刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及刻蝕方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，在刻蝕機(jī)臺(tái)原有腔體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再增加至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔。本發(fā)明還公開(kāi)了基于上述改裝后的刻蝕機(jī)臺(tái)的刻蝕方法，該方法首先讓硅片通過(guò)刻蝕機(jī)臺(tái)原有的對(duì)準(zhǔn)腔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后在主刻蝕腔中進(jìn)行刻蝕工藝；刻蝕完成后，再讓硅片進(jìn)入新增加的對(duì)準(zhǔn)腔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后再次進(jìn)入主刻蝕腔刻蝕，并視新增加的對(duì)準(zhǔn)腔的個(gè)數(shù)，重復(fù)對(duì)準(zhǔn)、刻蝕步驟。本發(fā)明通過(guò)在刻蝕機(jī)臺(tái)增加對(duì)準(zhǔn)腔，并根據(jù)刻蝕速率分布情況適當(dāng)修改刻蝕作業(yè)的順序，將原來(lái)的一步刻蝕分為多步刻蝕進(jìn)行，如此使不均勻的刻蝕量形成了互補(bǔ)，從而有效地提高了刻蝕工藝的面內(nèi)均一性。
【專利說(shuō)明】刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造工藝領(lǐng)域，特別是涉及刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，以及基于該刻蝕機(jī)臺(tái)的刻蝕工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]刻蝕機(jī)臺(tái)是半導(dǎo)體制造工藝中的常用設(shè)備。以DPS (去耦合等離子體源)poly (多晶硅)刻蝕機(jī)臺(tái)為例，其外部腔體的大致位置結(jié)構(gòu)如圖1所示，中間為傳送腔，圍繞傳送腔還有5個(gè)腔體，分別為:主刻蝕腔A、B,對(duì)準(zhǔn)腔F，設(shè)備端與外部空間連接腔LLA、LLB。
[0003]硅片刻蝕時(shí)，首先抽掉設(shè)備端與外部空間連接腔LLA、LLB內(nèi)的空氣，使這兩個(gè)腔體內(nèi)形成真空狀態(tài)；然后，將硅片送入對(duì)準(zhǔn)腔F內(nèi)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，一般將Notch (產(chǎn)品硅片小缺口)的位置設(shè)置在時(shí)鐘6點(diǎn)方向，刻蝕角度為0° ;對(duì)準(zhǔn)后，將硅片送入主刻蝕腔A或B進(jìn)行等離子刻蝕。
[0004]DPS Poly刻蝕機(jī)臺(tái)的主刻蝕腔A、B的Coil (線圈)的位置分布如圖2所示，由于Coil的位置分布不均勻，如果刻蝕條件以物理反應(yīng)為主，ER map (刻蝕速率分布圖)就會(huì)呈現(xiàn)出左邊刻蝕速率較右邊快的情況，如圖3所示，導(dǎo)致刻蝕的面內(nèi)均一性較差。
[0005]DPS Poly刻蝕機(jī)臺(tái)主刻蝕腔A、B的工藝氣體流向和泵口的位置分布如圖4所示，由于氣體噴嘴和泵口為固定位置，如果刻蝕條件以化學(xué)反應(yīng)為主，ER map就會(huì)呈現(xiàn)出上邊刻蝕速率較下邊慢的情況，如圖5所示，這也會(huì)導(dǎo)致刻蝕的面內(nèi)均一性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，它可以改善刻蝕的面內(nèi)均一'I"生。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，是在刻蝕機(jī)臺(tái)原有腔體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再增加至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔。
[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供一種基于上述改裝后的刻蝕機(jī)臺(tái)的刻蝕工藝方法。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的刻蝕方法，步驟如下:
[0010]I)硅片首先通過(guò)刻蝕機(jī)臺(tái)原有的對(duì)準(zhǔn)腔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后在主刻蝕腔中進(jìn)行刻蝕工藝；
[0011]2)步驟I)的刻蝕完成后，硅片進(jìn)入新增加的對(duì)準(zhǔn)腔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后再進(jìn)入主刻蝕腔再次進(jìn)行刻蝕工藝；
[0012]3)根據(jù)新增加的對(duì)準(zhǔn)腔的個(gè)數(shù)，重復(fù)進(jìn)行步驟2)。
[0013]上述每次刻蝕的時(shí)間為所需總刻蝕時(shí)間除以對(duì)準(zhǔn)腔的總數(shù)。
[0014]本發(fā)明通過(guò)在刻蝕機(jī)臺(tái)增加對(duì)準(zhǔn)腔，并根據(jù)刻蝕速率分布情況適當(dāng)修改刻蝕條件的順序，將原來(lái)的一步刻蝕分為多步刻蝕進(jìn)行，如此使不均勻的刻蝕量形成互補(bǔ)，從而有效地改善了由刻蝕速率左右分布或上下分布不均引起的面內(nèi)均一性不良?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是現(xiàn)有的DPS Poly刻蝕機(jī)臺(tái)外部腔體的位置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是圖1的刻蝕機(jī)臺(tái)主刻蝕腔內(nèi)的線圈的位置分布示意圖。
[0017]圖3是使用圖1的刻蝕機(jī)臺(tái)在以物理反應(yīng)為主的刻蝕條件下的ER map圖。
[0018]圖4是圖1的刻蝕機(jī)臺(tái)主刻蝕腔工藝氣體的流向和泵口的位置分布示意圖。
[0019]圖5是使用圖1的刻蝕機(jī)臺(tái)在以化學(xué)反應(yīng)為主的刻蝕條件下的ER map圖。
[0020]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的DPS Poly刻蝕機(jī)臺(tái)外部腔體的位置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖7是使用圖6的刻蝕機(jī)臺(tái)在以物理反應(yīng)為主的刻蝕條件下的ER map圖。
[0022]圖8是使用圖6的刻蝕機(jī)臺(tái)在以化學(xué)反應(yīng)為主的刻蝕條件下的ER map圖。
[0023]圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0024]A、B:主刻蝕腔
[0025]F、F1、F2:對(duì)準(zhǔn)腔
[0026]LLA, LLB:設(shè)備端與外部空間連接腔體
【具體實(shí)施方式】
[0027]為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實(shí)施方式，詳述如下:
[0028]本實(shí)施例對(duì)DPS Poly刻蝕機(jī)臺(tái)進(jìn)行了硬件改裝，在原有腔體結(jié)構(gòu)(即圖1所示結(jié)構(gòu))基礎(chǔ)上新增加了一個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔F2，如圖6所示。原對(duì)準(zhǔn)腔Fl的對(duì)準(zhǔn)角度仍然設(shè)定為O。，Notch在時(shí)鐘6點(diǎn)方向的位置。新增加的對(duì)準(zhǔn)腔F2的對(duì)準(zhǔn)角度設(shè)置為180°，Notch在時(shí)鐘12點(diǎn)方向的位置。
[0029]進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，刻蝕設(shè)備端設(shè)定的作業(yè)順序設(shè)置如下:
[0030]產(chǎn)品硅片首先通過(guò)原對(duì)準(zhǔn)腔Fl進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后在主刻蝕腔A或B中進(jìn)行第一次刻蝕工藝，這步刻蝕工藝的時(shí)間為所需總刻蝕時(shí)間的一半。
[0031]刻蝕工藝完成后，再進(jìn)入新增加的對(duì)準(zhǔn)腔F2進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，此時(shí)產(chǎn)品硅片從原來(lái)位置旋轉(zhuǎn)了 180°。
[0032]對(duì)準(zhǔn)后再進(jìn)入主刻蝕腔A或B進(jìn)行第二次刻蝕工藝，時(shí)間也為所需總刻蝕時(shí)間的一半，完成后結(jié)束此次刻蝕工藝。
[0033]上述整個(gè)過(guò)程完全在機(jī)臺(tái)內(nèi)部進(jìn)行。該方法將原來(lái)的一步刻蝕，通過(guò)工藝過(guò)程中重新經(jīng)過(guò)一次旋轉(zhuǎn)180°的對(duì)準(zhǔn)，分為兩步刻蝕，這樣就使不均勻的刻蝕量形成了互補(bǔ)，從而有效地提高了刻蝕的面內(nèi)均一性。以現(xiàn)場(chǎng)多晶硅反刻條件(總刻蝕時(shí)間60秒)為例，采用物理反應(yīng)為主的刻蝕條件時(shí)，可使刻蝕均一性從2.6% (圖3)改善至1.0% (圖7);采用化學(xué)反應(yīng)為主的刻蝕條件時(shí)，可使刻蝕均一性從4.1% (圖3)改善至1.85% (圖8)。
[0034]上述實(shí)施例僅在DPS Poly刻蝕機(jī)臺(tái)原有腔體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了一個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔，在其他可行實(shí)施例中，也可以按照上述方法對(duì)其它刻蝕機(jī)臺(tái)進(jìn)行改裝，視具體情況增加多個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔，然后按刻蝕速率分布的實(shí)際情況來(lái)設(shè)置不同的對(duì)準(zhǔn)角度，實(shí)現(xiàn)多次對(duì)準(zhǔn)和多次刻蝕，以改善刻蝕的均一性。
【權(quán)利要求】
1.刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在刻蝕機(jī)臺(tái)原有腔體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述刻蝕機(jī)臺(tái)為去耦合等離子體源多晶硅刻蝕機(jī)臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的刻蝕機(jī)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，增加一個(gè)對(duì)準(zhǔn)腔，該對(duì)準(zhǔn)腔的刻蝕角度設(shè)置為180°，硅片小缺口設(shè)置在時(shí)鐘12點(diǎn)方向的位置。
4.基于權(quán)利要求1至3任何一種刻蝕機(jī)臺(tái)的刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)硅片首先通過(guò)刻蝕機(jī)臺(tái)原有的對(duì)準(zhǔn)腔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后在主刻蝕腔中進(jìn)行刻蝕工藝； 2)步驟I)的刻蝕完成后，硅片進(jìn)入新增加的對(duì)準(zhǔn)腔進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后再進(jìn)入主刻蝕腔再次進(jìn)行刻蝕工藝； 3)根據(jù)新增加的對(duì)準(zhǔn)腔的個(gè)數(shù)，重復(fù)進(jìn)行步驟2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，每次刻蝕的時(shí)間為所需總刻蝕時(shí)間除以對(duì)準(zhǔn)腔的總數(shù)。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103794456SQ201210419238
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】王駿杰, 湯明浩, 陳伏宏 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司