[发明专利]一种半导体集成电路用硅晶片刻蚀方法

说明书

本发明属于半导体工艺技术领域，具体的说是一种半导体集成电路用硅晶片刻蚀方法，该刻蚀方法采用了刻蚀设备，该刻蚀设备包括刻蚀箱、端盖、固定座、激励线圈、偏压提供装置、盛放单元和转动单元，刻蚀箱为无盖圆筒型，端盖放置在刻蚀箱的顶部，固定座安装在刻蚀箱的内壁上；激励线圈用于将刻蚀气体激发成等离子体；偏压提供装置用于向硅晶片施加偏压，盛放单元用于盛放待刻蚀的硅晶片；转动单元用于带动刻蚀箱内部的盛放单元转动，需要对硅晶片进行刻蚀时，将其放入盛放单元中，向刻蚀箱内部通入刻蚀气体，使硅晶片在激励线圈和偏压提供装置的作用下进行刻蚀，该方法可及时避免刻蚀产物对硅晶片造成覆盖而致其刻蚀不充分，提高刻蚀效率。

技术领域

本发明属于半导体工艺技术领域，具体的说是一种半导体集成电路用硅晶片刻蚀方法。

背景技术

硅晶片又称晶圆片，是由硅锭加工而成的，通过专门的工艺可以在硅晶片上刻蚀出数以百万计的晶体管，被广泛应用于半导体集成电路的制造。硅晶片是生产半导体集成电路的主要原材料。半导体硅晶片通常由高纯度的多晶硅锭釆用查克洛斯法CZ Method为主拉成不同电阻率的硅单晶锭，然后经过晶体定向→外圆滚磨→加工主、副参考面→切片→倒角→热处理→研磨→化学腐蚀→抛光→清洗→检测→包装等工序制造而成。其中化学腐蚀工序又被称作刻蚀工序，刻蚀就是利用化学或物理方法有选择地从硅晶片表面去除不需要的材料的过程。在半导体集成电路制造过程中有两种基本的刻蚀工艺，干法刻蚀和湿法刻蚀。其中干法刻蚀是把硅片表面暴露于产生等离子体的气体中，等离子体与硅片发生物理或化学反应，从而去除暴露的表面材料。

集成电路生产厂家多是采用等离子刻蚀机对各种晶片进行刻蚀加工,等离子刻蚀机也是干法刻蚀的一种，其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。在硅晶片的刻蚀过程中，会形成气体反应产物，当刻蚀温度达不到气体产物沸点的时候，气体反应产物便会残留在硅晶片的表面，阻碍了硅晶片与刻蚀气体的接触，导致刻蚀不充分，刻蚀效果差。

鉴于此，本发明所述的一种半导体集成电路用硅晶片刻蚀方法，在刻蚀过程中，通过设置刻蚀装置中的空心电机和抽吸泵将气体刻蚀产物从刻蚀箱内部抽出，使硅晶片与刻蚀气体充分接触，被在激励线圈的作用下刻蚀气体电离出的离子充分电离，提高刻蚀效果和刻蚀效率。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种半导体集成电路用硅晶片刻蚀方法，本发明通过设置刻蚀设备中的盛放单元的放置板盛放待刻蚀的硅晶片，使其在激励线圈的作用下实现刻蚀，同时通过设置转动单元中的抽吸泵将气体刻蚀产物抽出使硅晶片与刻蚀气体充分接触，防止刻蚀气体产物残留在硅晶片表面而造成硅晶片与刻蚀气体接触不充分的情况，提高硅晶片的刻蚀效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种半导体集成电路用硅晶片刻蚀方法，该刻蚀方法采用如下刻蚀设备，该刻蚀设备包括刻蚀箱、端盖、固定座、激励线圈、偏压提供装置、盛放单元和转动单元，所述刻蚀箱为无盖圆筒型，刻蚀箱中心轴线竖直放置，刻蚀箱内部底层中心开设气体出口和一号圆环形凹槽，一号圆环形凹槽位于气体出口的外侧，气体出口用于刻蚀箱内部刻蚀的气体产物的流出；所述端盖放置在刻蚀箱的顶部，端盖为圆盘型，端盖的中心开设气体注入口，气体注入口用于向刻蚀箱内部通入刻蚀气体；所述固定座为圆环形，固定座水平安装在刻蚀箱的内壁上；所述激励线圈安装在刻蚀箱的外壁上，激励线圈用于将刻蚀箱内部的刻蚀气体激发成等离子体；所述偏压提供装置设置在刻蚀箱的内部，偏压提供装置用于向刻蚀箱内部的硅晶片施加偏压；所述盛放单元设置在刻蚀箱内部中心，盛放单元用于盛放待刻蚀的硅晶片；所述转动单元设置在刻蚀箱的外部底层，转动单元用于带动刻蚀箱内部的盛放单元转动，以加快刻蚀的进程和提高刻蚀的效果。当需要对硅晶片进行刻蚀时，先将端盖从刻蚀箱顶部取走，将待刻蚀的硅晶片放入盛放单元中，盖上端盖，通过端盖的中心的气体注入口向刻蚀箱内部通入刻蚀气体，打开控制开关使激励线圈和偏压提供装置工作，刻蚀箱内部的刻蚀工作开始进行；

该硅晶片刻蚀方法包括如下步骤：