外高速轰击的等离子体A减速；所述间隙自动补偿模块位于环槽一内，间隙自动补偿模块用于密封静电吸附平台与环形绝缘保护板之间的间隙，并对逐渐扩大的间隙进行自动补偿，避免等离子体A从间隙中飞出轰击下电极板而产生电火花，损坏下电极板；所述离子抽取模块位于环槽二内，离子抽取模块用于抽取离子缓冲模块和间隙自动补偿模块处的等离子体A或其他反应产物。所述离子缓冲模块包括铰接板一、铰接板二、竖板一、竖板二、拉杆、凸轮和齿轮带，所述竖板一与竖板二立于环形绝缘保护板上端；所述铰接板一、铰接板二和拉杆铰接于一处，铰接板一与竖板一上端接触，铰接板二与竖板二接触，铰接板一与铰接板二的铰接处位于竖板一和竖板二中间；所述拉杆位于竖板一和竖板二中间，拉杆与竖板一滑动连接，拉杆与竖板二滑动连接；所述凸轮位于拉杆下端，凸轮与环形绝缘保护板内壁转动连接，凸轮的小端设置有齿；所述齿轮带位于凸轮下端，齿轮带与凸轮下端相啮合，齿轮带驱动凸轮转动，凸轮带动拉杆上下移动，拉杆驱动铰接板一和铰接板二上下摆动。工作时，通过设置的电机二驱动齿轮带正反转动，齿轮带带动凸轮使拉杆上下移动，拉杆带动铰接板一在竖板一上摆动，拉杆带动铰接板二在竖板二上摆动，当拉杆上移时，铰接板一和铰接板二的板边缘同时向下摆动，竖板一和竖板二之间的距离增大，方便了上电极板向下电极板高速轰击的等离子体A进入铰接板一和铰接板二处，使铰接板一、铰接板二、竖板一和竖板二围绕的区域开始积攒等离子体A，并对高速轰击的等离子体A进行减速，降低等离子体A对环形绝缘保护板的轰击力度，减缓环形绝缘保护板的磨损，减少等离子体A进入静电吸附平台和环形绝缘保护板之间的间隙内；当拉杆下移时，铰接板一和铰接板二的板边缘同时向上摆动，待铰接板一和铰接板二处于水平位置时，铰接板一与铰接板二距离最近且恰好接触，并对接板一、铰接板二、竖板一和竖板二围绕的区域等离子体A进行锁止，避免等离子体A将环形绝缘保护板上置换出来的离子C溢出而影响晶圆的刻蚀。所述间隙自动补偿模块位于环槽一内，间隙自动补偿模块包括电机一、丝杆、伸缩臂和卷板，所述卷板为纸片状的绝缘板且卷板被卷曲成多层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体晶圆前处理工艺，其特征在于：该前处理工艺包括如下步骤：步骤一：取已沉积一层Si3N4的晶圆(8)，选定待开沟区域，并在所述晶圆(8)的表面涂覆光刻胶，形成光刻胶层；再对光刻胶层进行曝光显影，使光刻胶层上形成镂空区域，并使光刻胶层的镂空区域与晶圆(8)的待开沟区域对应；步骤二：待步骤一晶圆(8)上形成镂空区域后，对晶圆(8)的待开沟区域进行切割，使待开沟区域形成具有一定深度的沟槽，使所述沟槽与掩膜的镂空区域一一对应；步骤三：待步骤二晶圆(8)上的沟槽切割过后，采用半导体晶圆刻蚀系统对所述沟槽进行刻蚀，以使所述沟槽的深度等于预设深度；步骤四：待步骤三对晶圆(8)进行刻蚀过后，再对晶圆(8)进行离子植入和金属溅镀，最终在晶圆(8)上完成数层电路及元件加工与制作；所述步骤三中的半导体晶圆刻蚀系统包括密闭壳体(1)、静电吸附平台(2)、上电极板(21)、下电极板(22)、环形绝缘保护板(3)、绝缘底座(4)、离子缓冲模块(5)、间隙自动补偿模块(6)和离子抽取模块(7)，所述密闭壳体(1)内部为真空环境；所述上电极板(21)位于密闭壳体(1)的壳顶中央；所述绝缘底座(4)位于密闭壳体(1)的壳底，绝缘底座(4)用于支撑静电吸附平台(2)；所述静电吸附平台(2)位于绝缘底座(4)上端，静电吸附平台(2)用于吸附晶圆(8)；所述下电极板(22)位于静电吸附平台(2)和绝缘底座(4)之间，下电极板(22)与上电极板(21)相对应；所述环形绝缘保护板(3)套设在静电吸附平台(2)上，环形绝缘保护板(3)用于屏蔽下电极板(22)与静电吸附平台(2)外缘周边，环形绝缘保护板(3)的上端面与静电吸附平台(2)平齐，环形绝缘保护板(3)的中央设置有环槽一(31)和环槽二(32)，所述环槽一(31)位于环形绝缘保护板(3)的内侧，环槽二(32)位于环槽一(31)的外侧；所述离子缓冲模块(5)位于环形绝缘保护板(3)上端，离子缓冲模块(5)用于对晶圆(8)边缘外高速轰击的等离子体A减速；所述间隙自动补偿模块(6)位于环槽一(31)内，间隙自动补偿模块(6)用于密封静电吸附平台(2)与环形绝缘保护板(3)之间到底间隙(33)，并对逐渐扩大的间隙(33)进行自动补偿，避免等离子体A轰击下电极板(22)；所述离子抽取模块(7)位于环槽二(32)内，离子抽取模块(7)用于抽取离子缓冲模块(5)和间隙自动补偿模块(6)处的等离子体A或其他反应产物。...

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆前处理工艺，其特征在于：该前处理工艺包括如下步骤：步骤一：取已沉积一层Si3N4的晶圆(8)，选定待开沟区域，并在所述晶圆(8)的表面涂覆光刻胶，形成光刻胶层；再对光刻胶层进行曝光显影，使光刻胶层上形成镂空区域，并使光刻胶层的镂空区域与晶圆(8)的待开沟区域对应；步骤二：待步骤一晶圆(8)上形成镂空区域后，对晶圆(8)的待开沟区域进行切割，使待开沟区域形成具有一定深度的沟槽，使所述沟槽与掩膜的镂空区域一一对应；步骤三：待步骤二晶圆(8)上的沟槽切割过后，采用半导体晶圆刻蚀系统对所述沟槽进行刻蚀，以使所述沟槽的深度等于预设深度；步骤四：待步骤三对晶圆(8)进行刻蚀过后，再对晶圆(8)进行离子植入和金属溅镀，最终在晶圆(8)上完成数层电路及元件加工与制作；所述步骤三中的半导体晶圆刻蚀系统包括密闭壳体(1)、静电吸附平台(2)、上电极板(21)、下电极板(22)、环形绝缘保护板(3)、绝缘底座(4)、离子缓冲模块(5)、间隙自动补偿模块(6)和离子抽取模块(7)，所述密闭壳体(1)内部为真空环境；所述上电极板(21)位于密闭壳体(1)的壳顶中央；所述绝缘底座(4)位于密闭壳体(1)的壳底，绝缘底座(4)用于支撑静电吸附平台(2)；所述静电吸附平台(2)位于绝缘底座(4)上端，静电吸附平台(2)用于吸附晶圆(8)；所述下电极板(22)位于静电吸附平台(2)和绝缘底座(4)之间，下电极板(22)与上电极板(21)相对应；所述环形绝缘保护板(3)套设在静电吸附平台(2)上，环形绝缘保护板(3)用于屏蔽下电极板(22)与静电吸附平台(2)外缘周边，环形绝缘保护板(3)的上端面与静电吸附平台(2)平齐，环形绝缘保护板(3)的中央设置有环槽一(31)和环槽二(32)，所述环槽一(31)位于环形绝缘保护板(3)的内侧，环槽二(32)位于环槽一(31)的外侧；所述离子缓冲模块(5)位于环形绝缘保护板(3)上端，离子缓冲模块(5)用于对晶圆(8)边缘外高速轰击的等离子体A减速；所述间隙自动补偿模块(6)位于环槽一(31)内，间隙自动补偿模块(6)用于密封静电吸附平台(2)与环形绝缘保护板(3)之间到底间隙(33)，并对逐渐扩大的间隙(33)进行自动补偿，避免等离子体A轰击下电极板(22)；所述离子抽取模块(7)位于环槽二(32)内，离子抽取模块(7)用于抽取离子缓冲模块(5)和间隙自动补偿模块(6)处的等离子体A或其他反应产物。2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆前处理工艺，其特征在于：所述离子缓冲模块(5)包括铰接板一(51)、铰接板二(52)、竖板一(53)、竖板二(54)、拉杆(55)、凸轮(56)和齿轮带(57)，所述竖板一(53)与竖板二(54)立于环形绝缘保护板(3)上端，所述铰接板一(51)、铰接板二(52)和拉杆(55)铰接于一处，铰接板一(51)与竖板一(53)上端接触，铰接板二(52)与竖板二(54)接触，铰接板一(51)与铰接板二(52)的铰...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玉闯，薛鹏，
申请(专利权)人：侯玉闯，
类型：发明
国别省市：江苏,32