一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法，其特征在于包括如下步骤： 第一步，控制腔室压力在４０～９０ｍＴ；源电极的功率控制在６５０～９００ｗ；通入含氟气体，流量在１５０～２００ｓｃｃｍ；通入氧气，流量采用１５～３０ｓｃｃｍ；刻蚀时间２０～４０ｓ； 第二步，控制腔室压力在４０～９０ｍＴ；源电极的功率控制在６５０～９００ｗ；通入氧气，流量采用１８０～２５０ｓｃｃｍ；刻蚀时间３～５ｓ； 第三步，控制腔室压力在１５～３０ｍＴ；源电极的功率控制在６５０～９００ｗ；通入氧气，流量采用１８０～２５０ｓｃｃｍ；刻蚀时间１５～３０ｓ； 第四步，控制腔室压力在０～１５ｍＴ；通入甲烷气体，流量在３０～８０ｓｃｃｍ；刻蚀时间５～１５ｓ； 第五步，控制腔室压力在０～１５ｍＴ；源电极功率控制在２５０～３５０ｗ；下电极功率控制在３０～９０ｗ；通入甲烷气体，流量在３０～８０ｓｃｃｍ；刻蚀时间５～１５ｓ； 第六步，控制腔室压力在０～３０ｍＴ；通入氯气，流量在５～３０ｓｃｃｍ；通入含溴气体，流量在１５０～２００ｓｃｃｍ；通入惰性气体，流量在５～１５ｓｃｃｍ；刻蚀时间５～１５ｓ； 第七步，控制腔室压力在０～３０ｍＴ；源电极功率控制在２５０～３５０ｗ；下电极功率控制在３０～９０ｗ；通入氯气，流量在５～３０ｓｃｃｍ； 通入含溴气体，流量在１５０～２００ｓｃｃｍ；通入惰性气体，流量在５～１５ｓｃｃｍ；刻蚀时间４０～８０ｓ； 重复循环上述步骤至少两次。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体硅刻蚀工艺，具体地说，涉及一种解决半 导体硅刻蚀工艺偏移的方法。
技术介绍
在半导体行业大规模集成电路的工艺过程中，需要在硅片表面加工出具有细微尺寸的图形。要求在不同时间、不同状态时， 一台刻蚀设备刻蚀硅片后得到的图形重复性一定要好，这直接影响着刻蚀设备 机台的产率和良率。目前，在维护腔室稳定状态的工艺方面，已经有一些经验，但是 对恢复刻蚀设备到刻蚀状态这样的工艺也是依赖于刻蚀设备之前的 环境。如果这种工艺不合适，将有可能导致产品硅片的刻蚀结果工艺 和重复性都会比较差。如果刻蚀后干法清洗的不彻底则很容易引起刻蚀结果的漂移，从 而引起上面提到的各种问题。当 一 台硅刻蚀设备长时间进行 一种工艺的刻蚀，如果要转换到另 一种工艺，很容易造成工艺结果的漂移，而目前的方法是先用干法清 洗轰击腔室的側壁，再进一步对腔室进行暖机。倘若这样处理后在切 换不同工艺时仍会出现问题，则需要拆开腔室进行清洗，即用一些化 学液体反复擦拭腔室侧壁，然后再重新安装调试。其目的是为了维护 稳定的工艺环境，去掉残留在腔室侧壁上的聚合物对下一步刻蚀的影 响。上述方法一直在广泛应用，但是它最大的缺点在于每次需要对腔 室进行清洗，需要耗费大量人力，物力以及时间。对腔室清洗虽是不 能避免的，但是可以延长对腔室进行周期性维护的时间。还有，该方法并没有解决关于两种工艺结果进行切换时候的工艺结果漂移的问 题(如图l、 2所示)，也就是说，在一台应用于半导体行业的刻蚀设 备进行两种不同工艺切换的时候，以往最好的工艺结果会发生变化， 找到的工艺窗口也会消失，造成已经找到的工艺结果需要重新进行调 整。而且一般在腔室工艺转化时，需要先进行拆机，对关键件进行清 洗，经重新安装后再进行腔室的工艺条件恢复，包含的工序繁多，很 是麻烦。因此，需要寻找更好解决刻蚀腔室切换工艺的时候刻蚀工艺漂移 的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可有效解决腔室切换工艺时刻蚀工艺 漂移的方法，该方法不仅克服了腔室切换工艺时刻蚀工艺漂移的缺 陷，而且还提高了产率和良率。为了实现本专利技术目的，本专利技术的，包括如下步骤第一步，控制腔室压力在40 90mT;源电极的功率控制在650~ 900w;通入含氟气体，流量在150 200sccm;通入氧气，流量采用 15 30sccm;刻蚀时间20 40s;该步骤的目的是去除腔室内的无机 物残留。第二步，控制腔室压力在40-90mT;源电极的功率控制在650 ~ 900w;通入氧气，流量采用180 250sccm;刻蚀时间3 5s;第三步，控制腔室压力在15 30mT;源电极的功率控制在650~ ■w;通入氧气，流量采用180 250sccm;刻蚀时间15 30s;该步 骤的目的是去除腔室内的有机物残留。第四步，控制腔室压力在0 15mT;通入甲烷气体，流量在30~ 80sccm;刻蚀时间5 15s;该步骤先通入气体为的是使气流稳定。第五步，控制腔室压力在0 15mT;源电极功率控制在250 350w;下电极功率控制在30 ~ 90w;通入甲垸气体，流量在30~ 80sccm;刻蚀时间5 15s;该步骤对上一步通入的气体进行起辉。第六步，控制腔室压力在O ~ 30mT;通入氯气，流量在5 ~ 30sccm; 通入含溴气体，流量在150 200sccm;通入惰性气体，流量在5 ~ 15sccm;刻蚀时间5 15s;该步骤先通入气体使气流稳定。第七步，控制腔室压力在0 30mT;源电极功率控制在250 350w;下电极功率控制在30 90w;通入氯气，流量在5 30sccm; 通入含溴气体，流量在150 200sccm;通入惰性气体，流量在5~ 15sccm;刻蚀时间40-80s;该步骤对上一步通入的气体进行起辉。重复循环上述步骤至少两次。其中，优选步骤为第一步，控制腔室压力在60 80mT;源电 极的功率控制在750 850w;通入含氟气体，流量在160 ~ 180sccm; 通入氧气，流量釆用15-25sccm;刻蚀时间30 35s;第二步，控制腔室压力在60 80mT;源电极的功率控制在750 ~ 850w;通入氧气，流量釆用180 210sccm;刻蚀时间3 5s;第三步，控制腔室压力在15 20mT;源电极的功率控制在750 ~ 850w;通入氧气，流量采用200 220sccm;刻蚀时间20 30s;第四步，控制腔室压力在10 15mT;通入甲烷气体，流量在30~ 50sccm;刻蚀时间8 13s;第五步，控制腔室压力在10-15mT;源电极功率控制在300 350w;下电极功率控制在30 50w;通入甲烷气体，流量在30~ 50sccm;刻蚀时间8-13s;第六步，控制腔室压力在10 20mT;通入氯气，流量在10~ 15sccm;通入含溴气体，流量在150~200sccm;通入惰性气体，流量 在10 15sccm;刻蚀时间10 15s;第七步，控制腔室压力在10-20mT;源电极功率控制在250 350w;下电极功率控制在30 90w;通入氯气，流量在5 30sccm;通入含澳气体HBr,流量在180 200sccm;通入惰性气体，流量在10~ 15sccm;刻蚀时间40-50s。重复循环上述步骤至少两次。 :采用本专利技术的方法时，使用的硅片要视情况而定倘若要转换成 多晶硅的刻蚀工艺，则硅片为多晶硅的空白片；倘若要转换成钨栅的 刻蚀工艺，则工艺为硅化钨的空白片。本专利技术的方法中，采用了含氟气体，氧气，氯气，甲烷，溴化氢, 惰性气体等进行刻蚀。所述的含氟气体为SF6或CF4，所述的惰性气体为He、 Ne或Ar。在不同工艺转换的过程中，之所以刻蚀结果容易发生漂移，是因 为刻蚀过程中产生的各种聚合物比较多，去除不好的话就会非常影响 工艺结果。所以针对工艺过程中会产生含硅和含碳的聚合物，在本发 明的工艺中加入含氟气体是因为含氟气体能与硅的化合物发生如下 反应，而氧气可与碳的化合物发生反应，这样就能够很好的将腔室内 部聚焦环等部件进行聚合物的去除，并能起到去除颗粒的作用。具体反应式如下 Si + 4F — SiFg) t C + xF — CFx(g) T C + xO — COorC02(g)T釆用本专利技术的工艺方法，无需中间添加干法清洗步骤，将干法清 洗和暖机工艺进行了合并组合，减少了步骤， 一般来说，所述的七步 骤为一套暖机工艺的完整流程，需要对此工艺进行重复操作，重复操 作的次数取决于腔室的状态(腔室之前的工艺条件，空闲的时间等)。 当工艺转换时，腔室空闲10小时以上，釆用刻蚀10片硅片；当空闲5 IO小时，釆用刻蚀5 10片硅片；当空闲5小时以下，釆用刻蚀2 5片 珪片。本专利技术所述的解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法，在现有的暖机 工艺和干法清洗工艺的基础上，进行了改进，将两个工艺段进行了结合，节省了步骤，提高产率和良率，并且解决了腔室切换工艺时刻蚀 工艺漂移的问题。附图说明图l为采用现有方法当工艺改变时对多晶硅刻蚀速率的工艺漂移曲线；图2为工艺漂移导致刻蚀线条不好的效果图； 图3为采用本专利技术方法当工艺改变时对多晶硅刻蚀速率工艺漂移 曲线；图4为釆用本专利技术的方法转换工艺后的刻蚀效果。具体实施方式以下实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，控制腔室压力在４０～９０ｍＴ；源电极的功率控制在６５０～９００ｗ；通入含氟气体，流量在１５０～２００ｓｃｃｍ；通入氧气，流量采用１５～３０ｓｃｃｍ；刻蚀时间２０～４０ｓ；第二步，控制腔室压力在４０～９０ｍＴ；源电极的功率控制在６５０～９００ｗ；通入氧气，流量采用１８０～２５０ｓｃｃｍ；刻蚀时间３～５ｓ；第三步，控制腔室压力在１５～３０ｍＴ；源电极的功率控制在６５０～９００ｗ；通入氧气，流量采用１８０～２５０ｓｃｃｍ；刻蚀时间１５～３０ｓ；第四步，控制腔室压力在０～１５ｍＴ；通入甲烷气体，流量在３０～８０ｓｃｃｍ；刻蚀时间５～１５ｓ；第五步，控制腔室压力在０～１５ｍＴ；源电极功率控制在２５０～３５０ｗ；下电极功率控制在３０～９０ｗ；通入甲烷气体，流量在３０～８０ｓｃｃｍ；刻蚀时间５～１５ｓ；第六步，控制腔室压力在０～３０ｍＴ；通入氯气，流量在５～３０ｓｃｃｍ；通入含溴气体，流量在１５０～２００ｓｃｃｍ；通入惰性气体，流量在５～１５ｓｃｃｍ；刻蚀时间５～１５ｓ；第七步，控制腔室压力在０～３０ｍＴ；源电极功率控制在２５０～３５０ｗ；下电极功率控制在３０～９０ｗ；通入氯气，流量在５～３０ｓｃｃｍ； 通入含溴气体，流量在１５０～２００ｓｃｃｍ；通入惰性气体，流量在５～１５ｓｃｃｍ；刻蚀时间４０～８０ｓ；重复循环上述步骤至少两次。...
【技术特征摘要】
1. 一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法，其特征在于包括如下步骤第一步，控制腔室压力在40～90mT；源电极的功率控制在650～900w；通入含氟气体，流量在150～200sccm；通入氧气，流量采用15～30sccm；刻蚀时间20～40s；第二步，控制腔室压力在40～90mT；源电极的功率控制在650～900w；通入氧气，流量采用180～250sccm；刻蚀时间3～5s；第三步，控制腔室压力在15～30mT；源电极的功率控制在650～900w；通入氧气，流量采用180～250sccm；刻蚀时间15～30s；第四步，控制腔室压力在0～15mT；通入甲烷气体，流量在30～80sccm；刻蚀时间5～15s；第五步，控制腔室压力在0～15mT；源电极功率控制在250～350w；下电极功率控制在30～90w；通入甲烷气体，流量在30～80sccm；刻蚀时间5～15s；第六步，控制腔室压力在0～30mT；通入氯气，流量在5～30sccm；通入含溴气体，流量在150～200sccm；通入惰性气体，流量在5～15sccm；刻蚀时间5～15s；第七步，控制腔室压力在0～30mT；源电极功率控制在250～350w；下电极功率控制在30～90w；通入氯气，流量在5～30sccm；通入含溴气体，流量在150～200sccm；通入惰性气体，流量在5～15sccm；刻蚀时间40～80s；重复循环上述步骤至少两次。2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于包括如下步骤 第一步，控制腔室压力在60 80mT;源电极的功率控制在750~ 850w;通入含氟气体，流量在160 180sccm;通入氧气，流量采用 15~25sccm;刻蚀时间30 35s;第二步，控制腔室压力在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。