一種零層對準標記的補刻蝕方法技術

本發明專利技術涉及硅片刻蝕工藝，尤其涉及一種零層對準標記的補刻蝕方法。本發明專利技術一種零層對準標記的補刻蝕方法通過化學干法刻蝕機臺硅對氧化硅的刻蝕速率選擇比很高的特點，進行零層對準標記的補刻蝕工作，使補刻蝕能夠在光刻膠去除之后正常進行，從而提高了補刻蝕的成功率，降低硅片的報廢率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及硅片刻蝕工藝，尤其涉及。
技術介紹
零層對準標記刻蝕是芯片制造工藝流程中的第一步，如圖Ia-Id為零層對準標記刻蝕的流程示意圖，如圖Ia所示，在一襯底硅片11上沉積一層刻蝕阻擋層12，刻蝕阻擋層12可選用氧化硅，涂布光刻膠13覆蓋刻蝕阻擋層12的上表面；如圖Ib所示，顯影后，去除部分光刻膠13至刻蝕阻擋層12的上表面，于剩余光刻膠13中形成溝槽14 ;如圖Ic所示，再以刻蝕阻擋層12為掩膜，沿溝槽14繼續刻蝕襯底硅片11至一定深度；如圖Id所示，利用灰化和化學清洗方法去除剩余的刻蝕阻擋層12上剩余的光刻膠13。用上述步驟在襯底硅片上刻出按一定圖形排列的一定深度的溝槽，用于后續各層光刻膠顯影時的對準，零層對準標記刻蝕工藝廣泛用于O. 13um以上技術節點的芯片制造，其技術特點是刻蝕溝槽線·寬大(Ι-lOum)，深度較深(1500-5500A),圖形透光率小(〈O. 1%)。一般情況下，零層對準標記刻蝕使用電感耦合等離子體(ICP =InductivelyCoupled Plasma)的刻蝕機臺，如Lam的TCP9400,刻蝕時間采用定時控制,完成刻蝕后,再進行光刻膠的去處和清洗。因為在工藝制作過程中對溝槽的深度規格有嚴格的要求，不能出現圖形缺陷。基于這兩點，就對零層對準標記刻蝕在機臺發生故障后的補刻蝕提出了挑戰首先，補刻蝕的刻蝕深度不好控制。由于零層對準標記刻蝕是通過定時控制刻蝕時間，從而來控制刻蝕深度，在刻蝕過程中，等離子體的點火、射頻功率的上升和下降以及最后的等離子體熄火都會對刻蝕深度產生影響，同時，溝槽圖形透光率很小，刻蝕區域小，使刻蝕速率隨著刻蝕深度的變化而發生非線性變化，一般是深度越深，刻蝕速率越慢，這些因素造成一旦發生機臺故障導致刻蝕意外終止時，通過計算刻蝕剩余時間來控制零層對準標記的溝槽深度變得比較困難，直接補刻蝕容易使深度超出規格范圍而報廢；又由于溝槽刻蝕深度的量測fab普遍采用接觸式的原子力顯微鏡(AFM)的量測方法，這種量測不能在有光刻膠的硅片上進行量測，否則會污染量測機臺，所以也不能在進行深度量測后再進行補刻蝕工作。其次，由于零層對準標記刻蝕溝槽圖形透光率非常小，硅片上有較厚的光刻膠覆蓋，在刻蝕過程中容易形成厚重的刻蝕反應聚合物，當機臺發生故障而使刻蝕意外終止時，直接進行補刻蝕容易使硅片表面掉落的反應聚合物阻擋刻蝕的繼續進行而形成圖形缺陷，從而導致硅片的報廢。
技術實現思路
針對上述存在的問題，本專利技術的目的是，通過化學干法刻蝕機臺硅對氧化硅的刻蝕速率選擇比很高的特點，進行零層對準標記的補刻蝕工作，使補刻蝕能夠在光刻膠去除之后正常進行，從而提高了補刻蝕的成功率，降低硅片的報廢率。本專利技術的目的是通過下述技術方案實現的，其特征在于，包括以下步驟 Si:灰化去除沉積在一襯底硅片上的刻蝕阻擋層上涂布的光刻膠； S2 :利用化學清洗方法去除所述剩余的光刻膠； S3:利用原子力顯微鏡量測在所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的溝槽已刻蝕的深度； S4:將所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽規定需達到的深度減去量測出的所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽已刻蝕的深度，再除以化學干法刻蝕機臺的硅刻蝕速率得出達到規定的所述溝槽深度剩余的刻蝕時間； 55以所述刻蝕阻擋層為掩膜，利用所述化學干法刻蝕機臺對所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽進行補刻蝕，所述補刻蝕的時間為計算出的所述剩余的刻蝕時間； 56:再利用原子力顯微鏡量測進行所述補刻蝕后的所述溝槽的深度。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，所述刻蝕阻擋層為氧化硅。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，所述氧化硅為135A。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，作為掩膜的所述刻蝕阻擋層的刻蝕速率為 80A/min。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，作為掩膜的所述刻蝕阻擋層損失控制在0-50A范圍內。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，所述光刻膠為1.4um。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，所述化學干法刻蝕機臺是利用微波產生刻蝕等離子體。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，所述化學干法刻蝕機臺的硅刻蝕速率為 2500A/min。上述的零層對準標記的補刻蝕方法，其中，所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽規定需刻蝕深度范圍為1350A — 1450A。本專利技術的有益效果是利用化學干法刻蝕機臺硅對氧化硅的刻蝕速率選擇比很高的特點，進行零層對準標記的補刻蝕工作，達到零層對準標記所需的刻蝕深度，同時在補刻蝕前去除和清洗光刻膠，避免補刻蝕過程中產生圖形缺陷，提高補刻蝕的質量，降低硅片的報廢率。附圖說明圖Ia-Id是現有的零層對準標記刻蝕的流程示意 圖2a_2d是本專利技術的的流程示意圖。具體實施例方式下面結合原理圖和具體操作優選方案對本專利技術作進一步說明。結合圖2a_2d中所示，，其中，包括以下步驟 如圖2a所示，SI :灰化去除沉積在一襯底硅片21上的刻蝕阻擋層22上涂布的光刻膠(圖中未示出)；在本專利技術的一個優選方案中，刻蝕阻擋層22為氧化娃,且前述氧化娃的規格為135A ；同時，光刻膠為I. 4um。S2 :利用化學清洗方法去除所述剩余的光刻膠。如圖2b所示，S3:利用原子力顯微鏡量測刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23已刻蝕的深度Ii1 ； 在本專利技術的一個優選方案中，刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23規定需刻蝕深度范圍為1350A — 1450A。S4 :將刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23規定需達到的深度h(圖中未示出)減去量測出的刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23已刻蝕的深度h1；再除以化學干法刻蝕機臺的硅刻蝕速率V得出達到規定的溝槽23深度h剩余的刻蝕時間 t,即 t= (h- Ii1) /v ;· 在本專利技術的一個優選方案中，化學干法刻蝕機臺是利用微波產生刻蝕等離子體，具有硅對氧化硅的刻蝕速率選擇比很高的特點，來進行零層對準標記的補刻蝕工作，且該化學干法刻蝕機臺的硅刻蝕速率為2500A/min。如圖2c所示，S5 以刻蝕阻擋層22，即氧化硅為掩膜，利用化學干法刻蝕機臺對刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23進行補刻蝕，補刻蝕的時間為計算出的剩余的刻蝕時間t ； 在本專利技術的一個優選方案中，補刻蝕條件具體為在22帕400瓦的壓力下，對襯底硅片21進行補刻蝕，同時通入流量為80SCCM的氧氣和流量為190SCCM的CF4。設定刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23規定需達到的深度h為1450A，量測出的刻蝕阻擋層22和襯底硅片21上刻蝕形成的溝槽23已刻蝕的深度Ii1為367A，在化學干法刻蝕機臺的硅刻蝕速率為2500A/min的情況下，計算得出補刻蝕時間為26S。于上述技術方案基礎上，進一步的，作為掩膜的氧化硅的刻蝕速率為80A/min，同時，作為掩膜的氧化硅損失控制在0-50A范圍內。如圖2d所示，S6 :再利用原子力顯微鏡量測進行補刻蝕后的溝槽23的深度h2，確認利用本專利技術補刻蝕后溝槽23達到的深度h2與規定深度h之間的差距，檢驗補刻蝕的合格率。以上對本專利技術的具體優選方案進行了詳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種零層對準標記的補刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：灰化去除沉積在一襯底硅片上的刻蝕阻擋層上涂布的光刻膠；S2：利用化學清洗方法去除所述剩余的光刻膠；S3:？利用原子力顯微鏡量測在所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的溝槽已刻蝕的深度；？S4：將所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽規定需達到的深度減去量測出的所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽已刻蝕的深度，再除以化學干法刻蝕機臺的硅刻蝕速率得出達到規定的所述溝槽深度剩余的刻蝕時間；S5：以所述刻蝕阻擋層為掩膜，利用所述化學干法刻蝕機臺對所述刻蝕阻擋層和所述襯底硅片上刻蝕形成的所述溝槽進行補刻蝕，所述補刻蝕的時間為計算出的所述剩余的刻蝕時間；S6：再利用原子力顯微鏡量測進行所述補刻蝕后的所述溝槽的深度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊渝書，李程，陳玉文，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：