[發明專利]消除深硅刻蝕中晶圓邊緣硅柱缺陷的方法

在審

• 申請號: 201710734054.4
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107591322A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 孫孝翔;熊磊
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;B81C1/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 戴廣志

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是指一種消除深硅刻蝕中晶圓邊緣硅柱缺陷的方法。

背景技術

深硅刻蝕工藝在硅上深溝槽、TSV及等離子體切割等工藝中都有廣泛的應用。在硅片上形成具有垂直側壁的高深寬比的溝槽結構是制備先進MEMS器件的關鍵工藝，其各向異性刻蝕要求非常嚴格。高深寬比的干法刻蝕技術以其刻蝕速率快、各向異性較強、污染少等優點脫穎而出，成為MEMS器件加工的關鍵技術之一。由于深硅刻蝕的工藝特點，導致在刻蝕后容易產生硅柱缺陷，即在硅片邊緣產生柱狀的硅顆粒。這種硅柱缺陷容易斷裂散落，對于濕法等后續制程來說是一種顆粒污染源。

對于晶圓面內的硅柱缺陷可以通過調節深硅刻蝕工藝參數來消除，例如傳統工藝流程需要在深硅刻蝕機臺配置晶圓邊緣保護環，如圖1所示，顯示了在無保護環及有保護環的情況下的等離子體刻蝕情況。機臺在未配置保護環時，晶圓邊緣區域的硅柱缺陷由于位置所限，刻蝕氣體產生的等離子體密度分布不均，硅柱缺陷的產生很難避免，通常需要額外生長介質層或涂布光刻膠來保護晶圓邊緣區域。如圖2所示，是晶圓表面柱狀缺陷的顯微圖，圖中顯示有密集的柱狀缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種消除深硅刻蝕中晶圓邊緣硅柱缺陷的方法，通過這種方法處理晶圓后，可以消除晶圓邊緣的硅柱缺陷，滿足后續濕法等制程對于控制顆粒缺陷的要求。

為解決上述問題，本發明所述的消除深硅刻蝕中晶圓邊緣硅柱缺陷的方法，是在深硅刻蝕完成后，以SF₆或其他氟基氣體進行硅干法刻蝕，刻蝕量為硅柱缺陷的側向厚度，以完全消除硅柱缺陷。

進一步地，為了減少刻蝕對晶圓內正常圖形的影響，該氟基氣體的干法刻蝕采用偏向各向同性的刻蝕，以減少刻蝕量。

進一步地，硅干法刻蝕量為硅柱缺陷的側向厚度，即平行于硅平面方向上的厚度，典型的硅柱缺陷側向厚度尺寸為

進一步地，所述刻蝕是直接在深硅刻蝕后進行，或者是在后續的介質層刻蝕或灰化去膠過程中通過SF₆一類的氟基氣體刻蝕來實現。

本方法在深硅刻蝕完成后，追加一步以SF₆等氟基氣體的硅干法刻蝕，刻蝕量為硅柱缺陷的側向厚度，以完全消除硅柱缺陷。為了減少該刻蝕對晶圓內正常圖形的影響，該刻蝕可以偏向各向同性刻蝕，以減少刻蝕量。本方法可以在沒有配置晶圓邊緣保護環的深硅刻蝕機臺上實現，同時也無需通過額外生長介質層或涂布光刻膠來保護晶圓邊緣區域，節省了相關工藝成本。

附圖說明

圖1是傳統工藝流程在深硅刻蝕機臺配置晶圓邊緣安裝或不安裝保護環的刻蝕示意圖。

圖2是晶圓柱狀缺陷的顯微圖。

圖3是本發明步驟示意圖。

具體實施方式

本發明所述的消除深硅刻蝕中晶圓邊緣硅柱缺陷的方法，是在深硅刻蝕完成后，以SF₆或其他氟基氣體進行硅干法刻蝕，以完全消除硅柱缺陷。

為了減少刻蝕對晶圓內正常圖形的影響，該刻蝕采用偏向各向同性的刻蝕，以減少刻蝕量。硅刻蝕量為硅柱缺陷的側向厚度，即硅柱是形成于硅面上，垂直于硅面的柱狀，側向厚度指平行于硅平面的方向上的厚度，非垂直高度。典型的硅柱缺陷側向厚度尺寸為

本方法在深硅刻蝕完成后，再以SF₆等氟基氣體的硅干法刻蝕，刻蝕量為硅柱缺陷的側向厚度，以完全消除硅柱缺陷。為了減少該刻蝕對晶圓內正常圖形的影響，該刻蝕可以偏向各向同性刻蝕，以減少刻蝕量。本發明可以直接在深硅刻蝕后進行，或者是在后續的介質層刻蝕或灰化去膠過程中通過SF₆一類的氟基氣體刻蝕來實現。本方法也可以在沒有配置晶圓邊緣保護環的深硅刻蝕機臺上實現，同時也無需通過額外生長介質層或涂布光刻膠來保護晶圓邊緣區域，節省了相關工藝成本。

以上僅為本發明的優選實施例，并不用于限定本發明。對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。