一种保护等离子刻蚀设备中的下电极部件的方法及装置制造方法及图纸

等离子刻蚀是集成电路制造中的关键工艺之一，等离子刻蚀设备用于晶圆的等离子刻蚀，其下电极部件经常会遭到损坏。本发明专利技术涉及一种保护所述下电极部件的方法和对应的旋转控制装置。旋转控制装置通过将其中的待刻蚀的晶圆按预定信息进行旋转，将晶圆上的缺口（ｎｏｔｃｈ）旋转到预定安全区域中的特定位置，从而有效防止刻蚀中由于所述缺口进入非安全区域所引起的所述下电极部件损坏。

Method and device for protecting lower electrode component in plasma etching equipment

Plasma etching is one of the key technologies in integrated circuit manufacturing. Plasma etching equipment is used for plasma etching of wafers, and the lower electrode parts are often damaged. The present invention relates to a method of protecting the lower electrode assembly and a corresponding rotation control device. The rotary control device through the wafer to be etched according to the predetermined information gap will rotate on the wafer (notch) specific to a predetermined position rotation in a security zone, so as to effectively prevent the etching due to the gap caused by entering the non secure area of the lower electrode component damage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制程中的等离子刻蚀工艺。提供了 一种保护等 离子刻蚀设备中的下电极部件的方法及装置。
技术介绍
等离子刻蚀(也称干法刻蚀)是集成电路制造中的关键工艺之一 ， 其目的是完整地将掩膜图形复制到晶圆表面。在今天没有一个集成电 路芯片能在缺乏等离子刻蚀技术情况下完成。等离子刻蚀设备的投资在整个芯片厂的设备投资中约占10%~12%的比重，它的工艺水平将 直接影响到最终产品质量及生产技术的先进性。半导体制程中所用的晶圓边缘上均有一个缺口 (notch),所述缺 口用于晶向定位。由于所述缺口的存在，在等离子刻蚀过程中，等离 子体会通过所述缺口，轰击到等离子刻蚀机的下电极部件上。所述下 电极部件是工艺处理的平台，提供所述晶圓的静电吸附力，位置位于 所述反应腔的正下方，其材质是铝，上面镀了一层介电质薄膜，如果 所述介电质薄膜被损坏，露出薄膜下面的金属铝，将使所述下电极部 件的边缘产生火花或放电，导致其更快的损坏，同时，被轰击下的杂 质也会导致晶圆受到污染。因此，长时间的等离子轰击不但会对所述 下电极部件造成损害，而且将会对所述晶圆产生损害。在等离子刻蚀工艺中，首先会将待刻蚀晶圆放入旋转控制装置， 所述旋转控制装置先旋转所述晶圆，然后将旋转好的所述晶圆放入等 离子刻蚀机的反应腔内，位于所述等离子刻蚀机的下电极部件之上， 之后开始刻蚀所述晶圓。为了减小所述缺口所引起的对所述下电极部件的损害，所述旋转 控制装置会对放入其中的每一片晶圆做旋转处理，并且每经过一个预定时间间隔后，待刻蚀的晶圆上的缺口的最后停留位置点将会改变一 个预定间隔角度，这样可以保证在一个较长的时间内，在所述等离子 刻蚀反应腔中，所有进行等离子刻蚀的晶圆上的缺口尽量均匀地出现 在所述下电极部件所在圓周上的各个方位上，也就是说，这种方法使 得由于等离子轰击造成的对所述下电极部件的损害被分散在整个所 述下电极部件上，从而增加所述下电极部件的使用寿命。 一般所述预定时间间隔为1小时，所述预定间隔角度为3度。但是，这种方法有显著的缺点在所述反应腔中，真空抽气口位 于腔体的一侧，所述反应腔中的等离子体从这一侧往下被抽走，这部 分等离子体位置更靠近所述下电极部件，也就是说，当所述晶圆上的所述缺口处于靠近所述真空抽气口的时候，会有更多的等离子通过所 述缺口直接打到它下面的所述下电极部件上，所以在所述缺口位于这 一区域时，所述下电极部件将被加速损坏。因此，在等离子刻蚀工艺 中需要一种用于保护所述下电极部件的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种保护等离子刻蚀反应腔中的下电极部 件的方法和对应的旋转控制装置，以延长所述下电极部件的使用寿 命，并能减少由此引起的晶圓缺陷。专利技术关键点为在待刻蚀晶圆进 入等离子刻蚀反应腔之前，对晶圓上缺口位置的设定，使需要刻蚀晶 圆的缺口位置始终不出现在等离子刻蚀反应腔中的受真空抽气口影 响的 一侧，即将所述缺口位置设定在预定等离刻蚀的安全区域中的特 定位置，来减小所述下电极部件的损坏。整个旋转控制过程由旋转控 制装置完成。根据本专利技术的第 一方面，提供了 一种在半导体制程中用于保护等 离子刻蚀设备中的下电极部件的方法，包括如下步骤a. 检测放置在旋转控制装置中的晶圆上的缺口对应的缺口初始 角度值；b. 根据所述缺口初始角度值与预定刻蚀安全区域的信息，并基于预定策略来确定调整角度值，根据所述调整角度值对所述晶圓旋 转，可使得所述晶圆上的缺口旋转到所述预定刻蚀安全区域中的特定位置；c.根据所述调整角度值，对所述晶圓进行旋转。其中，所述预定刻蚀安全区为等离子刻蚀安全区域，所述预定刻 蚀安全区域的信息包括预定刻蚀安全区域的上限角度和下限角度。所 述预定刻蚀安全区域的信息是通过大量试验数据，经过统计得到的， 即使用原有的方法进行等离子刻蚀，在一个较长的时间内，在所述等 离子刻蚀反应腔中，所有进行等离子刻蚀的晶圆上的缺口尽量均匀地 出现在所述下电极部件所在圆周上的各个方位上，经过数月的工作 后，对所述下电极部件上的损坏进行统计，可以确定一个下电极部件的等离子刻蚀危险区域a(粗实线)，90%以上所述下电极部件棵露 都发生在这一 区域，所述危险区域之外的部分为等离子刻蚀安全区域 b (细实线)，如图1所示。需要指出的是所述旋转控制装置中的角度位置与所述下电极部 件上的角度位置是一致的。所有角度值，都是对应与一个基准轴线， 所述基准轴线可以是整个所述下电极部件的整个圆上任意一条半径， 为了方便起见选取所述等离子刻蚀反应腔中的所述真空抽气口的中 心与所述下电极部件中心的连线为所述基准轴线，在所述旋转控制装 置中对应的位置也是基准轴线，其他所有角度都是相对于所述基准轴 线给出的具体值。其中步骤b中的所述预定策略可以有很多种实现方式，所述预定 策略能够使得所述晶圆的缺口位置旋转到所述预定刻蚀安全区域中 的特定位置，其中需将所述缺口位置旋转到所述特定位置的目的是 保证所述缺口不会在较长时间内出现在同一个位置，虽然已经定义了 所述预定刻蚀安全区域，在这个区域内对晶圆进行刻蚀，等离子体通 过所述晶圆的缺口造成所述下电极部件的损坏的可能性很小，但是也 应避免长时间内，连续多片晶圆的缺口都出现在同一个位置。最佳方 案是保证在一个较长的时间内，在所述等离子刻蚀反应腔中，所有进8行等离子刻蚀的晶圆上的缺口尽量均匀地出现在所述预定刻蚀安全 区域的圆弧上的各个方位上。这个特定位置是随着时间或刻蚀晶圆的 数目不断变化的，不同的预定策略可能给出不同的特定位置，但是实 现的效果是一样的。C.根据所述调整角度值，对所述晶圆进行旋转。每片放入所述旋转控制装置的晶圆都要按照所述步骤a至c的顺 序进行操作。在步骤c之后可以将旋转后的晶圆放入等离子刻蚀反应 腔内进行等离子刻蚀。根据本专利技术的第二方面，提供一种在半导体制程中用于保护等离 子刻蚀设备中的下电极部件的旋转控制装置，包括探测装置，用于检测放置在所述旋转控制装置中的晶圆上的缺口 对应的缺口初始角度值；计算装置，用于根据所述缺口初始角度值与预定刻蚀安全区域的 信息，并基于预定策略来确定调整角度值，根据所述调整角度值对所 述晶圆旋转，可使得所述晶圆上的缺口旋转至'j所述预定刻蚀安全区域 中的特定位置；控制装置，用于根据所述调整角度值，对所述晶圆进行旋转。 附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更加明显。图1是等离子反应腔中的下电极部件的俯视示意图2是旋转控制装置中的晶圆放置台(对应于下电极部件)的俯视示意图。具体实施例方式在0.13pm工艺中，使用本专利技术的方法进行了等离子刻蚀试验， 在其他工艺下，原理相同。9[实施例I在本实施例中，选取等离子刻蚀反应腔中的真空抽气口的中心p点与下电才及部件中心o点的连线为基准轴线c,如图2所示，在旋转 控制装置中对应的位置也是基准轴线，其他所有角度都是相对于所述 基准轴线给出的具体值。基准轴线处为O度，以顺时针方向角度值逐 渐增加。基准轴线的位置是可以自由选择的，也可以定义逆时针方向 为角度增加方向。根据本专利技术的第一方面，提供了一种在半导体制程中用于保护等 离子刻蚀设备中的下电极部件的方法，包括如下步骤a. 检测放置在旋转控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在半导体制程中用于保护等离子刻蚀设备中的下电极部件的方法，其特征在于，一次晶圆刻蚀过程包括以下步骤：　ａ．检测放置在旋转控制装置中的晶圆上的缺口对应的缺口初始角度值；　ｂ．根据所述缺口初始角度值与预定刻蚀安全区域的信息，并基于预定策略来确定调整角度值，根据所述调整角度值对所述晶圆旋转，可使得所述晶圆上的缺口旋转到所述预定刻蚀安全区域中的特定位置；　ｃ．根据所述调整角度值，对所述晶圆进行旋转。

【技术特征摘要】
1. 一种在半导体制程中用于保护等离子刻蚀设备中的下电极部件的方法，其特征在于，一次晶圆刻蚀过程包括以下步骤a. 检测放置在旋转控制装置中的晶圆上的缺口对应的缺口初始角度值；b. 根据所述缺口初始角度值与预定刻蚀安全区域的信息，并基于预定策略来确定调整角度值，根据所述调整角度值对所述晶圆旋转，可使得所述晶圆上的缺口旋转到所述预定刻蚀安全区域中的特定位置；c. 根据所述调整角度值，对所述晶圆进行旋转。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定策略包括 以下任一项-由预定角度序列中选择所述预定刻蚀安全区域中的特定位置 所对应的角度，并将所述特定角度与所述缺口初始角度值相减来获取 所述调整角度值；或-随机地确定所述预定刻蚀安全区域中的特定位置所对应的角 度，并将所述特定角度与所述缺口初始角度值相减来获取所述调整角 度值。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定刻蚀安全区 域的信息包括预定刻蚀安全区域的上限角度和下限角度，其中，所述 步骤b包括-将所述预定刻蚀安全区域的下限角度与所述缺口初始角度值 相减来获取角度差值，在预订角度增量序列中选择或随机地确定一个 角度增量值；-将所述角度差值与所述角度增量值相加，以获取所述调整角度值。4，如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述步骤b还包括 根据所述缺口初始角度值、所述预定刻蚀安全区域信息并基于预定策略来确定所述调整角度值，以使得在多次晶圆刻蚀过程中晶圆的 缺口旋转到达的多次特定位置在所述预定刻蚀安全区域中基本为平 均分布。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定策略为以 下各项中的任一项-对同一间隔的多次晶圆刻蚀过程，由预定角度序列中选择所述 预定刻蚀安全区域中的同一特定位置所对应的角度，并将所述特定角 度与所述缺口初始角度值相减来获取所述调整角度值；或-对同一间隔的多次晶圆刻蚀过程，随^U也确定所述预定刻蚀安 全区域中的同 一特定位置所对应的角度，并将所述特定角度与所述缺 口初始角度值相减来获取所述调整角度值；其中，所述间隔为预定时间间隔或晶圓刻蚀次数间隔。6，如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定刻蚀安全 区域的信息包括预定刻蚀安全区域的上限角度和下限角度，所述调整 角度值等于所述旋转控制装置的使用时间除以预定时间间隔的商的 整数部分再乘以预定间隔角度值所得的积再加上所述预定刻蚀安全 区域的下限角度值与所述缺口初始角度值的差值。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，当经过所述调整角 度值旋转晶圆后，所述晶圆上的缺口转入所述预定刻蚀安全区域之外 时，所述旋转控制装置的使用时间被初始置零，重新开始计算所述调 整角度值。8. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述预定时间 间隔为1~3小时，所述预定间隔角度为2 5度。9. 一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾最新，李大勇，季鹏联，张锐，沈卓敏，杨涛，吕睿，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]