專利名稱：：一種硅片脫附工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種柵刻蝕工藝，具體來說，涉及一種能夠提高產(chǎn)量和減少硅片表面粗糙度的硅片脫附工藝。
背景技術(shù)：
：在硅柵干法刻蝕工藝中，靜電卡盤硅片脫附的平穩(wěn)進行，對刻蝕工藝本身和刻蝕加工流程的穩(wěn)定產(chǎn)能有著至關(guān)重要的作用。在越來越細微化的干法刻蝕工藝中，工藝過程中顆粒的影響也變成一個嚴重的問題。在目前的深亞微米刻蝕中鹵基氣體仍然是主要的刻蝕用氣體，而鹵基氣體本身具有很強的腐蝕性，特別是對刻蝕系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)。從產(chǎn)能的角度而言，幾個問題在同一個過程中進行解決是一個最佳的選擇。靜電卡盤硅片的脫附主要取決于兩個方面，靜電卡盤內(nèi)部的殘余電荷和被刻蝕硅片表面的殘余電荷，如圖1所示。靜電卡盤內(nèi)部電荷的消除主要通過卡盤電極的反接實現(xiàn)，取決于反接電壓和反接時間。硅片表面殘余電荷的消除主要通過在刻蝕腔室內(nèi)的非刻蝕性氣體起輝來實現(xiàn)，主要取決于氣體電離度和起輝時間。在愈加精細化的刻蝕中，刻蝕過程中所產(chǎn)生顆粒物的影響變得嚴重，特別是刻蝕工藝結(jié)束后，在被刻蝕硅片表面存在的顆粒物，將嚴重影響到后續(xù)工藝的進行。試驗證明，進行相關(guān)氣體的起輝過程，對被刻蝕硅片表面的顆粒物去除會有顯著的效果。同時在后續(xù)氣體起輝的過程中有效的去除了殘余鹵基氣體的交叉腐蝕。將刻蝕后硅片表面顆粒的去除過程和硅片表面的殘余電荷去除過程進行同一化，將會更好的優(yōu)化刻蝕的整個過程，有效地提高了產(chǎn)能。目前所采用的硅片脫附工藝分為兩步(1)殘氣消除和(2)硅片脫附，其中步驟(1)是腔室壓強15mT、上下電極功率為0w、以流量為200sccm的Ar作為載氣，該步驟作用時間為15s；步驟(2)是在腔室內(nèi)的壓強為60mT、上電極功率為500w、下電極功率為0w，以流量為200sccm的Ar作為載氣，該步驟作用時間為15s。該工藝的缺陷是工藝步驟作用單一，影響了產(chǎn)量，沒有考慮到硅片表面由于鹵基氣體造成的顆粒的消除以及鹵基氣體對傳輸系統(tǒng)的交叉污染。
發(fā)明內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的旨在提供一種硅片脫附工藝，本發(fā)明和常規(guī)硅片脫附工藝相比，可以更加優(yōu)化硅片脫附的流程，在脫附的過程中考慮到了顆粒的去除以及鹵基氣體的交叉污染，免去了后續(xù)的氧氣吹掃步驟，提高了產(chǎn)率，使工藝流程更加集成化。(二)技術(shù)方案為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出以下硅片脫附工藝一種硅片脫附工藝，其中包括以下步驟(1)用待起輝氣體吹掃硅片；(2)用步驟(1)中的氣體進行起輝，其中所述起輝氣體選自下列氣體中的一種或幾種氧氣、氮氣、氦氣和氬氣。優(yōu)選氣體為氧氣。其中步驟(1)中的氣體流量為50-300sccm，腔室內(nèi)的壓強為0-20mT，上電極功率為0W。優(yōu)選氣體流量為200-300sccm，腔室內(nèi)的壓強為0-20mT。最優(yōu)選為氣體流量為300sccm，腔室內(nèi)的壓強為0mT。其中步驟(2)中氣體流量為25-500sccm，腔室內(nèi)的壓強為10-85mT，上電極功率為50-900W。優(yōu)選氣體流量為200-350sccm，腔室內(nèi)的壓強為10-30mT，上電極功率為250-500W。最優(yōu)選為氣體流量為300sccm，腔室內(nèi)的壓強為15mT，上電極功率為300W。上述的硅片脫附工藝，還包括靜電卡盤電極反接的步驟，這個步驟可以在步驟(1)中同時進行或者在步驟(2)中同時進行和在步驟(1)、(2)中同時進行。(三)有益效果在硅片脫附過程中，同樣完成了殘留物和顆粒的去除，并使晶片平穩(wěn)脫附。圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是使用現(xiàn)有工藝的硅片刻蝕結(jié)果的放大圖；圖3是使用本發(fā)明的工藝的硅片刻蝕結(jié)果的放大圖；圖4是使用現(xiàn)有工藝的硅片刻蝕結(jié)果的剖面放大圖；圖5是使用本發(fā)明的工藝的硅片刻蝕結(jié)果的剖面放大圖。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。以下實施例是在200mm硅片刻蝕機上進行的，可反映200nm工藝結(jié)果，需要說明的是，本發(fā)明也適用于300mm硅片刻蝕機。實施例1-3是所用是同一片硅片A，實施例4-5是同一片硅片B，目的是排除硅片的片片之間粗糙度的差異對本研究結(jié)果的影響。實施例1在進行多晶硅片刻蝕工藝中，所用的設(shè)備是北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心的PM2。所用多晶硅片(摻雜)的結(jié)構(gòu)為多晶硅5000、二氧化硅100、硅片(substrate襯底)。使用硅片A。刻蝕過程主要分為以下幾步1、硅片送到腔室內(nèi)的靜電卡盤表面；2、加靜電卡盤電壓，通過靜電引力將硅片固定在靜電卡盤表面；3、通工藝氣體；4、擺閥調(diào)壓到設(shè)定值；5、加上下電極，起輝；6、刻蝕工藝開始，刻蝕工藝主要包括以下幾步(1)BT(Breakthrough)，即自然氧化層的去除，工藝參數(shù)為腔室內(nèi)壓強7mT，上電極功率300W，下電極功率40W，流量為50sccm的CF4為載氣，時間為5s，該步之前有一個BTstable步驟，主要工藝參數(shù)為上下電極功率均為0，時間為10s，其他參數(shù)和BT一樣；(2)主刻蝕工藝參數(shù)為腔室內(nèi)壓強10mT，上電極功率350W，下電極功率40W，載氣包括流量為190sccm的HBr、5sccm的Cl2、15sccm的HeO2，刻蝕時間20s，該步之前有一個主刻蝕步驟，主要工藝參數(shù)為上下電極功率均為0，時間為10s，其他參數(shù)和主刻蝕一樣；(3)過刻蝕，其作用是對刻蝕后的表面進行吹掃，工藝參數(shù)為腔室內(nèi)壓強60mT，上電極功率350W，下電極功率40W，載氣包括流量為150sccm的HBr、15sccm的HeO2、100sccm的He，刻蝕時間30s，該步之前有一個過刻蝕步驟，主要工藝參數(shù)為上下電極功率均為0，時間為10s，其他參數(shù)和OE一樣。7、刻蝕工藝完成后，要進行硅片脫附，即將ESC表明的殘余電荷消除掉，以便硅片能夠穩(wěn)定的和靜電卡盤表面分離；本發(fā)明提出的硅片脫附過程分為兩步首先，用氧氣吹掃硅片，氣體流量為100sccm，腔室內(nèi)的壓強為0mT，反接ESC電壓。然后使氧氣起輝，其中的氣體流量為100sccm，腔室內(nèi)的壓強為15mT，上電極功率為300W。同時在本實施例中，使用氧氣進行吹掃的時候，反接靜電卡盤的上下電極，其中的參數(shù)是1200V。實施例2使用硅片A。采用實施例1的方法，其不同之處在于，其中硅片脫附工藝中的步驟如下首先，用氧氣和氬氣吹掃硅片，氣體流量分別為50sccm和100sccm，腔室內(nèi)的壓強為0mT，反接ESC電壓。然后使氧氣起輝，其中的氣體流量為100sccm，腔室內(nèi)的壓強為15mT，上電極功率為300W。同時在本實施例中，在氧氣起輝的時候，反接靜電卡盤的上下電極，其中的參數(shù)是1200V。實施例3使用硅片A。采用實施例2的方法，其不同之處在于，其中硅片脫附工藝中的步驟如下首先，用氧氣吹掃硅片氣體流量為200sccm，腔室內(nèi)的壓強為0mT，反接ESC電壓。然后使氧氣起輝，其中的氣體流量為200sccm，腔室內(nèi)的壓強為10mT，上電極功率為400W。同時在本實施例中，在氧氣起輝的時候，反接靜電卡盤的上下電極，其中的參數(shù)是1000V采用本發(fā)明的靜電卡盤脫附方法，和現(xiàn)有技術(shù)之間的效果對比見圖2-5，可以看出，本發(fā)明的方法能很好的去除硅片表面的殘留物和顆粒，并且卡盤可以平穩(wěn)脫附。權(quán)利要求1.一種硅片脫附工藝，其特征在于包括以下步驟(1)用待起輝氣體吹掃硅片；(2)用步驟(1)中的氣體起輝；其中步驟(1)中的氣體流量為50-300sccm，腔室內(nèi)的壓強為0-20mT，上電極功率為0W。2.如權(quán)利要求1所述的硅片脫附工藝，其特征在于步驟(2)中氣體流量為25-500sccm，腔室內(nèi)的壓強為10-85mT，上電極功率為50-900W。3.如權(quán)利要求1所述的硅片脫附工藝，其特征在于所述起輝氣體選自下列氣體中的一種或多種氧氣、氮氣、氦氣、氬氣。4.如權(quán)利要求1所述的硅片脫附工藝，其特征在于所述起輝氣體為氧氣。5.如權(quán)利要求1所述的硅片脫附工藝，其特征在于步驟(2)中氣體流量為50-300sccm，腔室內(nèi)的壓強為10-85mT，上電極功率為200-850W；優(yōu)選范圍為氣體流量為200-300sccm，腔室內(nèi)的壓強為15-30mT，上電極功率為300-500W。6.如權(quán)利要求1所述的硅片脫附工藝，其特征在于步驟(1)還包括靜電卡盤電極反接的步驟。7.如權(quán)利要求1所述的硅片脫附工藝，其特征在于步驟(2)還包括靜電卡盤電極反接的步驟。全文摘要本發(fā)明提出一種新的硅片脫附工藝，該工藝包括兩個步驟用待起輝氣體吹掃硅片；用上述步驟中的氣體進行起輝。其中起輝時的氣體流量為25－500sccm，腔室內(nèi)的壓強為10－85mT，上電極功率為150－850W。采用本發(fā)明的靜電卡盤脫附方法，可以很好的去除硅片表面的殘留物和顆粒，并且卡盤可以平穩(wěn)脫附。文檔編號C23F1/10GK1851857SQ20051012637公開日2006年10月25日申請日期2005年12月8日優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日發(fā)明者張慶釗申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責任公司