[发明专利]一种硅片的刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片加工工艺，尤其涉及一种硅片的刻蚀方法。

背景技术

在硅片的刻蚀工艺中，刻蚀前后硅片表面的洁净程度在很大程度上决定了芯片的良率。然而，由于在刻蚀过程中刻蚀工艺所产生的工艺副产物掉落在硅片表面以及腔室壁中颗粒被等离子轰击后掉落在硅片表面等原因，硅片的表面并不是洁净的，往往存在着颗粒。此情况在易产生明显副产物的刻蚀工艺中如STI(Shallow Trench Isolation，浅沟槽隔离)工艺/Etchback(回刻)工艺等就更为明显。这些颗粒会在刻蚀过程中阻挡刻蚀的顺利进行，成为局部刻蚀的阻挡层，从而产生刻蚀缺陷。图1为现有STI工艺加工的硅片的缺陷扫描图，图中圆形区域表示所加工的硅片，区域中的不同颜色的点表示不同尺寸的缺陷。如图1可知，所加工的硅片中由于颗粒产生的刻蚀缺陷约为50个。刻蚀缺陷影响芯片的加工质量，降低了产品的良率，特别是随着半导体行业的发展，芯片的关键尺寸减小，因附着颗粒造成的缺陷更加明显。因此，如何清除刻蚀过程中硅片表面的颗粒、降低刻蚀缺陷具有重要意义。

现有的一种解决方法是干法清洗，即利用充满整个腔室的高活性气体等离子体与腔室壁的覆盖物发生化学作用从而达到清除附产物的目的。具体是指，在刻蚀硅片传出腔室后以及下一片硅片传进腔室之前，使用SF₆+O₂的气体组合启辉，在高压、高上电极功率和零下电极功率的条件下对腔室进行无硅片的干法清洗。但该方法只能降低因腔室颗粒造成的缺陷。

现有另一种解决方法是逐步降低功率方法，即在刻蚀结束前，不直接关闭上下电极功率，从而使等离子体处于被激发状态以避免漂浮的颗粒迅速掉落在硅片表面，直至分子泵抽取腔室数秒后才关闭上下电极功率。但该方法效果有限，如果要延长分子泵抽取腔室时间，必须增加上下电极的维持功率的时间，这样等离子体也会继续对硅基底进行刻蚀，从而影响之前预定的刻蚀结果。

发明内容

本发明提供了一种硅片的刻蚀方法，能够有效地清除颗粒、从而降低因颗粒附着造成的刻蚀缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种硅片的刻蚀方法，在刻蚀工艺中产生副产物的刻蚀步骤后，增加在预定的上电极功率、下电极功率和压强的条件下，降低刻蚀气体的流量并增加惰性气体的过渡步骤；在过渡步骤之后，去除刻蚀气体，并使用惰性气体进行冲刷，将刻蚀工艺过程中产生的工艺副产物和刻蚀中腔室壁中颗粒被等离子体轰击后悬浮在等离子体中的颗粒带走。

本发明在悬浮于等离子体中的颗粒掉落于硅片表面前，保持等离子体的同时用惰性气体冲刷，将颗粒带走，能有效清除颗粒，避免颗粒掉落在硅片表面产生刻蚀缺陷。

附图说明

图1为现有技术STI工艺加工的硅片的缺陷扫描图。

图2为本发明硅片的刻蚀方法实施例的流程图。

图3为本发明硅片的刻蚀方法另一实施例流程图。

图4为本发明硅片的刻蚀方法实施例加工的硅片的缺陷扫描图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明硅片的刻蚀方法的实施方式做进一步详细说明。其中所描述的实施例仅仅是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明硅片的刻蚀方法实施例包括步骤：

S11，在刻蚀工艺中产生副产物的刻蚀步骤后，在预定的上电极功率、下电极功率和压强的条件下，降低刻蚀气体的流量并增加惰性气体。

S12，在上述步骤之后，去除刻蚀气体，并使用所述惰性气体进行冲刷，将刻蚀工艺过程中产生的工艺副产物和刻蚀中腔室壁中颗粒被等离子体轰击后悬浮在等离子体中的颗粒带走。

本发明硅片的刻蚀方法在悬浮于等离子体中的颗粒掉落于硅片表面前，保持等离子体的同时用惰性气体冲刷，将颗粒带走，能有效清除颗粒，避免颗粒掉落在硅片表面产生刻蚀缺陷。

其中，S11步骤预定的上电极功率维持在200W～300W，下电极功率为0W；预定的压强可以与其对应的前一步骤即产生副产物的刻蚀步骤保持一致；S11步骤把产生副产物的刻蚀步骤中刻蚀气体如CF₄/Cl₂/HBr等的流量降至原流量的1/2～1/3，并增加He/Ar等惰性气体，流量设定为50～200sccm(标况毫升每分)；S11步骤持续的时间为3～7s，因为其中还是有少量的刻蚀气体，因此可以适量缩短S11步骤的时间，使S11步骤对硅基底和光致掩模层的影响降到最低。