[發明專利]用于處理倒角邊緣的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080053879.6
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102640267A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 杰克·陳;金潤祥
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本發明涉及半導體器件的成形。更特別地，本發明涉及用于在半導體器件成形過程中處理襯底的倒角（bevel）邊緣的方法和裝置。

背景技術

在處理例如諸如平板顯示器制造中使用的半導體晶片或玻璃板的襯底時，通常采用等離子體。多個印模（die）或分割的矩形區域形成在襯底上，各個印模或分隔的矩形區域將變成集成電路。通過材料沉積且被選擇性去除的一系列步驟來處理襯底。通常，這種襯底在刻蝕之前覆有硬化乳劑薄膜（諸如光致抗蝕劑掩模）。然后，選擇性地去除硬化乳劑的區域，使得下伏層的部分露出。然后，將襯底放置在等離子體處理腔室中的襯底支撐結構上。然后，將一組適當的等離子體氣體導入腔室中，并且產生等離子體以刻蝕襯底的暴露區域。

在刻蝕處理過程中，在襯底邊緣（倒角邊緣）附近的上下表面上通常形成例如由碳（C）、氧（O）、氮（N）、氟（F）等組成的聚合物之類的刻蝕副產物。刻蝕等離子體密度通常在襯底邊緣附近較低，這使得在倒角邊緣的上下表面上積聚了聚合物副產物。通常，在襯底邊緣附近，例如在距倒角邊緣大約5mm至大約15mm之間，不存在印模。然而，隨著由于多種不同的刻蝕處理而使得連續的副產物聚合物層沉積在倒角邊緣的上下表面上，在后續的工藝制程步驟過程中通常具有強力且具有黏合力的有機結合劑將最終弱化。這樣，形成在倒角邊緣上的聚合物層隨后將在諸如襯底表面的濕法清潔等后處理過程中脫落或剝落，通常脫落或剝落到襯底的另一位置上，從而可能會由于顆粒問題而影響器件的產量。

諸如SiN和SiO₂的介電膜和諸如Al和Cu等金屬膜也能夠沉積在倒角邊緣（包括上下表面）上并且不會在刻蝕工藝制程期間被去除。這些膜也能夠在隨后的工藝制程步驟過程中積聚并且剝落，并且影響器件產量。

因此，沉積膜終止（terminate）且與下伏層材料重疊的晶片邊緣已經確定為主要的缺陷源。如果制造商為了增加晶片上印模的數量而試圖減少邊緣的去除（exclusion），則問題加劇。盡管邊緣缺陷對于相鄰印模具有最大的影響，來自邊緣缺陷的材料會在晶片的任意點處損壞印模。

發明內容

為了實現上述并且依照本發明的目的，提供一種用于處理襯底的方法。襯底放置在倒角處理腔室中，并且提供約束在倒角處理腔室的周邊區域中的鈍化等離子體。此處，鈍化等離子體是指具有能夠形成或沉積鈍化層的沉積化學性質的等離子體。可以通過使使能形成鈍化層的可被稱為鈍化氣體的氣體流到周邊區域、由所述氣體產生等離子體并且將鈍化等離子體約束到周邊區域來提供鈍化等離子體。利用等離子體，鈍化層僅形成在襯底上的倒角區域周圍。然后，鈍化等離子體被停止。鈍化層可以為聚合物膜或無機膜。

在本發明的一個方案中，倒角處理腔室可以包括：容納襯底的襯底支撐件，所述襯底支撐件具有比所述襯底的直徑小的直徑；下邊緣電極，其圍繞所述襯底支撐件并且與所述襯底支撐件電隔離；氣體分布板，其與所述襯底支撐件相對；以及上邊緣電極，其與所述下邊緣電極相對，所述上邊緣電極圍繞所述氣體分布板并且與所述氣體分布板電隔離。

在倒角處理腔室中，能夠通過控制氣體分布板和面向分布板的襯底表面之間的距離來控制鈍化等離子體約束的位置。通過提供RF功率可以在下邊緣電極和上邊緣電極之間產生鈍化等離子體。

具有鈍化層的襯底可經受一種或多種后續工藝制程，在處理期間襯底的倒角邊緣區域受鈍化層保護。可在后續工藝制程之后去除鈍化層。

在本發明的一個表現中，在襯底上形成鈍化層并且鈍化等離子體被停止之后，通過增強等離子體約束在處理腔室的更向外的周邊區域（稱之為外周邊區域）中形成圖案化等離子體；使得在距襯底中心更遠的外周邊區域中形成圖案化等離子體。可通過使圖案化氣體流到外周邊區域、通過該圖案化氣體產生圖案化等離子體、并且將該圖案化等離子體約束到外周邊區域來提供圖案化等離子體。利用圖案化等離子體，通過去除倒角區域的外邊緣部上的鈍化層同時保持倒角區域的內部上的鈍化層，使鈍化層在腔室中原位圖案化。然后，圖案化等離子體被停止。利用圖案化的鈍化層作為保護掩膜來清潔襯底的倒角邊緣。然后，去除其余的鈍化層。

在倒角處理腔室中，可通過減小氣體分布板和面向分布板的襯底表面之間的距離或者通過增大氣體分布板或約束環的直徑來增強外周邊區域的等離子體約束。可以通過提供RF功率而在下邊緣電極和上邊緣電極之間產生圖案化等離子體。

將鈍化層圖案化可以在外邊緣部中暴露鈍化層下面的下伏層，并且可以在倒角邊緣清潔過程中從外邊緣部中去除暴露的下伏層。下伏層可由氧化膜制成或出自缺陷引發層。