專利名稱：：一種解決半導(dǎo)體硅刻蝕工藝偏移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體硅刻蝕工藝，具體地說，涉及一種解決半導(dǎo)體硅刻蝕工藝偏移的方法。
背景技術(shù)：
：在半導(dǎo)體行業(yè)大規(guī)模集成電路的工藝過程中，需要在硅片表面加工出具有細微尺寸的圖形。要求在不同時間、不同狀態(tài)時，一臺刻蝕設(shè)備刻蝕硅片后得到的圖形重復(fù)性一定要好，這直接影響著刻蝕設(shè)備機臺的產(chǎn)率和良率。目前，在維護腔室穩(wěn)定狀態(tài)的工藝方面，已經(jīng)有一些經(jīng)驗，但是對恢復(fù)刻蝕設(shè)備到刻蝕狀態(tài)這樣的工藝也是依賴于刻蝕設(shè)備之前的環(huán)境。如果這種工藝不合適，將有可能導(dǎo)致產(chǎn)品硅片的刻蝕結(jié)果工藝和重復(fù)性都會比較差。如果刻蝕后干法清洗的不徹底則很容易引起刻蝕結(jié)果的漂移，從而引起上面提到的各種問題。當(dāng)一臺硅刻蝕設(shè)備長時間進行一種工藝的刻蝕，如果要轉(zhuǎn)換到另一種工藝，很容易造成工藝結(jié)果的漂移，而目前的方法是先用干法清洗轟擊腔室的側(cè)壁，再進一步對腔室進行暖機。倘若這樣處理后在切換不同工藝時仍會出現(xiàn)問題，則需要拆開腔室進行清洗，即用一些化學(xué)液體反復(fù)擦拭腔室側(cè)壁，然后再重新安裝調(diào)試。其目的是為了維護穩(wěn)定的工藝環(huán)境，去掉殘留在腔室側(cè)壁上的聚合物對下一步刻蝕的影響。上述方法一直在廣泛應(yīng)用，但是它最大的缺點在于每次需要對腔室進行清洗，需要耗費大量人力，物力以及時間。對腔室清洗雖是不能避免的，但是可以延長對腔室進行周期性維護的時間。還有，該方法并沒有解決關(guān)于兩種工藝結(jié)果進行切換時候的工藝結(jié)果漂移的問題(如圖l、2所示)，也就是說，在一臺應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)的刻蝕設(shè)備進行兩種不同工藝切換的時候，以往最好的工藝結(jié)果會發(fā)生變化，找到的工藝窗口也會消失，造成已經(jīng)找到的工藝結(jié)果需要重新進行調(diào)整。而且一般在腔室工藝轉(zhuǎn)化時，需要先進行拆機，對關(guān)鍵件進行清洗，經(jīng)重新安裝后再進行腔室的工藝條件恢復(fù)，包含的工序繁多，很是麻煩。因此，需要尋找更好解決刻蝕腔室切換工藝的時候刻蝕工藝漂移的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可有效解決腔室切換工藝時刻蝕工藝漂移的方法，該方法不僅克服了腔室切換工藝時刻蝕工藝漂移的缺陷，而且還提高了產(chǎn)率和良率。為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種解決半導(dǎo)體硅刻蝕工藝偏移的方法，包括如下步驟第一步，控制腔室壓力在4090mT;源電極的功率控制在650~900w;通入含氟氣體，流量在150200sccm;通入氧氣，流量采用1530sccm;刻蝕時間2040s;該步驟的目的是去除腔室內(nèi)的無機物殘留。第二步，控制腔室壓力在40-90mT;源電極的功率控制在650~900w;通入氧氣，流量采用180250sccm;刻蝕時間35s;第三步，控制腔室壓力在1530mT;源電極的功率控制在650~■w;通入氧氣，流量采用180250sccm;刻蝕時間1530s;該步驟的目的是去除腔室內(nèi)的有機物殘留。第四步，控制腔室壓力在015mT;通入甲烷氣體，流量在30~80sccm;刻蝕時間515s;該步驟先通入氣體為的是使氣流穩(wěn)定。第五步，控制腔室壓力在015mT;源電極功率控制在250350w;下電極功率控制在30~90w;通入甲垸氣體，流量在30~80sccm;刻蝕時間515s;該步驟對上一步通入的氣體進行起輝。第六步，控制腔室壓力在O~30mT;通入氯氣，流量在5~30sccm;通入含溴氣體，流量在150200sccm;通入惰性氣體，流量在5~15sccm;刻蝕時間515s;該步驟先通入氣體使氣流穩(wěn)定。第七步，控制腔室壓力在030mT;源電極功率控制在250350w;下電極功率控制在3090w;通入氯氣，流量在530sccm;通入含溴氣體，流量在150200sccm;通入惰性氣體，流量在5~15sccm;刻蝕時間40-80s;該步驟對上一步通入的氣體進行起輝。重復(fù)循環(huán)上述步驟至少兩次。其中，優(yōu)選步驟為第一步，控制腔室壓力在6080mT;源電極的功率控制在750850w;通入含氟氣體，流量在160~180sccm;通入氧氣，流量釆用15-25sccm;刻蝕時間3035s;第二步，控制腔室壓力在6080mT;源電極的功率控制在750~850w;通入氧氣，流量釆用180210sccm;刻蝕時間35s;第三步，控制腔室壓力在1520mT;源電極的功率控制在750~850w;通入氧氣，流量采用200220sccm;刻蝕時間2030s;第四步，控制腔室壓力在1015mT;通入甲烷氣體，流量在30~50sccm;刻蝕時間813s;第五步，控制腔室壓力在10-15mT;源電極功率控制在300350w;下電極功率控制在3050w;通入甲烷氣體，流量在30~50sccm;刻蝕時間8-13s;第六步，控制腔室壓力在1020mT;通入氯氣，流量在10~15sccm;通入含溴氣體，流量在150~200sccm;通入惰性氣體，流量在1015sccm;刻蝕時間1015s;第七步，控制腔室壓力在10-20mT;源電極功率控制在250350w;下電極功率控制在3090w;通入氯氣，流量在530sccm;通入含澳氣體HBr,流量在180200sccm;通入惰性氣體，流量在10~15sccm;刻蝕時間40-50s。重復(fù)循環(huán)上述步驟至少兩次。:采用本發(fā)明的方法時，使用的硅片要視情況而定倘若要轉(zhuǎn)換成多晶硅的刻蝕工藝，則硅片為多晶硅的空白片；倘若要轉(zhuǎn)換成鎢柵的刻蝕工藝，則工藝為硅化鎢的空白片。本發(fā)明的方法中，采用了含氟氣體，氧氣，氯氣，甲烷，溴化氫,惰性氣體等進行刻蝕。所述的含氟氣體為SF6或CF4，所述的惰性氣體為He、Ne或Ar。在不同工藝轉(zhuǎn)換的過程中，之所以刻蝕結(jié)果容易發(fā)生漂移，是因為刻蝕過程中產(chǎn)生的各種聚合物比較多，去除不好的話就會非常影響工藝結(jié)果。所以針對工藝過程中會產(chǎn)生含硅和含碳的聚合物，在本發(fā)明的工藝中加入含氟氣體是因為含氟氣體能與硅的化合物發(fā)生如下反應(yīng)，而氧氣可與碳的化合物發(fā)生反應(yīng)，這樣就能夠很好的將腔室內(nèi)部聚焦環(huán)等部件進行聚合物的去除，并能起到去除顆粒的作用。具體反應(yīng)式如下Si+4F—SiF"g)tC+xF—CFx(g)TC+xO—COorC02(g)T釆用本發(fā)明的工藝方法，無需中間添加干法清洗步驟，將干法清洗和暖機工藝進行了合并組合，減少了步驟，一般來說，所述的七步驟為一套暖機工藝的完整流程，需要對此工藝進行重復(fù)操作，重復(fù)操作的次數(shù)取決于腔室的狀態(tài)(腔室之前的工藝條件，空閑的時間等)。當(dāng)工藝轉(zhuǎn)換時，腔室空閑10小時以上，釆用刻蝕10片硅片；當(dāng)空閑5IO小時，釆用刻蝕510片硅片；當(dāng)空閑5小時以下，釆用刻蝕25片珪片。本發(fā)明所述的解決半導(dǎo)體硅刻蝕工藝偏移的方法，在現(xiàn)有的暖機工藝和干法清洗工藝的基礎(chǔ)上，進行了改進，將兩個工藝段進行了結(jié)合，節(jié)省了步驟，提高產(chǎn)率和良率，并且解決了腔室切換工藝時刻蝕工藝漂移的問題。圖l為采用現(xiàn)有方法當(dāng)工藝改變時對多晶硅刻蝕速率的工藝漂移曲線；圖2為工藝漂移導(dǎo)致刻蝕線條不好的效果圖；圖3為采用本發(fā)明方法當(dāng)工藝改變時對多晶硅刻蝕速率工藝漂移曲線；圖4為釆用本發(fā)明的方法轉(zhuǎn)換工藝后的刻蝕效果。具體實施方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例l本例使用的設(shè)備是北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心的180nm硅片刻蝕機。當(dāng)刻蝕設(shè)備需要更換工藝時，采用暖機工藝和干法清洗相結(jié)合的工藝，對腔室進行處理，具體步驟如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>生漂移(圖3)。并可見刻蝕后的硅柵線條有比較好的截面形貌(圖4)。并且這種工藝結(jié)合了現(xiàn)有的暖機工藝和干法清洗工藝，還能起到提高產(chǎn)率的目的。實施例2基本步驟同實施例l，不同的是具體工藝條件如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>工藝轉(zhuǎn)換時，腔室空閑5小時，釆用刻蝕5片硅片，刻蝕l片重復(fù)一次上述步驟，便可實現(xiàn)暖機的目的。實施例3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>工藝轉(zhuǎn)換時，腔室空閑20小時，采用刻蝕10片硅片，刻蝕l片重復(fù)一次上述步驟，便可實現(xiàn)暖機的目的。實施例4腔室壓力源電極功率下電極功率工藝氣體流量(sccm)時間Stepl40mT750wOw180SF6/300230sStep260mT650wOw250024sStep320mT850wOw2000220sStep410mtOwOw6OCH415sStep512mt350w90w6OCH415sStep630mTOwOw10Cl2/200HBr/15Ar0215sStep7OmT350w60w20Cl2/200HBr/15HeO250s工藝轉(zhuǎn)換時，腔室空閑3小時，采用刻蝕4片硅片，刻蝕l片重復(fù)一次上述步驟，便可實現(xiàn)暖機的目的。實施例S腔室壓力源電極功率下電極功率工藝氣體流量(sccm)時間Stepl60mT850wOw160SF6/250235sStep290mT750wOw210023sStep315mT750wOw2200220sStep412mtOwOw70CH413sStep515mt280w50w50CH48sStep610mTOwOw30Cl2/160HBr/13HeO27sStep730mT250w90w30Cl2/150HBr/8HeO260s工藝轉(zhuǎn)換時，腔室空閑8小時，采用刻蝕8片硅片，刻蝕l片重復(fù)一次上述步驟，便可實現(xiàn)暖機的目的。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。權(quán)利要求1.一種解決半導(dǎo)體硅刻蝕工藝偏移的方法，其特征在于包括如下步驟第一步，控制腔室壓力在40～90mT；源電極的功率控制在650～900w；通入含氟氣體，流量在150～200sccm；通入氧氣，流量采用15～30sccm；刻蝕時間20～40s；第二步，控制腔室壓力在40～90mT；源電極的功率控制在650～900w；通入氧氣，流量采用180～250sccm；刻蝕時間3～5s；第三步，控制腔室壓力在15～30mT；源電極的功率控制在650～900w；通入氧氣，流量采用180～250sccm；刻蝕時間15～30s；第四步，控制腔室壓力在0～15mT；通入甲烷氣體，流量在30～80sccm；刻蝕時間5～15s；第五步，控制腔室壓力在0～15mT；源電極功率控制在250～350w；下電極功率控制在30～90w；通入甲烷氣體，流量在30～80sccm；刻蝕時間5～15s；第六步，控制腔室壓力在0～30mT；通入氯氣，流量在5～30sccm；通入含溴氣體，流量在150～200sccm；通入惰性氣體，流量在5～15sccm；刻蝕時間5～15s；第七步，控制腔室壓力在0～30mT；源電極功率控制在250～350w；下電極功率控制在30～90w；通入氯氣，流量在5～30sccm；通入含溴氣體，流量在150～200sccm；通入惰性氣體，流量在5～15sccm；刻蝕時間40～80s；重復(fù)循環(huán)上述步驟至少兩次。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于包括如下步驟第一步，控制腔室壓力在6080mT;源電極的功率控制在750~850w;通入含氟氣體，流量在160180sccm;通入氧氣，流量采用15~25sccm;刻蝕時間3035s;第二步，控制腔室壓力在6080mT;源電極的功率控制在750~850w;通入氧氣，流量采用180210sccm;刻蝕時間35s;第三步，控制腔室壓力在1520mT;源電極的功率控制在750~850w;通入氧氣，流量采用200220sccm;刻蝕時間2030s;第四步，控制腔室壓力在1015mT;通入甲烷氣體，流量在30~50sccm;刻蝕時間813s;第五步，控制腔室壓力在1015mT;源電極功率控制在300350w;下電極功率控制在3050w;通入甲烷氣體，流量在30~50sccm;刻蝕時間8~13s;第六步，控制腔室壓力在10-20mT;通入氯氣，流量在10~15sccm;通入含溴氣體，流量在150~200sccm;通入惰性氣體，流量在1015sccm;刻蝕時間1015s;第七步，控制腔室壓力在1020mT;源電極功率控制在250350w;下電極功率控制在3090w;通入氯氣，流量在530sccm;通入含溴氣體HBr,流量在180-200sccm;通入惰性氣體，流量在10~15sccm;刻蝕時間4050s;重復(fù)循環(huán)上述步驟至少兩次。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于當(dāng)轉(zhuǎn)換成多晶硅的刻蝕工藝時，硅片為多晶硅的空白片；當(dāng)轉(zhuǎn)換成鎢柵的刻蝕工藝時,則硅片為硅化鎢的空白片。4.根據(jù)權(quán)利要求13任意一項所述的方法，其特征在于當(dāng)工藝轉(zhuǎn)換時，腔室空閑10小時以上，采用刻蝕10片硅片；當(dāng)空閑510小時，采用刻蝕510片硅片；當(dāng)空閑5小時以下，釆用刻蝕25片硅片。5.根據(jù)權(quán)利要求l-4任意一項所述方法，其特征在于所述的含氟氣體為SF6或CF4，所述的惰性氣體為He、Ne或Ar。全文摘要本發(fā)明提供了一種解決半導(dǎo)體硅刻蝕工藝偏移的方法，該方法采用七步驟通過反應(yīng)氣體對至少兩片硅片進行刻蝕，其能夠很好的將腔室內(nèi)部聚焦環(huán)等部件進行聚合物的去除，并能起到去除顆粒的作用。該方法是將暖機工藝和干法清洗工藝進行了結(jié)合，節(jié)省了步驟，提高產(chǎn)率和良率，并且解決了腔室切換工藝時刻蝕工藝漂移的問題。文檔編號H01L21/3065GK101217114SQ20071006323公開日2008年7月9日申請日期2007年1月4日優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日發(fā)明者娜王申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司