[發(fā)明專利]一種蝕刻和沉積的制程控制方法和裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911146409.3
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN112825295A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊明勛;張峰溢
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東漢豈工業(yè)技術(shù)研發(fā)有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

本發(fā)明公開了一種蝕刻和沉積的先進(jìn)控制方法和裝置，方法包括以下步驟：制備可獨立控制氣流分布的氣流分配板；在所述氣流分配板上陣列排布多個獨立的微型氣流噴嘴，在每個微型氣流噴嘴內(nèi)設(shè)置一個獨立氣道以及控制該氣道通斷/流量流速的電控開/關(guān)，還包括根據(jù)制程需要，程序控制各個單個的噴嘴的開/關(guān)。本發(fā)明通過可編程氣流分配，來保證整個區(qū)域氣流量/流速的均一性，具體實現(xiàn)了可編程氣流圖案和氣流流速的局部區(qū)域的控制，相對于現(xiàn)有的固定氣孔位置的固定氣流圖案的氣流分布，大幅提高了原子層蝕刻和沉積的制程反應(yīng)器技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，具體涉及一種使用微氣流噴射陣列進(jìn)行氣流分配控制的蝕刻和沉積(ALE/ALD)的制程控制方法和裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體技術(shù)中，制程參數(shù)控制使產(chǎn)出均一性質(zhì)的晶圓表面蝕刻或沉積結(jié)果是非常重要且關(guān)系著良率的。好的先進(jìn)的制程面對著制程表現(xiàn)在大面積晶圓表面一致性的挑戰(zhàn)，如局部區(qū)域CD、蝕刻速率、沉積速率的差異，其差異要求須通常在奈米等級內(nèi)。以控制開關(guān)噴嘴來調(diào)節(jié)氣流模式，用來調(diào)控晶圓表面蝕刻或沉積反應(yīng)的均一性。更為有利且重要的是可用于補償局部區(qū)域差異或前制程的調(diào)節(jié)。MFC是在遠(yuǎn)端控制氣體流量及多管路組成時控制氣體比例。GDP(氣體分配板)是挖預(yù)制好噴嘴的平板，通常噴嘴的大小多寡及分布圖案都是事先固定的，通過GDP的氣流分布因此決定。此氣流分布是靠近晶圓表面的，對制程結(jié)果有重大影響。MFC可比擬成水龍頭，GDP比擬成蓮蓬頭，本發(fā)明是可比擬成可變化灑水的蓮蓬頭。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的對制程參數(shù)控制的均一性差的不足，提供一種蝕刻和沉積的制程控制方法和裝置。

本發(fā)明上述技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種蝕刻和沉積的制程控制方法，包括以下步驟：

S1)制備可部分或全部覆蓋硅片的氣流分配板；

S2)在所述氣流分配板上陣列排布多個獨立的微型氣流噴嘴，在每個噴嘴內(nèi)設(shè)置一個獨立氣道以及控制該氣道通斷/流量流速的電控開/關(guān)；

S3)根據(jù)制程需要，程序控制各個單個的噴嘴開/關(guān)。

在按照本發(fā)明提供的上述蝕刻和沉積的制程控制方法中，在所述步驟S3)中，所述程序通過占空比的改變逐個控制各個單個噴嘴的開/關(guān)，從而調(diào)節(jié)每個噴嘴輸出氣體的流量/流速。

在按照本發(fā)明提供的上述蝕刻和沉積的制程控制方法中，在所述步驟S3)中，所述程序按區(qū)域控制區(qū)域內(nèi)每個噴嘴開/關(guān)，所述程序通過控制占空比的改變來調(diào)節(jié)所控制區(qū)域輸出氣體的流量/流速。

在按照本發(fā)明提供的蝕刻和沉積的制程控制裝置中，包括可部分或全部覆蓋硅片的氣流分配板，其特征在于，所述氣流分配包括陣列排布的微型氣流噴嘴，每個噴嘴包括一個氣道以及控制氣道通斷/流量流速的電控開/關(guān)，任何時刻的各個單個的噴嘴開/關(guān)頻率可根據(jù)制程需要，由程序通過電流或電壓進(jìn)行控制。

在按照本發(fā)明提供的上述蝕刻和沉積的制程控制裝置中，所述程序根據(jù)需要逐個控制各個單個的噴嘴開/關(guān)。

在按照本發(fā)明提供的上述蝕刻和沉積的制程控制裝置中，所述程序根據(jù)需要按區(qū)域控制區(qū)域內(nèi)每個噴嘴開/關(guān)。

實施本發(fā)明提供的蝕刻和沉積的制程控制方法和裝置，實現(xiàn)了1)氣流模式控制、局部區(qū)域控制的改變是隨時間和進(jìn)度可編程的；2)任何局部區(qū)域的氣流速率控制也是可編程的。氣流切換開/關(guān)能力優(yōu)于常規(guī)的MFC；3)氣流模式可任意改變以滿足過程需求。例如，中心高，甜甜圈形....邊緣高的氣流。任何局部區(qū)域氣流可調(diào)節(jié)；4)氣流分配模式可以通過過程步驟或時間坐標(biāo)進(jìn)行快速切換。極大程度地改善了可調(diào)節(jié)能力；5)對晶片表面氣流的開關(guān)切換能力比現(xiàn)有技術(shù)有效得多，尤其是有益于蝕刻和沉積的需求。本發(fā)明通過可編程氣流分配，來保證整個區(qū)域氣流量/流速的均一性，具體實現(xiàn)了可編程氣流圖案和氣流流速的局部區(qū)域的控制，相對于現(xiàn)有的固定氣孔位置的固定氣流圖案的氣流分布，大幅提高了原子層蝕刻和沉積的制程反應(yīng)器技術(shù)。

附圖說明