[發(fā)明專(zhuān)利]一種刻蝕裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011555729.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114678249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭炳容;盧一泓;胡艷鵬;李琳;張?jiān)?/a>;王佳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所;真芯（北京）半導(dǎo)體有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01J37/32
• 分類(lèi)號(hào): H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11667
• 代理人: 趙永剛

本發(fā)明提供了一種刻蝕裝置，該刻蝕裝置包括刻蝕腔、設(shè)置在刻蝕腔內(nèi)的載臺(tái)。在刻蝕腔內(nèi)還設(shè)置有用于刻蝕氧化物掩膜的等離子體刻蝕組件、用于調(diào)整刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)的調(diào)壓組件。還包括控制單元，控制單元用于控制調(diào)壓組件調(diào)整刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)呈脈沖式變化。控制單元還用于在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第一設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，控制等離子體刻蝕組件刻蝕氧化物掩膜；在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第二設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，控制等離子體刻蝕組件停止刻蝕襯底上的氧化物掩膜。第一設(shè)定壓強(qiáng)大于第二設(shè)定壓強(qiáng)。使等離子體刻蝕組件呈高壓刻蝕?低壓停止刻蝕?高壓刻蝕等間斷脈沖式的刻蝕狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化物掩膜的去除，同時(shí)防止氧化物掩膜下方的較大的高寬比的硅槽結(jié)構(gòu)傾斜或倒塌。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種刻蝕裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，需要多次去除襯底上的氧化物掩膜，例如，在刻蝕出淺槽隔離(Shallow Trench Isolation，STI)后，需要去除淺槽隔離上的氧化物掩膜。在此過(guò)程中，目前采用濕法刻蝕方式去除淺槽隔離上的氧化物掩膜，之后采用旋轉(zhuǎn)干燥(DIW SpinDrying或者IPA Spin Drying)的方式對(duì)襯底進(jìn)行干燥。淺槽隔離的高寬比較大，在濕法刻蝕過(guò)程中，由于刻蝕液需要浸泡襯底較長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)旋轉(zhuǎn)干燥過(guò)程中，會(huì)使襯底上的淺槽隔離之間的硅槽隔離結(jié)構(gòu)具有較大的離心力，同時(shí)由于刻蝕液和去離子水(DIW)有著較大的表面張力，容易造成剛剛刻蝕出的淺槽隔離之間的硅槽隔離結(jié)構(gòu)傾斜甚至倒塌，從而破壞淺槽隔離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種刻蝕裝置，用以刻蝕襯底上的氧化物掩膜，同時(shí)防止設(shè)置在襯底中且位于氧化物掩膜下方的高寬比較大的結(jié)構(gòu)傾斜或倒塌。

本發(fā)明提供了一種刻蝕裝置，該刻蝕裝置用于刻蝕襯底上的氧化物掩膜，該刻蝕裝置包括一個(gè)刻蝕腔、以及設(shè)置在刻蝕腔內(nèi)且用于將襯底保持在其上的載臺(tái)。在刻蝕腔內(nèi)還設(shè)置有用于刻蝕氧化物掩膜的等離子體刻蝕組件、以及用于調(diào)整刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)的調(diào)壓組件。該刻蝕裝置還包括與等離子體刻蝕組件及調(diào)壓組件均通信連接的控制單元，該控制單元用于控制調(diào)壓組件調(diào)整刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)呈脈沖式變化。該控制單元還用于在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第一設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，控制等離子體刻蝕組件刻蝕氧化物掩膜；在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第二設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，控制等離子體刻蝕組件停止刻蝕襯底上的氧化物掩膜。其中，第一設(shè)定壓強(qiáng)大于第二設(shè)定壓強(qiáng)。

在上述的方案中，通過(guò)在刻蝕腔內(nèi)設(shè)置等離子體刻蝕組件及調(diào)壓組件，控制單元控制刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)呈脈沖式變化；且在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第一設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，等離子體刻蝕組件刻蝕氧化物掩膜，在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第二設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，等離子體刻蝕組件停止刻蝕。使等離子體刻蝕組件呈高壓刻蝕-低壓停止刻蝕-高壓刻蝕等間斷脈沖式的刻蝕狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化物掩膜的去除，同時(shí)防止氧化物掩膜下方的較大的高寬比的結(jié)構(gòu)傾斜或倒塌。與現(xiàn)有技術(shù)中采用濕法刻蝕的方式相比，本申請(qǐng)的方案由于采用干法刻蝕，且呈高壓刻蝕-低壓停止刻蝕-高壓刻蝕等間斷脈沖式的刻蝕狀態(tài)，能夠防止氧化物掩膜下方的較大的高寬比的硅槽結(jié)構(gòu)傾斜或倒塌。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，該刻蝕裝置還包括設(shè)置在刻蝕腔內(nèi)且用于向襯底吹氣以將刻蝕掉的反應(yīng)產(chǎn)物吹走的吹氣組件，且吹氣組件與控制單元通信連接。控制單元還用于在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第二設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，控制吹氣組件向襯底吹氣；在刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為第一設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)，控制吹氣組件停止向襯底吹氣。通過(guò)設(shè)置吹氣組件，且等離子體刻蝕組件及吹氣組件之間采用高壓刻蝕-低壓吹掃-高壓刻蝕-低壓吹掃等間斷脈沖式的刻蝕吹掃狀態(tài)，以提高刻蝕效果，同時(shí)防止刻蝕掉的物質(zhì)污染襯底上的微電路結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，第一設(shè)定壓強(qiáng)為2Torr以下，第二設(shè)定壓強(qiáng)為500mTorr以下，以提高刻蝕效果。

在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，控制單元控制調(diào)壓組件調(diào)整刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)在第一設(shè)定壓強(qiáng)及第二設(shè)定壓強(qiáng)之間呈方波變化，使第一設(shè)定壓強(qiáng)及第二設(shè)定壓強(qiáng)之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間較短，以提高刻蝕效果。