[发明专利]刻蚀工艺用的挡片及防止挡片跳片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刻蚀工艺用的挡片，本发明还涉及一种刻蚀工艺中防止挡 片跳片的方法。

背景技术

如图1所示，在半导体刻蚀工艺中，为了减少刻蚀反应室内聚合物的积累 对刻蚀制程带来的影响，在进行刻蚀之前，都要用挡片进行暖机。电路模块的 高压回路能够在刻蚀工艺中使静电吸附盘吸附住挡片(晶圆)，而在刻蚀工艺完 成后释放晶圆表面的电子e⁺。将挡片进行重复性测试的步骤为：挡片进入主刻 蚀反应室内暖机；挡片进入自对准腔体内自对准；挡片进入主刻蚀反应室内暖 机......如此反复。

如图2所示，曲线1为现有的刻蚀工艺中暖机次数和晶圆的直流偏压的关 系曲线，随着暖机次数的增加直流偏压极速降低，说明晶圆对电子的束缚能力 降低，即电阻率降低；曲线2为刻蚀工艺中暖机次数和刻蚀后晶圆的偏移量的 关系曲线，随着机台的老化，随着暖机次数的增加暖机膜层厚度的减少，晶圆 的偏移量急剧增大，偏移范围为35mm。由于每一次刻蚀都会减少晶圆表面暖机 膜层的厚度，当第8次刻蚀后，晶圆表面暖机膜层已经被刻蚀完，直流偏压急 速降低，因此会频繁发生挡片在刻蚀反应室内跳片的现象，这将导致之后在自 对准腔体内出现挡片的自对准失败，严重影响了大规模生产的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种刻蚀工艺用的挡片，它可以防止刻 蚀工艺中发生跳片现象。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种刻蚀工艺用的挡片，包括晶圆 衬底及其上的暖机膜层，所述晶圆衬底下具有一层防止跳片的绝缘膜层。

本发明还提供了一种防止挡片跳片的方法，所述挡片包括晶圆衬底及其上 的暖机膜层，该方法包括在所述挡片的晶圆衬底底部生长一层防止跳片的绝缘 膜层。

本发明具有以下优点：可以增加挡片的等效电阻，以此来削弱挡片在放电 时的振动，由此可以有效减小跳片的几率；本发明增加绝缘膜层也增加了挡片 的重量，可以减小振动的强度；另外绝缘层可反复使用，具有成本低的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是在进行刻蚀之前用挡片进行暖机的原理示意图；

图2是现有挡片在刻蚀工艺中暖机次数、刻蚀后晶圆的偏移量、及晶圆的 直流偏压之间的关系图；

图3是本发明的挡片在刻蚀工艺中暖机次数、刻蚀后晶圆的偏移量、及晶 圆的直流偏压之间的关系图。

具体实施方式

为了减少刻蚀工艺中跳片的几率，本发明提出以下的物理模型来解释跳片 的过程并以此提出解决方案：

1.跳片发生在静电吸附盘对晶圆表面电子进行放电的过程中；

2.在晶圆表面电子放电的过程中，晶圆会发生振动，放电速度越快，振动 越强烈；

3.放电速度的快慢与挡片的等效电阻有关，电阻越大，放电速度越慢；

4.增加挡片的重量可以减小振动的强度。

基于以上物理模型，本发明的解决原理为：增加挡片的等效电阻，以此来 削弱挡片在放电时的振动，由此可以减小跳片的几率。

本发明的防止挡片跳片的方法即在挡片的晶圆衬底底部生长一层防止跳片 的绝缘膜层。根据上述方法得到的刻蚀工艺用的挡片，除包括晶圆衬底及其上 的暖机膜层外，其晶圆衬底下具有一层防止跳片的绝缘膜层。由于绝缘膜层具 有较高的电阻率，且具有一定的厚度，一方面可以提高整片晶圆的等效电阻， 另一方面也可以增加晶圆的重量，由此达到防止跳片发生的目的。

其中，暖机膜层可以采用光刻胶、氧化硅或氮化硅。

优选地，绝缘膜层的厚度为500nm～1000nm。

进一步地，绝缘膜层应当采用高电阻介质，其电阻率范围为10e6Ωcm～ 10e7Ωcm，例如氧化硅。

如图3所示，曲线1为采用本发明之后刻蚀工艺中暖机次数和晶圆的直流 偏压的关系曲线，与图2中的关系曲线相比其幅度明显变得平缓稳定，说明背 面使用高电阻率的膜层后可以增大晶圆对电子的束缚能力；曲线2为刻蚀工艺 中暖机次数和刻蚀后晶圆的偏移量的关系曲线，晶圆的偏移量随着暖机次数缓 慢上升，说明背面使用高电阻率的膜层后，可以有效减小挡片的偏移量。