[发明专利]改进基底中斜面蚀刻重复性的装置和方法

说明书

背景技术

在半导体产品制造中，通过连续的沉积，蚀刻，以及抛光各层来加工基底(例如，半导体晶片)以生成半导体器件。等离子体，更具体而言，增强等离子体蚀刻和沉积经常用于这些加工步骤中。

一般来说，工艺工程师力求尽可能多的使用基底上的可用面积来制造半导体器件。由于工艺限制和其他因素，通常在基底的外缘有环形区域，在此处器件的形成认为不可靠，因此通常不试图在此处形成器件。因为加工倾向于集中在基底的内部区域，所以有机和无机材料微粒的沉积往往发生在上述环形边缘区域附近。如果沉积通过连续的加工步骤没有被去除，一些沉积的材料可能会剥落并且污染等离子体加工室和/或基底本身的内部区域。这种污染通常导致较低的基底器件产量并且可高达几个百分点。

为了减小和/或最小化在这个环形边缘区域中的沉积材料剥落和较低器件产量的可能性，工艺工程师在器件成型加工步骤之间插入一个或一个以上的斜面(bevel)蚀刻步骤。在常见的斜面蚀刻步骤中，基底的器件成型区域不采用等离子体加工。相反，使用斜面蚀刻设备在基底边缘附近形成环形等离子体以便蚀刻掉一些在基底外缘处累积的材料。通过将一个或一个以上的斜面蚀刻步骤插入到器件制造过程中，抑制了在前述的环形边缘区域的累积沉积物的过度堆积。因此，在基底环形边缘区域中的一些累积沉积物会剥落的可能性大大降低，进而导致器件产量的增加。

正如大多数围绕半导体产品制造的技术领域一样，需要在斜面蚀刻领域不断创新和改善，以适应蚀刻特征尺寸的不断变小和基底的不断变大，这导致对蚀刻工艺窗口提出了更高的要求。本发明的一个目的是改进在半导体器件制造中的斜面蚀刻工艺。

附图说明

本发明在随附附图的图形中是以实例的方式说明，但并不是以限制的方式说明，在附图中类似的参考数字表示相似的元素，并且其中：

图1A和图1B所示为样品基底斜面边缘轮廓图。

图2为根据本发明的实施方式所示的斜面边缘轮廓检测装置。

图3A和图3B为根据本发明一个或一个以上实施方式所示的表征基底斜面边缘侧面轮廓的特征技术。

图4A和图4B为根据本发明的实施方式所示的另一斜面轮廓检测装置。

图5为根据本发明的实施方式所示的另一斜面边缘轮廓检测装置。

图6为根据本发明的实施方式所示的改进基底中斜面蚀刻重复性的方法。

具体实施方式

现在将根据附图中图解的本发明的一些实施方式详细描述本发明。在下面的描述中，陈述了许多特定细节以提供对于本发明的全面理解。然而，对本领域技术人员显而易见的，本发明可在没有这些特定细节的部分或全部的情况下实行。在其他情况下，对众所周知的加工步骤和/或结构未做详细描述，以免不必要地模糊本发明。

下文描述了各种实施方式，包括方法和技术。应牢记，本发明也可涉及制品，该制品包括计算机可读介质，用于执行本发明技术的实施方式的计算机可读指令存储在其上。计算机可读介质可包括，例如半导体，磁的，光磁的，光的或其他形式的用于存数计算机可读编码的计算机可读介质。进一步，本发明还可涉及实行本发明实施方式的设备。这种设备可包括专用的和/或可编程的电路，以执行与本发明实施方式有关的任务。这种设备的实例包括通用目的计算机和/或当适当程序化时的专用计算设备，以及可包括适于执行与本发明实施方式有关的各种任务的计算机/计算设备和专用/可编程电路的组合。

本发明的实施方式涉及改进基底中斜面蚀刻重复性而不管前斜面(pre-bevel)蚀刻基底的变化程度如何的方法和设备。在本发明方面，发明人认识到使改进斜面蚀刻重复性的尝试趋向复杂化的因素与前斜面蚀刻基底可能有关于斜面边缘轮廓方面的差异的事实有关。例如，参照图1A和图1B，可以看到相较于基底150朝向边缘的更为锥形化的斜面边缘轮廓，基底100有较为方形的斜面边缘轮廓。

当在基底100和基底150上实施斜面蚀刻时，如果斜面蚀刻方法保持不变，在位置102处的斜面蚀刻率小于位置152处的斜面蚀刻率，位置102在与边缘104相距d1处，位置152也在与边缘154相距d1处。这是因为围绕在基底100外缘的环形或圆环形等离子体云或其反应副产物相较于基底150的情况能够较少的穿透基底100的中心。结果，相较于从基底150的位置152去除的沉积材料量，从基底100的位置102蚀刻或去除的沉积材料较少。