專利名稱：一種保護(hù)等離子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制程中的等離子刻蝕工藝。提供了 一種保護(hù)等 離子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的方法及裝置。
背景技術(shù)：
等離子刻蝕(也稱干法刻蝕)是集成電路制造中的關(guān)鍵工藝之一 ， 其目的是完整地將掩膜圖形復(fù)制到晶圓表面。在今天沒(méi)有一個(gè)集成電 路芯片能在缺乏等離子刻蝕技術(shù)情況下完成。等離子刻蝕設(shè)備的投資
在整個(gè)芯片廠的設(shè)備投資中約占10%~12%的比重，它的工藝水平將 直接影響到最終產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性。
半導(dǎo)體制程中所用的晶圓邊緣上均有一個(gè)缺口 (notch),所述缺 口用于晶向定位。由于所述缺口的存在，在等離子刻蝕過(guò)程中，等離 子體會(huì)通過(guò)所述缺口，轟擊到等離子刻蝕機(jī)的下電極部件上。所述下 電極部件是工藝處理的平臺(tái)，提供所述晶圓的靜電吸附力，位置位于 所述反應(yīng)腔的正下方，其材質(zhì)是鋁，上面鍍了一層介電質(zhì)薄膜，如果 所述介電質(zhì)薄膜被損壞，露出薄膜下面的金屬鋁，將使所述下電極部 件的邊緣產(chǎn)生火花或放電，導(dǎo)致其更快的損壞，同時(shí)，被轟擊下的雜 質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致晶圓受到污染。因此，長(zhǎng)時(shí)間的等離子轟擊不但會(huì)對(duì)所述 下電極部件造成損害，而且將會(huì)對(duì)所述晶圓產(chǎn)生損害。
在等離子刻蝕工藝中，首先會(huì)將待刻蝕晶圓放入旋轉(zhuǎn)控制裝置， 所述旋轉(zhuǎn)控制裝置先旋轉(zhuǎn)所述晶圓，然后將旋轉(zhuǎn)好的所述晶圓放入等 離子刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔內(nèi)，位于所述等離子刻蝕機(jī)的下電極部件之上， 之后開始刻蝕所述晶圓。
為了減小所述缺口所引起的對(duì)所述下電極部件的損害，所述旋轉(zhuǎn) 控制裝置會(huì)對(duì)放入其中的每一片晶圓做旋轉(zhuǎn)處理，并且每經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔后，待刻蝕的晶圓上的缺口的最后停留位置點(diǎn)將會(huì)改變一 個(gè)預(yù)定間隔角度，這樣可以保證在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，在所述等離子 刻蝕反應(yīng)腔中，所有進(jìn)行等離子刻蝕的晶圓上的缺口盡量均勻地出現(xiàn) 在所述下電極部件所在圓周上的各個(gè)方位上，也就是說(shuō)，這種方法使 得由于等離子轟擊造成的對(duì)所述下電極部件的損害被分散在整個(gè)所 述下電極部件上，從而增加所述下電極部件的使用壽命。 一般所述預(yù)
定時(shí)間間隔為1小時(shí)，所述預(yù)定間隔角度為3度。
但是，這種方法有顯著的缺點(diǎn)在所述反應(yīng)腔中，真空抽氣口位 于腔體的一側(cè)，所述反應(yīng)腔中的等離子體從這一側(cè)往下被抽走，這部 分等離子體位置更靠近所述下電極部件，也就是說(shuō)，當(dāng)所述晶圓上的
所述缺口處于靠近所述真空抽氣口的時(shí)候，會(huì)有更多的等離子通過(guò)所 述缺口直接打到它下面的所述下電極部件上，所以在所述缺口位于這 一區(qū)域時(shí)，所述下電極部件將被加速損壞。因此，在等離子刻蝕工藝 中需要一種用于保護(hù)所述下電極部件的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種保護(hù)等離子刻蝕反應(yīng)腔中的下電極部 件的方法和對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)控制裝置，以延長(zhǎng)所述下電極部件的使用壽 命，并能減少由此引起的晶圓缺陷。發(fā)明關(guān)鍵點(diǎn)為在待刻蝕晶圓進(jìn) 入等離子刻蝕反應(yīng)腔之前，對(duì)晶圓上缺口位置的設(shè)定，使需要刻蝕晶 圓的缺口位置始終不出現(xiàn)在等離子刻蝕反應(yīng)腔中的受真空抽氣口影 響的 一側(cè)，即將所述缺口位置設(shè)定在預(yù)定等離刻蝕的安全區(qū)域中的特 定位置，來(lái)減小所述下電極部件的損壞。整個(gè)旋轉(zhuǎn)控制過(guò)程由旋轉(zhuǎn)控 制裝置完成。
根據(jù)本發(fā)明的第 一方面，提供了 一種在半導(dǎo)體制程中用于保護(hù)等 離子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的方法，包括如下步驟
a. 檢測(cè)放置在旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓上的缺口對(duì)應(yīng)的缺口初始 角度值；
b. 根據(jù)所述缺口初始角度值與預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息，并基于預(yù)定策略來(lái)確定調(diào)整角度值，根據(jù)所述調(diào)整角度值對(duì)所述晶圓旋 轉(zhuǎn)，可使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定
位置；
c.根據(jù)所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
其中，所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)為等離子刻蝕安全區(qū)域，所述預(yù)定刻 蝕安全區(qū)域的信息包括預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的上限角度和下限角度。所 述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息是通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)得到的， 即使用原有的方法進(jìn)行等離子刻蝕，在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，在所述等 離子刻蝕反應(yīng)腔中，所有進(jìn)行等離子刻蝕的晶圓上的缺口盡量均勻地 出現(xiàn)在所述下電極部件所在圓周上的各個(gè)方位上，經(jīng)過(guò)數(shù)月的工作 后，對(duì)所述下電極部件上的損壞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以確定一個(gè)下電極部件
的等離子刻蝕危險(xiǎn)區(qū)域a(粗實(shí)線)，90%以上所述下電極部件棵露 都發(fā)生在這一 區(qū)域，所述危險(xiǎn)區(qū)域之外的部分為等離子刻蝕安全區(qū)域 b (細(xì)實(shí)線)，如圖1所示。
需要指出的是所述旋轉(zhuǎn)控制裝置中的角度位置與所述下電極部 件上的角度位置是一致的。所有角度值，都是對(duì)應(yīng)與一個(gè)基準(zhǔn)軸線， 所述基準(zhǔn)軸線可以是整個(gè)所述下電極部件的整個(gè)圓上任意一條半徑， 為了方便起見(jiàn)選取所述等離子刻蝕反應(yīng)腔中的所述真空抽氣口的中 心與所述下電極部件中心的連線為所述基準(zhǔn)軸線，在所述旋轉(zhuǎn)控制裝 置中對(duì)應(yīng)的位置也是基準(zhǔn)軸線，其他所有角度都是相對(duì)于所述基準(zhǔn)軸 線給出的具體值。
其中步驟b中的所述預(yù)定策略可以有很多種實(shí)現(xiàn)方式，所述預(yù)定 策略能夠使得所述晶圓的缺口位置旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中 的特定位置，其中需將所述缺口位置旋轉(zhuǎn)到所述特定位置的目的是 保證所述缺口不會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)在同一個(gè)位置，雖然已經(jīng)定義了 所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕，等離子體通 過(guò)所述晶圓的缺口造成所述下電極部件的損壞的可能性很小，但是也 應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，連續(xù)多片晶圓的缺口都出現(xiàn)在同一個(gè)位置。最佳方 案是保證在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，在所述等離子刻蝕反應(yīng)腔中，所有進(jìn)
8行等離子刻蝕的晶圓上的缺口盡量均勻地出現(xiàn)在所述預(yù)定刻蝕安全 區(qū)域的圓弧上的各個(gè)方位上。這個(gè)特定位置是隨著時(shí)間或刻蝕晶圓的 數(shù)目不斷變化的，不同的預(yù)定策略可能給出不同的特定位置，但是實(shí) 現(xiàn)的效果是一樣的。
C.根據(jù)所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
每片放入所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的晶圓都要按照所述步驟a至c的順 序進(jìn)行操作。在步驟c之后可以將旋轉(zhuǎn)后的晶圓放入等離子刻蝕反應(yīng) 腔內(nèi)進(jìn)行等離子刻蝕。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種在半導(dǎo)體制程中用于保護(hù)等離 子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的旋轉(zhuǎn)控制裝置，包括
探測(cè)裝置，用于檢測(cè)放置在所述旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓上的缺口 對(duì)應(yīng)的缺口初始角度值；
計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述缺口初始角度值與預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的 信息，并基于預(yù)定策略來(lái)確定調(diào)整角度值，根據(jù)所述調(diào)整角度值對(duì)所 述晶圓旋轉(zhuǎn)，可使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)至'j所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域 中的特定位置；
控制裝置，用于根據(jù)所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。


通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)
明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。
圖1是等離子反應(yīng)腔中的下電極部件的俯視示意圖2是旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓放置臺(tái)(對(duì)應(yīng)于下電極部件)的俯
視示意圖。
具體實(shí)施例方式
在0.13pm工藝中，使用本發(fā)明的方法進(jìn)行了等離子刻蝕試驗(yàn)， 在其他工藝下，原理相同。
9[實(shí)施例I
在本實(shí)施例中，選取等離子刻蝕反應(yīng)腔中的真空抽氣口的中心p
點(diǎn)與下電才及部件中心o點(diǎn)的連線為基準(zhǔn)軸線c,如圖2所示，在旋轉(zhuǎn) 控制裝置中對(duì)應(yīng)的位置也是基準(zhǔn)軸線，其他所有角度都是相對(duì)于所述 基準(zhǔn)軸線給出的具體值?；鶞?zhǔn)軸線處為O度，以順時(shí)針?lè)较蚪嵌戎抵?漸增加?；鶞?zhǔn)軸線的位置是可以自由選擇的，也可以定義逆時(shí)針?lè)较?為角度增加方向。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種在半導(dǎo)體制程中用于保護(hù)等 離子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的方法，包括如下步驟
a. 檢測(cè)放置在旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓上的缺口對(duì)應(yīng)的缺口初始 角度值，這一步驟所涉及到的原理與現(xiàn)有技術(shù)相同；
b. 根據(jù)所述缺口初始角度值與預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息，并基 于預(yù)定策略來(lái)確定調(diào)整角度值，根據(jù)所述調(diào)整角度值對(duì)所述晶圓旋 轉(zhuǎn)，可使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定 位置；
其中，所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)為等離子刻蝕安全區(qū)域，所述預(yù)定刻 蝕安全區(qū)域的信息包括預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的上限角度和下限角度。所 述下限角度為120度，位置為d,所述上限角度值為270度，位置為 e,如圖2所示。所述上限角度和下限角度是通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng) 過(guò)統(tǒng)計(jì)得到的，不同刻蝕條件、不同刻蝕設(shè)備與不同的工藝制程都會(huì) 影響到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息。在統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果的基礎(chǔ)上， 適當(dāng)?shù)目s小所述等離子刻蝕安全區(qū)域的范圍，即增加所述下限角度， 降低所述上限角度值，可以提供一個(gè)適當(dāng)?shù)陌踩６?；也可以只選取 一個(gè)或幾個(gè)所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的特定幾個(gè)區(qū)域，待刻蝕晶圓的缺 口只出現(xiàn)在這些區(qū)域之中，可以通過(guò)設(shè)定額外的(除了所述預(yù)定刻蝕 安全區(qū)域的上限、下限角度)所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息，或者在 所述預(yù)定策略中實(shí)現(xiàn)，這種方法在當(dāng)位于所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的 所述下電極部件的某些區(qū)域出現(xiàn)輕微損壞時(shí)，刻意地跳過(guò)這些區(qū)域， 即讓所述缺口不出現(xiàn)在這些區(qū)域，那么所述下電極部件便可以繼續(xù)使用。
其中步驟b中所述的預(yù)定策略可以由不同方式實(shí)現(xiàn)，舉例說(shuō)明如
下
策略1 :所述預(yù)定策略為選取預(yù)定角度序列中的數(shù)據(jù)。
所述預(yù)定角度序列為[O， 5, 10， 15... 145, 150],從第一個(gè)角度 O度開始，每過(guò)一個(gè)間隔(所述間隔可以是預(yù)定時(shí)間間隔也可以是晶 圓刻蝕次數(shù)間隔，比方說(shuō)每刻蝕1片重新選取一個(gè)角度，或者每刻蝕 10片重新選取一個(gè)角度)按順序選取下一個(gè)角度，直到選擇到序列中 的最后一個(gè)角度150度，下一個(gè)間隔開始，從第一個(gè)角度O度開始重 新進(jìn)入下一個(gè)選擇循環(huán)，這一步也可以通過(guò)機(jī)器制動(dòng)，如機(jī)器重啟的 方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，所述間隔此處選為所述預(yù)定時(shí)間間隔，為1小時(shí)。 所述預(yù)定時(shí)間間隔一般在1~3小時(shí)，1小時(shí)在現(xiàn)有技術(shù)中最為常用。
計(jì)算所述調(diào)整角度值的方法為所述調(diào)整角度值等于下限角度值 減去所述缺口初始角度值的角度差值再加上選取的所述預(yù)定角度序 列的數(shù)據(jù)的值(即角度增量值)。如，檢測(cè)到所述缺口初始角度值為 30度，選取的所述數(shù)據(jù)為65，則所述調(diào)整角度等于155度。
需要指出的是，所述預(yù)定角度序列中數(shù)據(jù)是可以變化位置的，但 是為了設(shè)置方便， 一般從小到大排列。所述數(shù)據(jù)的值的范圍由所述上 限角度和下限角度決定，至少滿足選取任何數(shù)值都可以使得最后得到 的所述調(diào)整角度值可以使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕 安全區(qū)域中。所述數(shù)據(jù)應(yīng)該盡量在其取值范圍之間平均分布，即使得 進(jìn)行等離子刻蝕的晶圓上的缺口盡量均勻地出現(xiàn)在所述預(yù)定刻蝕安 全區(qū)域的圓弧上的各個(gè)方位上，這樣更有利于延長(zhǎng)所述下電極部件的 使用壽命。所述數(shù)據(jù)之間的最小差值也要滿足一定要求，因?yàn)樗鼍?圓上的缺口是有一定大小的，如果所述數(shù)據(jù)之間的差值過(guò)小，那么前 后兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，等離子通過(guò)所述缺口轟擊到所述下電極部件的區(qū)域就 會(huì)發(fā)生重合，不符合均勻分散等離子對(duì)所述下電極部件的損害。因此， 根據(jù)所述缺口的大小、離子刻蝕的濃度以及刻蝕溫度等條件確定所述 數(shù)據(jù)間的最小差值， 一般為3 5。
ii還需指出的是，當(dāng)希望待刻蝕的晶圓上的缺口只出現(xiàn)在所述預(yù)定 刻蝕安全區(qū)域的部分區(qū)域中時(shí)，在設(shè)定所述預(yù)定角度序列的時(shí)候需要 予以考慮，以滿足需要。此外，所述預(yù)定角度序列中的角度也可以是 給出的絕對(duì)角度值(即不是本例中的相對(duì)于所述下限角度值，比方說(shuō)
上面提到的10度，可以變成絕對(duì)角度值的130度)，這樣，可以直 接通過(guò)選取的所述絕對(duì)角度減去所述缺口初始角度值得到所述調(diào)整 角度值。再者，也可以事先選擇好一個(gè)初始角度值，比如說(shuō)所述初始 角度值就是訴述基準(zhǔn)軸線的0度，所有放入所述旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶 圓上的缺口都先旋轉(zhuǎn)到所述初始角度值位置，然后以所述初始角度值 作為缺口初始角度值再完成上訴策略，這樣相當(dāng)于將所述晶圓旋轉(zhuǎn)了 兩次，這種方式也符合權(quán)利要求1的描述，只是在策略上不同而已。 由于實(shí)現(xiàn)方法很多，這里不再贅述。
策略2:所述預(yù)定策略為使用預(yù)定函數(shù)產(chǎn)生函數(shù)值，所述預(yù)定函 數(shù)是偽隨機(jī)函數(shù)，即隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)角度值。
每過(guò)一個(gè)間隔(同策略l中所述)，所述偽隨機(jī)函數(shù)均會(huì)產(chǎn)生一 個(gè)偽隨機(jī)數(shù)。
計(jì)算所述調(diào)整角度值的方法為所述調(diào)整角度值等于下限角度值 減去所述缺口初始角度值的差值再加上所述偽隨機(jī)數(shù)。如，檢測(cè)到所 述缺口初始角度值為30度，所述偽隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生的所述偽隨機(jī)數(shù)為 65,則所述調(diào)整角度等于155度。
需要指出的是，所述偽隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生的所述偽隨機(jī)數(shù)原則上可以 是非整數(shù)，但是最小精度受限于旋轉(zhuǎn)控制裝置所能達(dá)到的旋轉(zhuǎn)精度， 本實(shí)施例中，設(shè)定產(chǎn)生的所述隨機(jī)數(shù)均為整數(shù)。所述偽隨機(jī)函數(shù)的值 域由所述上限角度和下限角度決定，至少滿足選取任何數(shù)值都可以使 得最后得到的所述調(diào)整角度值可以使得所述晶圓的缺口位置旋轉(zhuǎn)到 所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中，此例中為
。由于所述偽隨機(jī)函數(shù)是 具有良好的隨機(jī)性和接近于白噪聲的相關(guān)函數(shù)，所以可以實(shí)現(xiàn)在較長(zhǎng) 時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生的所述偽隨機(jī)數(shù)均勻分布在所述偽隨機(jī)函數(shù)的值域中， 使得所有進(jìn)行等離子刻蝕的晶圓上的缺口盡量均勻地出現(xiàn)在所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的圓弧上的各個(gè)方位上。所述偽隨機(jī)數(shù)之間的最小差 值也要滿足一定要求，相同值除外，因?yàn)樗鼍A上的缺口是有一定
大小的，原理在策略l中已經(jīng)說(shuō)明。 一般為3 5,此處選擇數(shù)值為3。 也可以用隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)值作為特定位置所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述 特定角度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角度值，這時(shí)所 述隨機(jī)函數(shù)的值域就是所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域了 ，在本例中為[120， 270〗。
需要指出的是，希望待刻蝕的晶圓上的缺口只出現(xiàn)在所述預(yù)定刻 蝕安全區(qū)域的部分區(qū)域中時(shí)，需要在隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)值中根據(jù)包括定義所 述部分區(qū)域的所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息選擇合適的數(shù)值，如果產(chǎn) 生的數(shù)值不滿足要求，需要重新調(diào)用所述隨機(jī)函數(shù)重新選擇，直到隨 機(jī)產(chǎn)生的數(shù)值滿足要求為止。另外，設(shè)定初始角度值的方法與策略1 相同，此處不再贅述。
策略3:調(diào)整角度值等于所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間除以預(yù)定 時(shí)間間隔的商的整數(shù)部分再乘以預(yù)定間隔角度值所得的積再加上所 述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的下限角度值與所述缺口初始角度值的差值。
此方法相當(dāng)于每經(jīng)過(guò)一個(gè)所述預(yù)定時(shí)間間隔，下一時(shí)刻經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn) 后的晶圓上的缺口在所述刻蝕安全區(qū)域的位置將改變一個(gè)所述預(yù)定 間隔角度。所述預(yù)定時(shí)間間隔一般在1~3小時(shí)，l小時(shí)在現(xiàn)有技術(shù)中 最為常用，此處選擇l小時(shí)。所述預(yù)定間隔角度為3度，因?yàn)樗鼍?圓上的缺口是有一定大小的，原理在策略l中已經(jīng)說(shuō)明。
所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的下限角度值為120度，這樣就可以確定 所述調(diào)整角度值。如，在最開始放入第一片晶圓，檢測(cè)到其缺口初始 角度值為30度，因?yàn)樗鲂D(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間為0,則所述調(diào)整 角度等于90度；在0.5小時(shí)的時(shí)候放入的晶圓，檢測(cè)到其缺口初始角 度值為25度，因?yàn)樗鲂D(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間為0.5小時(shí)，則所述 調(diào)整角度等于95度；在1小時(shí)的時(shí)候放入的晶圓，檢測(cè)到其缺口初 始角度值為40度，因?yàn)樗鲂D(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間為1小時(shí)，則 所述調(diào)整角度等于83度；在2.7小時(shí)的時(shí)候放入的晶圓，檢測(cè)到其缺
13口初始角度值為10度，因?yàn)樗鲂D(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間為2.7小時(shí)， 則所述調(diào)整角度等于116度，以此類推。當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用 時(shí)間除以預(yù)定時(shí)間間隔的商的整數(shù)部分再乘以預(yù)定間隔角度值所得 的積大于所述上限角度與所述下限角度的差值時(shí)，即大于150的時(shí)候， 所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間被初始置0，這一步也可以通過(guò)機(jī)器制 動(dòng)，如機(jī)器重啟的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
需要指出的是，當(dāng)希望待刻蝕的晶圓上的缺口只出現(xiàn)在所述預(yù)定 刻蝕安全區(qū)域的部分區(qū)域中時(shí)，當(dāng)計(jì)算得到的調(diào)整角度值不符合要 求，那么可以將所述機(jī)器使用時(shí)間加上一個(gè)所述預(yù)定時(shí)間間隔，然后 再重新計(jì)算所述調(diào)整角度值，直到滿足要求。另外，設(shè)定初始角度值 的方法與策略l相同，此處不再贅述。
c.按照所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榻嵌仍黾拥姆较?，在本?shí)施例中為順時(shí)針?lè)较颉．?dāng)所 述調(diào)整角度值大于等于零時(shí)，所述晶圓被順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)所述調(diào)整角 度；當(dāng)所述調(diào)整角度值小于零，所述晶圓被順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度值等于 所述調(diào)整角度值加上360。如，所述調(diào)整角度為155度，則所述晶圓 被順時(shí)針旋轉(zhuǎn)155度；再如，所述調(diào)整角度為-10度，則所述晶圓被 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)350度。
每片放入所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的晶圓都要按照所述步驟a至c的順 序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在步驟c之后可以將旋轉(zhuǎn)后的晶圓放入等離子刻蝕反應(yīng) 腔內(nèi)進(jìn)行等離子刻蝕。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種在半導(dǎo)體制程中用于保護(hù)等離 子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的旋轉(zhuǎn)控制裝置，包括
探測(cè)裝置，用于檢測(cè)放置在所述旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓上的缺口 對(duì)應(yīng)的缺口初始角度值；
計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述缺口初始角度值與預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的 信息，并基于預(yù)定策略來(lái)確定調(diào)整角度值，根據(jù)所述調(diào)整角度值對(duì)所
14述晶圓旋轉(zhuǎn)，可使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域 中的特定位置；
控制裝置，用于根據(jù)所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 比較例
使用原有技術(shù)中的方法，晶圓上缺口的初始位置并不特別限定， 而通常是從如實(shí)施例中的基準(zhǔn)軸線的位置開始，放在下電極部件上的
晶圓上的缺口最終位置將按順時(shí)針?lè)较蛎啃r(shí)增加3度。
當(dāng)所述缺口最終位置處于大于所述上限角度和小于所述下限角 度的時(shí)候，即進(jìn)入了等離子刻蝕的危險(xiǎn)區(qū)域后，由于真空抽氣的原因， 將會(huì)導(dǎo)致這一區(qū)域的所述下電極部件的表面涂層加速脫落，露出金屬 鋁，這不僅使下電極損壞，而且使晶圓受到從下電極上被轟擊出的雜 質(zhì)的污染，從而使晶圓缺陷增加，導(dǎo)致成品率下降。
使用比較例中的方法使用12臺(tái)等離子刻蝕設(shè)備4個(gè)月，在4個(gè) 月中一共更換了 14次下電極部件；使用實(shí)施例中的方法使用12臺(tái)等 離子刻蝕設(shè)備4個(gè)月，在4個(gè)月中僅更換了 2次下電極部件。進(jìn)一步 地，對(duì)所有機(jī)器的工作時(shí)間總和進(jìn)行了綜合評(píng)定，所述下電極部件的 使用壽命從原來(lái)的300小時(shí)左右，上升到2000小時(shí)左右。
不但下電極部件的使用壽命得到了提高，進(jìn)行等離子刻蝕的晶圓 上的缺陷密度也有所下降。
1權(quán)利要求
1. 一種在半導(dǎo)體制程中用于保護(hù)等離子刻蝕設(shè)備中的下電極部件的方法，其特征在于，一次晶圓刻蝕過(guò)程包括以下步驟a. 檢測(cè)放置在旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓上的缺口對(duì)應(yīng)的缺口初始角度值；b. 根據(jù)所述缺口初始角度值與預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息，并基于預(yù)定策略來(lái)確定調(diào)整角度值，根據(jù)所述調(diào)整角度值對(duì)所述晶圓旋轉(zhuǎn)，可使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定位置；c. 根據(jù)所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定策略包括 以下任一項(xiàng)-由預(yù)定角度序列中選擇所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定位置 所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述特定角度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取 所述調(diào)整角度值；或-隨機(jī)地確定所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定位置所對(duì)應(yīng)的角 度，并將所述特定角度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角 度值。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定刻蝕安全區(qū) 域的信息包括預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的上限角度和下限角度，其中，所述 步驟b包括-將所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的下限角度與所述缺口初始角度值 相減來(lái)獲取角度差值，在預(yù)訂角度增量序列中選擇或隨機(jī)地確定一個(gè) 角度增量值；-將所述角度差值與所述角度增量值相加，以獲取所述調(diào)整角度值。
4，如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟b還包括 根據(jù)所述缺口初始角度值、所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域信息并基于預(yù)定策略來(lái)確定所述調(diào)整角度值，以使得在多次晶圓刻蝕過(guò)程中晶圓的 缺口旋轉(zhuǎn)到達(dá)的多次特定位置在所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中基本為平 均分布。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定策略為以 下各項(xiàng)中的任一項(xiàng)-對(duì)同一間隔的多次晶圓刻蝕過(guò)程，由預(yù)定角度序列中選擇所述 預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的同一特定位置所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述特定角 度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角度值；或-對(duì)同一間隔的多次晶圓刻蝕過(guò)程，隨^U也確定所述預(yù)定刻蝕安 全區(qū)域中的同 一特定位置所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述特定角度與所述缺 口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角度值；其中，所述間隔為預(yù)定時(shí)間間隔或晶圓刻蝕次數(shù)間隔。
6，如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定刻蝕安全 區(qū)域的信息包括預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的上限角度和下限角度，所述調(diào)整 角度值等于所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間除以預(yù)定時(shí)間間隔的商的 整數(shù)部分再乘以預(yù)定間隔角度值所得的積再加上所述預(yù)定刻蝕安全 區(qū)域的下限角度值與所述缺口初始角度值的差值。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)經(jīng)過(guò)所述調(diào)整角 度值旋轉(zhuǎn)晶圓后，所述晶圓上的缺口轉(zhuǎn)入所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域之外 時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間被初始置零，重新開始計(jì)算所述調(diào) 整角度值。
8. 如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間 間隔為1~3小時(shí)，所述預(yù)定間隔角度為2 5度。
9. 一種在半導(dǎo)體制程中用于保護(hù)等離子刻蝕設(shè)備中的下電極部 件的旋轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，包括探測(cè)裝置，用于檢測(cè)放置在所述旋轉(zhuǎn)控制裝置中的晶圓上的缺口 對(duì)應(yīng)的缺口初始角度值；計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述缺口初始角度值與預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的信息，并基于預(yù)定策略來(lái)確定調(diào)整角度值，根據(jù)所述調(diào)整角度值對(duì)所 述晶圓旋轉(zhuǎn)，可使得所述晶圓上的缺口旋轉(zhuǎn)到所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定位置；控制裝置，用于根據(jù)所述調(diào)整角度值，對(duì)所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定策略包括 以下^f壬一項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述特定角度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取 所述調(diào)整角度值；或-隨機(jī)地確定所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的特定位置所對(duì)應(yīng)的角 度，并將所述特定角度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角 度值。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定刻蝕安 全區(qū)域的信息包括預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的上限角度和下限角度，其中， 所述計(jì)算裝置用于將所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的下限角度與所述缺口 初始角度值相減來(lái)獲取規(guī)范化角度值，在預(yù)訂角度增量序列中選擇或 隨機(jī)地確定一個(gè)角度增量值；所述計(jì)算裝置用于將所述規(guī)范化角度值 與所述角度增量值相加，以獲取所述調(diào)整角度值。
12. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置還用 于根據(jù)所述缺口初始角度值、所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域信息并基于預(yù)定 策略來(lái)確定所述調(diào)整角度值，以使得在多次晶圓刻蝕過(guò)程中晶圓的缺 口旋轉(zhuǎn)到達(dá)的多次特定位置在所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中基本為平均 分布。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定策略為 以下各項(xiàng)中的任一項(xiàng)-對(duì)同一間隔的多次晶圓刻蝕過(guò)程，由預(yù)定角度序列中選擇所述 預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的同 一特定位置所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述特定角 度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角度值；或-對(duì)同一間隔的多次晶圓刻蝕過(guò)程，隨機(jī)地確定所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域中的同一特定位置所對(duì)應(yīng)的角度，并將所述特定角度與所述缺口初始角度值相減來(lái)獲取所述調(diào)整角度值；其中，所述間隔為預(yù)定時(shí)間間隔或晶圓刻蝕次數(shù)間隔。
14. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定刻蝕安 全區(qū)域的信息包括預(yù)定刻蝕安全區(qū)域的上限角度和下限角度，所述調(diào) 整角度值等于所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間除以預(yù)定時(shí)間間隔的商 的整數(shù)部分再乘以預(yù)定間隔角度值所得的積再加上所述預(yù)定刻蝕安 全區(qū)域的下限角度值與所述缺口初始角度值的差值。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，當(dāng)經(jīng)過(guò)所述調(diào)整 角度值旋轉(zhuǎn)晶圓后，所述晶圓上的缺口轉(zhuǎn)入所述預(yù)定刻蝕安全區(qū)域之 外時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)控制裝置的使用時(shí)間被初始置零，重新開始計(jì)算所述 調(diào)整角度值。
16. 如權(quán)利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定時(shí) 間間隔為1~3小時(shí)，所述預(yù)定間隔角度為2~5度。
全文摘要
等離子刻蝕是集成電路制造中的關(guān)鍵工藝之一，等離子刻蝕設(shè)備用于晶圓的等離子刻蝕，其下電極部件經(jīng)常會(huì)遭到損壞。本發(fā)明涉及一種保護(hù)所述下電極部件的方法和對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)控制裝置。旋轉(zhuǎn)控制裝置通過(guò)將其中的待刻蝕的晶圓按預(yù)定信息進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將晶圓上的缺口(notch)旋轉(zhuǎn)到預(yù)定安全區(qū)域中的特定位置，從而有效防止刻蝕中由于所述缺口進(jìn)入非安全區(qū)域所引起的所述下電極部件損壞。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101498940SQ20081003336
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
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