[发明专利]等离子体干法刻蚀工艺的控制方法

说明书

本发明公开了一种等离子体干法刻蚀工艺的控制方法，包括步骤：步骤一、选定用于对当前批次晶圆进行等离子体干法刻蚀的反应腔，确定晶圆支撑环随射频时间的消耗而产生的边界逐渐降低区域对晶圆边缘的刻蚀速率的影响；步骤二、将当前批次晶圆放置到反应腔中进行等离子体干法刻蚀工艺，根据步骤一中确定的边界逐渐降低区域对所述晶圆边缘的刻蚀速率的影响，调节等离子体干法刻蚀工艺的工艺参数，以补偿边界逐渐降低区域对晶圆边缘的刻蚀速率的影响。本发明能使晶圆边缘刻蚀深度维持稳定，并能提高反应腔的部件的使用寿命以及增加两次开腔之间的工艺时间，从而降低工艺成本以及提高机台产能。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别涉及一种等离子体干法刻蚀工艺的控制方法。

背景技术

随着集成电路关键尺寸不断缩小，微电子器件集成度的不断提高，晶圆制造工艺引进了先进的等离子体刻蚀工艺。

在等离子体刻蚀工艺过程中，反应气体在射频电流的激发下解离生成活性等离子体。一方面等离子体与晶圆未被光刻胶覆盖的部分反应，将电路图形转移到晶圆上；另一方面等离子体与反应腔体部件发生反应，使得部件随着射频时间的增加而不断消耗，造成腔体等离子体分布发生变化。反应腔体部件的消耗最后会影响晶圆的刻蚀速率特别是晶圆边缘区域的刻蚀速率。现有方法中，为了确保晶圆边缘刻蚀深度在一定规格内，保证产品安全，通常采用开腔更换新部件来重置腔体。这样既增加了成本，又影响了机台产能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种等离子体干法刻蚀工艺的控制方法，能使晶圆边缘刻蚀深度维持稳定，并能提高反应腔的部件的使用寿命以及增加两次开腔之间的工艺时间，从而降低工艺成本以及提高机台产能。

为解决上述技术问题，本发明提供的等离子体干法刻蚀工艺的控制方法包括如下步骤：

步骤一、选定用于对当前批次晶圆进行等离子体干法刻蚀的反应腔，所述反应腔中包括晶圆放置区以及位于所述晶圆放置区周侧的晶圆支撑环，所述晶圆支撑环会随着射频时间的增加而消耗；所述晶圆支撑环消耗后使所述反应腔中形成的等离子体鞘层边界产生一个边界逐渐降低区域，所述边界逐渐降低区域位于所述晶圆放置区的边缘到所述晶圆支撑环之间；所述边界逐渐降低区域会增加晶圆边缘的刻蚀速率，确定所述边界逐渐降低区域对所述晶圆边缘的刻蚀速率的影响。

步骤二、将所述当前批次晶圆放置到所述反应腔中进行等离子体干法刻蚀工艺，根据步骤一中确定的所述边界逐渐降低区域对所述晶圆边缘的刻蚀速率的影响，调节所述等离子体干法刻蚀工艺的工艺参数，以补偿所述边界逐渐降低区域对所述晶圆边缘的刻蚀速率的影响，使所述当前批次晶圆的边缘区域的刻蚀深度满足工艺要求。

进一步的改进是，采用APC系统实现步骤一和步骤二。

进一步的改进是，步骤二中所调节的所述等离子体干法刻蚀工艺的工艺参数为可调节工艺参数，所述可调节工艺参数包括位于所述晶圆边缘区域的刻蚀气体量或者温度。

进一步的改进是，在步骤一之前，还包括采用所述APC系统建立所述可调节工艺参数和刻蚀速率之间的第一关系曲线。

进一步的改进是，步骤一中，所述APC系统采集前批次晶圆的边缘区域的刻蚀深度，以确定所述边界逐渐降低区域对所述晶圆边缘的刻蚀速率的影响。

进一步的改进是，步骤二中，根据所述采集的所述前批次晶圆的边缘区域的刻蚀深度和目标深度的差值反馈确定所述可调节工艺参数值。

进一步的改进是，步骤二中，根据反馈的所述可调节工艺参数值完成所述当前批次晶圆的等离子体干法刻蚀之后；则将所述当前批次晶圆作为前批次晶圆，下一批次晶圆作为当前批次晶圆，之后重复进行步骤一和步骤二。