[发明专利]一种反应离子蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体蚀刻工艺，尤其涉及一种反应离子蚀刻方法。

背景技术

目前，整个集成电路制造技术向着高集成度、小特征尺寸(CD)的方向发展。而蚀刻是决定特征尺寸的核心工艺技术之一。

目前流行的典型设备为反应离子蚀刻(RIE-Reactive Ion Etch)系统，它已被广泛应用于微处理器(CPU)、存储(DRAM)和各种逻辑电路的制造中。其分类按照蚀刻的材料分为介电材料蚀刻(Dielectric Etch)、多晶硅蚀刻(Poly-silicon Etch)和金属蚀刻(Metal Etch)。

典型的蚀刻系统结构主要分为传输模块(Transfer Module)、工艺模块(Process Module)等。工艺模块是整个系统的核心，蚀刻工艺就在工艺模块中完成。一个机台可以带2-4个工艺模块，工艺模块包括反应腔、真空及压力控制系统、射频(RF)系统、静电吸盘和晶圆温度控制系统、气体流量控制系统以及蚀刻终点检测系统等。传输模块是完成晶圆从晶圆盒到工艺模块的传输，保证晶圆被放置在工艺模块的静电吸盘中心。传送模块将晶圆传送到静电吸盘中心，开启气体流量控制系统充入蚀刻气体至反应腔，然后施加直流高压及射频，使蚀刻气体在射频作用下产生辉光放电，使蚀刻气体或原子发生电离，形成等离子体；在射频所产生的电场作用下带负电的自由电子因质量小，运动速度快，很快到达阴极；而正离子则由于质量大，速度慢不能在相同的时间内到达阴极，从而使阴极附近形成了带负电的鞘层电压。同时由于反应腔的工作气压使正离子在阴极附近得到非常有效的加速，垂直轰击放置于阴极表面的晶圆从而达到蚀刻的目的。

正如上述，现有技术是先施加直流高压使晶圆牢固地吸附在静电吸盘上，再充入晶背冷却气，当直流高压稳定后，再加上射频形成等离子体。然而，当直流高压一施加，反应腔内壁上残留的一些微尘就会在直流高压的作用下附着在晶圆表面，这些微尘会遮蔽晶圆上通过前面显影等制程形成的图形，在蚀刻的过程中，这些被微尘遮蔽的晶圆表面不会被蚀刻，影响晶圆蚀刻的良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应离子蚀刻方法，其可以有效提高晶圆的良率。

为实现上述目的，本发明提供一种反应离子蚀刻方法，该蚀刻在反应腔内进行，反应腔内包括承载晶圆的静电吸盘；其中，该方法包括如下步骤：a.充入蚀刻气体至反应腔；b.施加射频，在射频的作用下，蚀刻气体形成等离子体；c.施加直流高压，直流高压的作用使晶圆牢固地吸附在静电吸盘上；所述的步骤b施加射频后间隔一定时间段后再执行步骤c。步骤b中射频作用产生悬浮于晶圆上方等离子体，并使反应腔内的微尘被包容在等离子内。

与现有技术相比，本发明有效防止了晶圆表面的图形被反应腔内壁的微尘覆盖，有效降低了晶圆缺陷发生率，从而提高了晶圆蚀刻的良率。

附图说明

通过以下对本发明的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为本发明反应离子蚀刻系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明主要提供一种新的反应离子蚀刻方法。蚀刻在反应腔内进行，反应腔内包括设有承载晶圆的静电吸盘，蚀刻是在真空状态下对通入反应腔1的蚀刻气体施加射频，使蚀刻气体解离并在直流高压的作用蚀刻晶圆5表面。

首先将晶圆5传送到静电吸盘3中心，开启气体流量控制系统(未图示)充入蚀刻气体至反应腔1，然后施加射频；间隔一定时间段后再施加直流高压，当直流高压施加稳定后再充入晶背冷却气，达到冷却晶圆的作用，使蚀刻气体解离并在电极的作用下加速撞击晶圆5表面从而达到蚀刻的目的。从图1中可以看出，射频，直流高压和晶背冷却气是依次顺序开启的。在本发明较佳实施例中，开启射频与开启直流高压之间间隔的时间段在1s到20s之间。

本发明提供的方法是先施加射频，射频作用产生悬浮于晶圆5上方等离子体，由于等离子体中带电粒子(电子，正离子)不断运动，使得反应腔1内微尘吸附电荷，促使带电微尘悬浮于等离子内，然后再施加直流高压，就不会由于加入直流高压产生电场使微尘吸附于晶圆5表面，同时直流高压产生的电场使晶圆5更加牢固地吸附在静电吸盘3上。

本发明提到新的蚀刻方法中，是采取先施加射频再施加直流高压的工艺，有效防止了晶圆5表面的图形被反应腔1内壁的微尘覆盖，有效降低了晶圆5缺陷发生率，从而提高了晶圆5蚀刻的良率。