[发明专利]硅片刻蚀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体硅片加工工艺，尤其涉及一种硅片刻蚀的方法。

背景技术

目前在半导体工艺制造中，元器件的特征尺寸越来越小，所以，相应的对半导体的工艺要求也越来越高，其中，对工艺过程中的颗粒(particle)的控制是控制期间成品率很关键的一个因素。

在多晶硅栅极刻蚀工艺中，一般包括以下三个步骤：BT(Break through)步，即初刻蚀，其主要作用是去除表面的自然的氧化层；ME(main etch)步，即主刻蚀，其作用是刻蚀多晶硅，形成线条；OE(Over etch)步，即过刻蚀，其作用是刻蚀掉残余的多晶硅。

现有技术中一般是在刻蚀工艺前对硅片进行湿法清洗。但现有技术不能对工艺过程中产生的颗粒进行清除。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅片刻蚀的方法，该方法能有效清除刻蚀工艺过程中产生的颗粒。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的硅片刻蚀的方法，包括硅片刻蚀步，所述硅片刻蚀步之后还包括除去颗粒步，所述颗粒为硅片刻蚀过程产生的副产物，吸附在刻蚀腔室的内壁或硅片表面上，所述除去颗粒步包括步骤：

A、向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面；

B、向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走；

所述步骤A中所用的工艺气体包括He气和/或Ar气。

所述射频源的功率为50～800W，所述的等离子体包括He⁺和/或Ar⁺及电子。

所述工艺气体的总流量为10～100sccm；

所述工艺气体的压力为5～12mT；

反应时间为2～30s。

所述步骤B中所用的工艺气体包括He气和/或Ar气，还包括N₂气。

所述工艺气体中，He气和/或Ar气的总流量为10～300sccm，N₂气的流量为5～300sccm；

所述工艺气体的压力为0～5mT；

供气时间为5～30s。

所述颗粒包括以下至少一种物质：

SiBr³⁺的聚合物、SiBr₂²⁺的聚合物、SiBr³⁺的聚合物、光阻的聚合物。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的硅片刻蚀的方法，由于硅片刻蚀步之后还包括除去颗粒步，首先向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面；然后向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走。能有效清除刻蚀工艺过程中产生的颗粒。

适用与对各种半导体硅片的刻蚀，尤其适用于对多晶硅栅极的刻蚀。

具体实施方式

本发明硅片刻蚀的方法较佳的具体实施方式是，包括硅片刻蚀步、除去颗粒步。

所述硅片刻蚀步完成对硅片的刻蚀工艺，所述颗粒为硅片刻蚀过程产生的副产物，吸附在刻蚀腔室的内壁或硅片表面上，所述颗粒主要包括等离子体SiBr³⁺、SiBr₂²⁺、SiBr³⁺等的聚合物，或光阻的聚合物。

所述除去颗粒步的主要目的就是除去上述的这些颗粒，具体包括步骤：

步骤1、向刻蚀腔室中通入工艺气体，通过射频源将工艺气体电离成等离子体，等离子体轰击所述颗粒，使其脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面。这一步的目的是将颗粒激活成为气化状态。

步骤2、向刻蚀腔室中通入工艺气体，将脱离刻蚀腔室内壁或硅片表面的颗粒带走。

上述步骤1中所用的工艺气体包括He气或Ar气，或二者的混合气体。所述射频源的功率为50～800W，射频源将工艺气体电离成为等离子体，主要包括He⁺离子、Ar⁺离子及电子，这些等离子体实现对颗粒的轰击、气化。

这一过程中的主要的优选工艺参数为：

工艺气体的总流量为10～100sccm，可以为10、18、32、45、55、68、83、100sccm等优选流量，其中He气的流量可以为0～100sccm，Ar气的流量可以为0～100sccm；

工艺气体的压力为5～12mT，可以是5、8、10、12mT等优选压力；