本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到一種刻蝕方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的集成電路制造工藝?yán)门刻幚砑夹g(shù)，也就是在同一襯底上形成大量復(fù)雜的多種器件，并將其相互連接以具有完整的電子功能，其中任意一工藝所產(chǎn)生的缺陷都有可能導(dǎo)致電路的制作失敗。例如：一旦集成電路制造工藝中刻蝕副產(chǎn)物未完全去除都有可能導(dǎo)致電路的開路或者短路等。因此在集成電路制造工藝中，如何避免刻蝕副產(chǎn)物的發(fā)生以及如何進(jìn)一步的進(jìn)行刻蝕優(yōu)化是必須關(guān)注的問題，尤其是隨著集成電路的飛速發(fā)展，器件的集成度越來越高，器件的尺寸也越來越小，對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕工藝也要求的越來越高。

SiCoNi刻蝕技術(shù)通常用于金屬沉積前的預(yù)清洗，其作用是去除表面的氧化硅，降低接觸電阻，該刻蝕工藝最大的特點(diǎn)就是SiO₂/Si的刻蝕選擇比較高(大于20:1)。目前SICoNi制程也被用來進(jìn)行形貌修正例如在STI(Shallow Trench Isolation，淺溝槽隔離)填充時(shí)，可以用來消除STI上方的殘留物。

圖1為傳統(tǒng)的SiCoNi反應(yīng)腔示意圖。其中，晶圓(Wafer)基板(Pedestal)1一般溫度保持在35℃左右，晶圓上方的噴頭(showerhead)2具有加熱功能，溫度一般保持在180℃左右，SiCoNi蝕刻過程可以簡(jiǎn)述為6個(gè)步驟：1、刻蝕劑形成(通過等離子體的注入通道3完成)；2、低溫下刻蝕(所形成的刻蝕副產(chǎn)物為固態(tài)，會(huì)覆蓋在表面阻擋進(jìn)一步蝕刻)；3、晶圓上升靠近高溫Showerhead；4、副產(chǎn)物在高溫下?lián)]發(fā)；5、被氣化的副產(chǎn)物被抽走；6、晶圓降回到初始低溫位置(通過抽送裝置4運(yùn)輸產(chǎn)品)。

該反應(yīng)腔中刻蝕工藝在一定程度上優(yōu)化了刻蝕工藝，但只能進(jìn)行兩片晶圓的工藝生產(chǎn)，產(chǎn)量較低，且無法保證SiCoNi蝕刻過程中的副產(chǎn)物被完全去除，導(dǎo)致晶圓良率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種刻蝕裝置與方法，通過該裝置與方法可以解決反應(yīng)腔中刻蝕工藝在一定程度上優(yōu)化了刻蝕工藝，但只能進(jìn)行兩片晶圓的工藝生產(chǎn)，產(chǎn)量較低，且無法保證SiCoNi蝕刻過程中的副產(chǎn)物被完全去除的缺陷。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種刻蝕裝置，其中，所述裝置包括：

若干基座；

所述基座包括若干第一基座與若干第二基座，且所述若干第一基座與所述若干第二基座交替排列；

且在利用所述刻蝕裝置進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，所述第一基座的溫度低于所述第二基座的溫度。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，所述基座設(shè)置于一SiCoNi反應(yīng)腔室中。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，所述第一基座與所述第二基座的數(shù)量相同。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，所述第一基座與所述第二基座均至少為2個(gè)。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，所述第一基座與所述第二基座之間的溫度控制相互獨(dú)立。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，利用所述刻蝕裝置進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，所述第一基座的溫度為25℃～35℃。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，利用所述刻蝕裝置進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，所述第二基座的溫度為170℃～190℃。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，所述基座正上方均還設(shè)有一氣體噴頭，且各所述基座均包括一射頻開關(guān)。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，所述射頻開關(guān)的工作狀態(tài)相互獨(dú)立。

較佳的，上述的刻蝕裝置，其中，利用所述刻蝕裝置進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，所述第一基座對(duì)應(yīng)的射頻開關(guān)為打開狀態(tài)，所述第二基座對(duì)應(yīng)的射頻開關(guān)為關(guān)閉狀態(tài)。

一種刻蝕方法，其中，所述方法包括：

步驟S1、在第一溫度氛圍中對(duì)一晶圓進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，在刻蝕過程中生成副產(chǎn)物并覆蓋于所述晶圓表面；

步驟S2、在第二溫度氛圍中對(duì)晶圓表面的副產(chǎn)物進(jìn)行揮發(fā)處理；

將步驟S1和步驟S2作為一個(gè)完整的周期，進(jìn)行至少兩次以上的循環(huán)處理。

較佳的，上述的刻蝕方法，其中，對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕反應(yīng)時(shí)，同時(shí)通入NF₃和NH₃。

較佳的，上述的刻蝕方法，其中，在進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，所述第一溫度為25℃～35℃。

較佳的，上述的刻蝕方法，其中，在進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，所述第二溫度為170℃～190℃。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

本發(fā)明公開的一種刻蝕裝置與方法，通過提供刻蝕裝置為包括若干數(shù)量第一基座與第二基座交替排列的反應(yīng)腔室，并將晶圓傳送于該反應(yīng)腔室中，依次經(jīng)過第一基座—第二基座—第一基座—第二基座進(jìn)行處理并如此循環(huán)，從而完成晶圓刻蝕—揮發(fā)—刻蝕—揮發(fā)的循環(huán)過程，因此很大程度上優(yōu)化了晶圓的刻蝕工藝且能進(jìn)行多片晶圓的工藝生產(chǎn)，產(chǎn)量較高，并保證晶圓在蝕刻過程中的副產(chǎn)物被完全去除，大大的提高了晶圓的良率。

附圖說明

通過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)明及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中SiCoNi反應(yīng)腔示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中SiCoNi反應(yīng)腔俯視圖的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中SiCoNi反應(yīng)過程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

為了優(yōu)化晶圓的刻蝕工藝且同時(shí)能進(jìn)行多片晶圓的工藝生產(chǎn)，并保證SiCoNi反應(yīng)腔室在進(jìn)行蝕刻晶圓的過程中的副產(chǎn)物被完全去除，提高晶圓的良率，本發(fā)明提供一種刻蝕裝置與方法，具體的如圖2和圖3所示。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，涉及到一種刻蝕裝置，該裝置具體為具有若干數(shù)量基座的SiCoNi反應(yīng)腔室，該反應(yīng)腔室中的SiCoNi刻蝕技術(shù)用于去除一晶圓表面的氧化硅，降低接觸電阻；另外該SiCoNi反應(yīng)腔室中的若干數(shù)量的基座，具體的包括：若干第一基座、若干第二基座，優(yōu)選的，該第一基座與第二基座的數(shù)量均至少為2個(gè)。在一種可選但非限制性的實(shí)施例中，該第一基座與第二基座呈交替排列的方式形成圈形狀，如圖2所示。

SiCoNi刻蝕技術(shù)刻蝕晶圓的原理為低溫刻蝕晶圓之后并對(duì)應(yīng)的進(jìn)行晶圓表面的副產(chǎn)物的高溫?fù)]發(fā)，因此在本發(fā)明的實(shí)施例中，反應(yīng)腔室中的第一基座與第二基座的數(shù)量相同，且在進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，第一基座的溫度要低于第二基座的溫度。

優(yōu)選的，利用該刻蝕裝置進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，第一基座的溫度為25℃～35℃(如28℃、30℃或32℃以及在該范圍內(nèi)的其他溫度)。

優(yōu)選的，利用該刻蝕裝置進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，第二基座的溫度為170℃～190℃(如170℃、180℃或190℃以及在該范圍內(nèi)的其他溫度)。

另外，因SiCoNi刻蝕技術(shù)刻蝕晶圓需要對(duì)反應(yīng)腔室中第一基座與第二基座中的溫度分別進(jìn)行嚴(yán)格控制，因此優(yōu)選的，第一基座與第二基座之間的溫度控制是相互獨(dú)立的，互不影響。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖2所示，第一基座與第二基座的數(shù)量?jī)?yōu)選均為2個(gè)，即該第一基座包括基座5a和基座5b，第二基座包括基座6a和基座6b，其中，第一基座與第二基座的正上方均設(shè)有一個(gè)用于通入刻蝕氣體的氣體噴頭(圖中未示出)，該四個(gè)氣體噴頭的氣體控制系統(tǒng)是統(tǒng)一控制的；同時(shí)第一基座與第二基座上均具有發(fā)射射頻(Radio frequency)的射頻開關(guān)(圖中未示出)，該射頻用于激發(fā)上述刻蝕氣體形成刻蝕性較強(qiáng)的另一刻蝕氣體，并進(jìn)一步的對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕反應(yīng)。

優(yōu)選的，上述刻蝕氣體為NF₃和NH₃。

因射頻可以有效的激發(fā)上述刻蝕氣體形成刻蝕性較強(qiáng)的另一刻蝕氣體，且SiCoNi刻蝕技術(shù)刻蝕晶圓的原理為低溫刻蝕后并對(duì)應(yīng)的進(jìn)行晶圓表面的副產(chǎn)物的高溫?fù)]發(fā)，因此在第二基座與第一基座中的射頻開關(guān)的工作狀態(tài)相互獨(dú)立控制，相互不受到影響；優(yōu)選的，第一基座(包括基座5a和基座5b)中的射頻開關(guān)為打開狀態(tài)，第二基座(包括基座6a和基座6b)中的射頻開關(guān)為關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)而滿足后續(xù)對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕工藝的要求。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，基于上述的一種刻蝕裝置，本發(fā)明還涉及到一種刻蝕方法。

步驟S1、將該晶圓傳送于SiCoNi反應(yīng)腔室中，具體的先將該晶圓傳送于第一溫度氛圍中進(jìn)行對(duì)晶圓一定厚度的后續(xù)刻蝕過程，該第一溫度氛圍由上述第一基座中的基座5a提供(即將該晶圓傳送于基座5a中)，該步驟中因通過氣體噴頭于基座5a中通入刻蝕氣體NF₃和NH₃，同時(shí)保持基座5a的射頻開關(guān)為打開狀態(tài)，因此當(dāng)晶圓傳送于基座5a中進(jìn)行刻蝕時(shí)，刻蝕氣體NF₃和NH₃會(huì)在射頻的激發(fā)下形成較強(qiáng)的刻蝕氣體NH₄F和NH₄F·HF，NH₄F和NH₄F·HF能夠刻蝕氧化硅(該晶圓表面的一氧化硅膜)形成一固態(tài)的副產(chǎn)物(NH₄F)₂SiF₆，該副產(chǎn)物吸附于晶圓表面，同時(shí)該副產(chǎn)物會(huì)阻止后續(xù)刻蝕工藝的進(jìn)一步進(jìn)行。

如圖3所示，為了進(jìn)一步的限制SiCoNi刻蝕工藝中刻蝕晶圓上氧化硅的厚度如(其中每次刻蝕)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選的，對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，上述的第一溫度為25℃～35℃(如28℃、30℃或32℃以及在該范圍內(nèi)的其他溫度)。

優(yōu)選的，該基座5a的射頻開關(guān)發(fā)射的射頻為100W～1000W(如300W、600W或900W以及在該范圍內(nèi)的其他射頻)。

優(yōu)選的，射頻開關(guān)發(fā)射射頻的時(shí)間為10S～100S(如30s、50s或70s以及在該范圍內(nèi)的其他時(shí)間)。

優(yōu)選的，由該氣體噴頭通入的刻蝕氣體NF₃和NH₃的氣體流量為1000sccm～10000sccm(如3000sccm、5000sccm或70000sccm以及在該范圍內(nèi)的其他流量)；對(duì)于上述刻蝕工藝的參數(shù)限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解為為了限制SiCoNi刻蝕工藝中刻蝕晶圓上氧化硅的不同厚度，其刻蝕工藝參數(shù)會(huì)根據(jù)工藝要求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

步驟S2、將經(jīng)過步驟S1處理后的晶圓繼續(xù)傳送于反應(yīng)腔室的第二溫度氛圍中進(jìn)行晶圓表面副產(chǎn)物的高溫?fù)]發(fā)；該第二溫度氛圍由上述第二基座中的基座6a提供(即將該晶圓傳送于基座6a中)。該步驟中因基座6a的射頻開關(guān)為關(guān)閉狀態(tài)，因此即使于基座6a中通入刻蝕氣體NF₃和NH₃也不會(huì)有刻蝕性較強(qiáng)的刻蝕氣體NH₄F和NH₄F·HF的形成，因此該過程中為晶圓表面的副產(chǎn)物(NH₄F)₂SiF₆的高溫?fù)]發(fā)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選的，對(duì)晶圓進(jìn)行刻蝕工藝時(shí)，上述的第二溫度為170℃～190℃(如170℃、180℃或190℃以及在該范圍內(nèi)的其他溫度)。

步驟S3、將步驟S2處理后的晶圓繼續(xù)傳送于基座5b中，重復(fù)步驟S1的過程，且該基座5b與基座5a內(nèi)的環(huán)境相同，在此不予贅述。

步驟S4、繼續(xù)將步驟S3處理后的晶圓傳送于基座6b中，重復(fù)步驟S2的過程，且該基座6b與基座6a內(nèi)的環(huán)境相同，在此不予贅述。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，將步驟S1和步驟S2作為一個(gè)完整的周期，進(jìn)行上述的兩次循環(huán)處理，以完全滿足刻蝕工藝的要求同時(shí)完全去除晶圓表面的副產(chǎn)物的殘留；但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解為不同要求的刻蝕工藝，進(jìn)行上述將步驟S1和步驟S2作為一個(gè)完整的周期進(jìn)行循環(huán)處理的次數(shù)不同，有的刻蝕工藝需循環(huán)處理兩次以上。

通過本發(fā)明的刻蝕裝置與方法，上述晶圓在經(jīng)過兩個(gè)循環(huán)的SiCoNi刻蝕工藝處理后被傳出反應(yīng)腔室，因此在滿足刻蝕工藝的要求的同時(shí)也可以保證晶圓表面的副產(chǎn)物被完全去除，提高晶圓的良率，且通過本發(fā)明的技術(shù)方案一個(gè)反應(yīng)腔室可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)晶圓的刻蝕工藝，一定程度上也提高了晶圓的產(chǎn)量。

綜上所述，本發(fā)明公開的一種刻蝕裝置與方法，通過提供刻蝕裝置為包括若干數(shù)量第一基座與第二基座交替排列的反應(yīng)腔室，并將晶圓傳送于該反應(yīng)腔室中，依次經(jīng)過第一基座—第二基座—第一基座—第二基座進(jìn)行處理并如此循環(huán)，從而完成晶圓刻蝕—揮發(fā)—刻蝕—揮發(fā)的循環(huán)過程，因此很大程度上優(yōu)化了晶圓的刻蝕工藝且能進(jìn)行多片晶圓的工藝生產(chǎn)，產(chǎn)量較高，并保證晶圓在蝕刻過程中的副產(chǎn)物被完全去除，大大的提高了晶圓的良率。

通過說明和附圖，給出了具體實(shí)施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。