專利名稱：硅片脫附的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體硅片加工工藝，尤其涉及一種硅片脫附的方法。
技術(shù)背景在硅片干法刻蝕工藝中，硅片一般在反應(yīng)腔室中放置在ESC (靜電卡盤)上進(jìn)行刻蝕 工藝， 一般是在靜電卡盤上加正向電壓，通過(guò)靜電吸引將硅片吸附在靜電卡盤上?？涛g結(jié) 束后，要對(duì)硅片進(jìn)行脫附，即對(duì)靜電卡盤內(nèi)部及硅片表面的殘余電荷進(jìn)行消除，使硅片完 全脫離靜電卡盤。對(duì)硅片進(jìn)行脫附的平穩(wěn)進(jìn)行對(duì)刻蝕工藝本身及刻蝕加工流程的穩(wěn)定產(chǎn)能有著至關(guān)重要的作用。硅片脫附主要包括2個(gè)方面靜電卡盤內(nèi)部的殘余電荷的消除和被刻蝕硅片表面的殘余電荷的消除。之后，還要對(duì)硅片脫附的效果進(jìn)行檢測(cè)。靜電卡盤內(nèi)部電荷的消除主要是通過(guò)卡盤電極的反接實(shí)現(xiàn)，消除電荷的效果主要取決于反接電壓和反接時(shí)間；硅片表面殘余電荷的消除主要是通過(guò)在反應(yīng)腔室內(nèi)通入惰性氣 體，并對(duì)惰性氣體進(jìn)行電離來(lái)實(shí)現(xiàn)，消除電荷的效果主要卻決于惰性氣體的電離度和電離 時(shí)間。檢測(cè)靜電荷是否完全消除的方法是通過(guò)檢測(cè)漏電電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)靜電卡盤內(nèi)部的電荷消除、對(duì)硅片表面的電荷消除及對(duì)電荷消除是否 完全的檢測(cè)均是分步進(jìn)行，這樣不利于工藝集成和提高生產(chǎn)率，硅片脫附的安全性也不 高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種工藝集成度高、安全、生產(chǎn)效率高的硅片脫附的方法。 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-本發(fā)明的硅片脫附的方法，其特征在于，包括步驟A、 去掉靜電卡盤的正向電壓，并向靜電卡盤增加反向電壓；B、 向反應(yīng)腔室內(nèi)通入惰性氣體，并開(kāi)啟射頻源，將惰性氣體電離成等離子體；C、 通過(guò)硅片背面的背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否脫 附，當(dāng)背吹He氣的泄漏量大于設(shè)定值時(shí)，判斷為硅片完全脫附。所述的步驟A之前，首先將擺閥打開(kāi)，向反應(yīng)腔室持續(xù)通入一定流量的惰性氣體。所述的歩驟A中，向靜電卡盤增加反向電壓的大小為700 1200V，時(shí)間為l 5s。 所述的步驟A中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為硅片正?？涛g工藝中的壓力值； 所述的步驟B和步驟C中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為2 9Torr。 所述的步驟B和步驟C中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為4 6Torr。 所述的步驟B和步驟C中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為5Torr。 所述的步驟C中，所述的背吹He氣的泄漏量的設(shè)定值為當(dāng)靜電卡盤上沒(méi)有硅片時(shí)，同 樣壓力下He氣流量的90W。所述的步驟C中，所述的背吹He氣的泄漏量的設(shè)定值為4 6sccm。 所述的步驟C中，所述的背吹He氣的泄漏量的設(shè)定值為5sccm。 還包括步驟-D、根據(jù)背吹He氣的泄漏流量達(dá)到設(shè)定值的時(shí)間，調(diào)節(jié)向靜電卡盤增加反向電壓的大小 和時(shí)間，使硅片脫附的時(shí)間達(dá)到最小值。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的硅片脫附的方法，由于首先向 靜電卡盤增加反向電壓，消除靜電卡盤內(nèi)部的靜電荷，同時(shí)，通過(guò)將惰性氣體電離成等離 子體，利用離子的導(dǎo)電性，消除硅片表面的殘余電荷，并通過(guò)硅片背面的背吹He氣從硅片 與靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否完全脫附。工藝集成度高、安全、生產(chǎn)效率 高，尤其適用與半導(dǎo)體硅片加工工藝中，硅片與靜電卡盤之間的脫附。


圖l為本發(fā)明硅片脫附的方法的主要流程框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的硅片脫附的方法較佳的具體實(shí)施方式
如圖l所示，包括步驟ll、去掉靜電卡盤的正向電壓，并向ESC (靜電卡盤)增加反向電壓，這-步 的主要作用是通過(guò)增加反向電壓，消除靜電卡盤內(nèi)部的靜電荷。步驟12、向反應(yīng)腔室內(nèi)通入惰性氣體，并開(kāi)啟射頻源，將惰性氣體電離成等離子體， 這一步的主要作用是利用離子的導(dǎo)電性，消除硅片表面的殘余電荷。同時(shí)，也消除靜電卡 盤表面的殘余電荷。步驟13、通過(guò)硅片背面的背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否 脫附，當(dāng)背吹He氣的泄漏量大于設(shè)定值時(shí)，判斷為硅片完全脫附。當(dāng)靜電卡盤對(duì)硅片的吸 附力較大時(shí)，硅片與靜電卡盤之間密封較好，背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量 較?。划?dāng)靜電卡盤對(duì)硅片的吸附力較小時(shí)，硅片與靜電卡盤之間密封較差，背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量較大?，F(xiàn)有技術(shù)中， 一般在硅片正常的加工工藝結(jié)束后，背吹He氣就停止了，本發(fā)明在硅片 正常的加工工藝結(jié)束后的脫附工藝中，繼續(xù)通入背吹He氣， 一方面通過(guò)背吹He氣從硅片與 靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否脫附；另一方面背吹He氣還有利于硅片的脫附。在進(jìn)行上述的歩驟ll之前，首先將擺閥打開(kāi)，向反應(yīng)腔室持續(xù)通入一定流量的惰性氣 體。目的是沖走殘余的工藝氣體和硅片表面的殘余反應(yīng)物以及一些大的顆粒，這個(gè)過(guò)程-般持續(xù)5 10s,再進(jìn)行步驟ll。在步驟11中，向靜電卡盤增加反向電壓的大小一般為700 1200V，時(shí)間一般為l 5s， 這兩個(gè)數(shù)值根據(jù)不同的硅片加工工藝而不同，可以根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整，以硅片完全脫附的 時(shí)間最短為原則。上述的步驟ll中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為硅片JH?？涛g工藝中的壓力值， 背吹He氣的作用是對(duì)硅片和靜電卡盤進(jìn)行冷卻。本發(fā)明在步驟13中，通過(guò)背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否 脫附，此時(shí)，控制背吹He氣的壓力在2 9 Torr ，最好是4 6Torr范圍內(nèi)，可以是2、 4、 5、 68、 9Torr等優(yōu)選值，最好是5Torr。而硅片正?？涛g工藝中的背吹He氣的壓力值一般為 5 15Torr。因此， 一般在步驟12中，自開(kāi)啟射頻源時(shí)起，將背吹He氣的壓力降為2 9Torr，在這個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)，背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量對(duì)硅片脫附的程度 最敏感。剛開(kāi)始脫附時(shí)，背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量Fl—般小于l 2sccm，隨 著脫附的進(jìn)行，F(xiàn)l越來(lái)越大，當(dāng)F1大于等于設(shè)定值時(shí)，就可判斷硅片完全脫附。所述的設(shè)定值可以用當(dāng)靜電卡盤上沒(méi)有硅片時(shí)，同樣壓力下背吹He氣的流量F2來(lái)參 照，F(xiàn)2的值一般為6sccm左右，設(shè)定值可以為90MF2，當(dāng)F1》90。/。F2時(shí)判斷為硅片完全脫附； 所述的設(shè)定值也可以為4 6sccm的一個(gè)值，可以是4、 5、 6sccm等優(yōu)選值，最好是5sccm。上述的步驟ll、步驟12和步驟13最好是不間斷的順序進(jìn)行，也可以是同步進(jìn)行。在硅片完全脫附之后，最好記錄硅片脫附的時(shí)間，根據(jù)硅片脫附的時(shí)間，調(diào)節(jié)向靜電 卡盤增加反向電壓的大小和時(shí)間，使硅片脫附的時(shí)間達(dá)到最小值，這種調(diào)整可以在線調(diào) 整。在線調(diào)整時(shí)，可以通過(guò)手動(dòng)記錄硅片脫附的時(shí)間，調(diào)節(jié)向靜電卡盤增加反向電壓的大 小和時(shí)間。也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)向靜電卡盤增加反向電壓的大小和時(shí)問(wèn)，使硅片脫 附的時(shí)間達(dá)到最小值。硅片脫附的時(shí)間可以自將背吹He氣的壓力降為2 9Torr時(shí)起，到背吹He氣的泄漏流量 Fl大于等于設(shè)定值時(shí)至。本發(fā)明通過(guò)背吹He氣的泄漏流量檢測(cè)電荷消除是否完全，同時(shí)將電荷消除和檢測(cè)集成 在一起以達(dá)到提高硅片脫附安全性，以及提高生產(chǎn)率的效果。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種硅片脫附的方法，其特征在于，包括步驟A、去掉靜電卡盤的正向電壓，并向靜電卡盤增加反向電壓；B、向反應(yīng)腔室內(nèi)通入惰性氣體，并開(kāi)啟射頻源，將惰性氣體電離成等離子體；C、通過(guò)硅片背面的背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否脫附，當(dāng)背吹He氣的泄漏量大于設(shè)定值時(shí)，判斷為硅片完全脫附。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的步驟A之前，首先將擺 閥打幵，向反應(yīng)腔室持續(xù)通入一定流量的惰性氣體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的歩驟A中，向靜電卡盤 增加反向電壓的大小為700 1200V,時(shí)間為l 5s。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的步驟A中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為硅片正?？涛g工藝中的壓力值； 所述的步驟B和步驟C中，控制硅片背面的背吹He氣的壓力為2 9Torr。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的步驟B和步驟C中，控 制硅片背面的背吹He氣的壓力為4 6Torr。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的步驟B和步驟C中，控 制硅片背面的背吹He氣的壓力為5Torr。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 4、 5或6所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的步驟C中， 所述的背吹He氣的泄漏量的設(shè)定值為當(dāng)靜電卡盤上沒(méi)有硅片時(shí)，同樣壓力下He氣流量的 90%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 4、 5或6所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的歩驟C中， 所述的背吹He氣的泄漏量的設(shè)定值為4 6sccm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅片脫附的方法，其特征在于，所述的步驟C中，所述的背 吹He氣的泄漏量的設(shè)定值為5sccm。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的硅片脫附的方法，其特征在于，還包括歩驟D、 根據(jù)背吹He氣的泄漏流量達(dá)到設(shè)定值的時(shí)間，調(diào)節(jié)向靜電卡盤增加反向電壓的大小 和時(shí)間，使硅片脫附的時(shí)間達(dá)到最小值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硅片脫附的方法，首先向靜電卡盤增加反向電壓，消除靜電卡盤內(nèi)部的靜電荷，同時(shí)，通過(guò)將惰性氣體電離成等離子體，利用離子的導(dǎo)電性，消除硅片表面的殘余電荷，并通過(guò)硅片背面的背吹He氣從硅片與靜電卡盤之間泄漏的流量，判斷硅片是否完全脫附。工藝集成度高、安全、生產(chǎn)效率高，尤其適用與半導(dǎo)體硅片加工工藝中，硅片與靜電卡盤之間的脫附。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101226871SQ20071006273
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者彭東陽(yáng) 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司