一种改善沟槽刻蚀（P5000）作业过程中颗粒的方法技术

一种改善沟槽刻蚀（P5000）作业过程中颗粒的方法。涉及半导体加工工艺。包括以下步骤：1）产品主刻蚀工艺完成后，产品停留在停留在腔内的刻蚀工位上；2）沟槽刻蚀腔体密闭，将沟槽刻蚀腔体内压力由50mt改为55

【技术实现步骤摘要】
一种改善沟槽刻蚀（P5000）作业过程中颗粒的方法


[0001]本专利技术涉及半导体加工工艺，尤其涉及一种改善沟槽刻蚀（P5000）作业过程中颗粒的方法。

技术介绍

[0002]目前，晶片沟槽刻蚀是先在硅表面依次形成氧化层以及光刻胶，再通过光刻、硬掩膜刻蚀将图形转移至氧化层，最后对硬掩膜刻开区域进行刻蚀，形成沟槽。P5000机台采用CF4、HBr、NF3、He&O2混合气体经电离后产生等离子体进行沟槽刻蚀，刻蚀沟槽刻蚀过程中CF4提供聚合反应产生保护形貌n（CF
2*
）
→
（CF
2*
）
n
的聚合物。聚合物在刻蚀过程中虽有保护形貌的作用，但刻蚀过程中产生的聚合物并不能完全被设备抽出腔体。聚合物累积在腔体内，极易出现聚合物脱落到产品上，会阻挡沟槽刻蚀，造成刻蚀不净，最终导致产品电性VZ失效，耐压不足，对产品的良率以及出货带来极大的影响。腔体聚合物也导致日常颗粒点检通过率低，机台RFTime（RFTime中文名称是射频工作时间/机台工作时间）短，需要频繁开腔清洁，操作成本高，是产品品质极大的不稳定源。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对以上问题，提供了一种避免因聚合物累积脱落导致的产品品质降低，提高工作腔清洁度的一种改善P5000机台作业过程中颗粒的方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种改善沟槽刻蚀（P5000）作业过程中颗粒的方法，包括以下步骤：1）产品主刻蚀工艺完成后，产品停留在停留在腔内的刻蚀工位上；2）沟槽刻蚀腔体密闭，将沟槽刻蚀腔体内压力由50mt改为55
±
5mt同时通入150
±
50sccm的PO2，持续时间>15s；3）保持150
±
50sccm的PO2气体和55
±
5mt压力不变，增加磁场并提高刻蚀工位的电机功率；4）步骤3）持续>30s后，停止通气，完成清洁；进一步限定，所述步骤3）刻蚀工位的电机功率为500
±
10W进一步限定，所述步骤3）刻蚀工位的磁场强度为40
±
5Gs本专利技术优点：1.使用PO2作为清腔气体。PO2气体有较好的洁净度，与腔内刻蚀后产生的聚合物中反应O2+（CF2）
n
→
CO+ CO2+F
*
生成易挥发的混合气，能有效地去除累积在腔体内的聚合物，使得机台颗粒达标且保持稳定；2.避免因聚合物累积脱落导致的产品良率的降低，大大的节约了产品成本；3.使得刻蚀工作腔的内壁保持较长时间的清洁状态，清洁周期由原来RFtime：60H提升至RFtime：75H，增加了一个周期内的作业批次，降低了设备维护成本。
具体实施方式
[0005]一种改善P5000机台沟槽刻蚀作业过程中颗粒的方法，包括以下步骤：1）在沟槽肖特基器件主刻蚀工艺（Si深槽刻蚀）完成后，将产品停留在腔内的刻蚀工位上；此时腔内有主刻蚀气体CF4离子化（CF4
→
CF3*+F*，CF3*
→
CF2*+F*）产生的（CF2）
n
，（CF2）
n
部分会被机台干泵抽出腔外，另一部分会附着在腔壁以及各个备件上，长时间累积就会形成大颗粒沾污，容易造成机台颗粒超标以及阻碍产品正常进行Si深槽刻蚀，从而产生硅草异常；2）沟槽刻蚀腔体保持密闭，腔体通入流量为150
±
50sccm的PO2，同时为了接下来反应更充分，将沟槽刻蚀腔体内使沟槽刻蚀形貌以及深度均匀性达到要求的主刻蚀步工艺压力由50mt上升为55
±
5mt，并持续时间>15s；PO2为纯氧，纯氧气体洁净度较高，且被电离的氧离子更容易与刻蚀产生的聚合物（CF2）
n
反应O
*
+（CF2）
n
→
CO+ CO2+F
*
；通入150
±
50sccm纯氧的作用：通过在沟槽刻蚀腔体内通入了大流量的纯氧气体150
±
50sccm，提高压力改变离子的分布，使得整个腔内清洁的更充分；压力调整为55
±
5mt的作业：沟槽刻蚀腔体内压力太高（大于60mt）会导致离子再复合，降低了清洁的作用，同时也增加了离子的碰撞，导致离子能量的损失。流量太低，存在产生的离子不足等问题，同样影响清洁效果；由此可以确定，机台压力保持在55mt的时候，腔体内气体能被充分电离，清洁效果最优，压力过高或者锅过低，都会降低清洁效果。
[0006]第一天至第七天中测试出的数字（颗）代表通过颗粒测试仪测试出0.3um以上的颗粒数量，以下表格中的数值含有均与其相同，均指0.3um以上的颗粒数量。
[0007]3）保持150
±
50sccm的PO2气体和55
±
5mt压力不变，增加磁场并提高刻蚀工位的电机功率，使PO2气体离子化，与腔内刻蚀后产生的聚合物中反应O
*
+（CF2）
n
→
CO+CO2+F
*
生成易挥发的混合气；磁场的产生以及作用：通过对腔体的磁感线圈通电后能够产生磁场，使得氧离子
体的方向性更强并绕腔体运动，确保能扫到腔体的各个地方；电机功率的产生以及作用：刻蚀工位的电机功率由射频电源在密闭的真空压力容器内产生一个交变电场，使得PO2（纯氧）气体在电场下更容易被电离；（详细见以下公式）4）步骤3）持续>30s后，停止氧气的供入，通过机台干泵抽出反应后的（CO和F
*
有毒气体），排进厂务端水洗尾气设备中，不停地利用水喷淋将废气融入水中，在流入厂内废水处理站进行处理，完成清洁；持续>30s后，确保对腔体进行有效清洁数据如下：清洁时间<30s，颗粒测试值与平常测试无较大差异；清洁时间>30s，腔体颗粒有明显改善；进一步优化，所述步骤5）刻蚀工位的电机功率约为500
±
10W。
[0008]不同功率产生不同的清腔效果如下列表格所示：功率较低，腔内的氧气不能完全被离子话，无法起到有效的清洁；功率增加，改变了氧离子体的分布情况，从而降低了清洁的效果；进一步优化，所述步骤5）中磁场强度为40
±
5Gs。
[0009]不同磁场产生不同的清腔效果如下列表格所示：磁场过低或者过高，都会影响到离子绕腔体运动的状态，都运动过快或者过慢都无法完整的扫描到整个腔体，从而降低了清洁效果；
本专利技术优点：1.使用PO2作为清腔气体。PO2气体有较好的洁净度，与腔内刻蚀后产生的聚合物中反应O2+（CF2）n
→
CO+ CO2+F*生成易挥发的混合气，能有效地去除累积在腔体内的聚合物，使得机台颗粒达标且保持稳定；2.避免因聚合物累积脱落导致的产品良率的降低，大大的节约了产品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善P5000机台沟槽刻蚀作业过程中颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在沟槽肖特基器件主刻蚀工艺完成后，将产品停留在腔内的刻蚀工位上；此时腔内有主刻蚀气体CF4离子化，产生的（CF2）
n
部分被机台干泵抽出腔外，另一部分附着在腔壁以及各个备件上；2）沟槽刻蚀腔体保持密闭，腔体通入PO2,将主刻蚀步工艺压力由50mt上升为55
±
5mt；3）55
±
5mt压力不变，增加磁场并提高刻蚀工位的电机功率，使PO2气体离子化，与腔内刻蚀后产生的聚合物中反应O
*
+（CF2）
n

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，朱光源，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：