晶圆的刻蚀装置及刻蚀方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种晶圆的刻蚀装置及刻蚀方法，涉及半导体技术领域，用以提高晶圆的刻蚀均匀性，进而提高集成电路的良率。其中所述晶圆的刻蚀装置包括刻蚀腔体，及设置于所述刻蚀腔体内且可旋转的放置台，所述放置台用于承载晶圆，且在晶圆的刻蚀过程中，所述放置台至少顺时针和逆时针各旋转一圈。前述晶圆的刻蚀装置用于对晶圆进行刻蚀。

Wafer etching device and etching method

The invention provides a wafer etching device and an etching method, relating to the field of semiconductor technology, in order to improve the etching uniformity of the wafer and to improve the yield of the integrated circuit. The etching device comprises a wafer etching chamber, and arranged in the etching cavity and can be placed rotary, the placing table for carrying the wafer, and the wafer in the etching process, the placing table at least clockwise and counterclockwise rotation of a circle. The etching device of the wafer is used for etching the wafer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆的刻蚀装置及刻蚀方法。
技术介绍
感应耦合等离子体刻蚀是目前集成电路制造领域所采用的一种主要的刻蚀方法，其基本过程为：如图1所示，在晶圆2上形成具有图形的掩膜，然后将该晶圆2置于刻蚀腔体1内的放置台3上；通过输气结构4将刻蚀气体5通入刻蚀腔体1内，并在上射频电极6与下射频电极(设置于放置台3上，图1中未示出)上分别加射频功率，产生电弧放电，使部分刻蚀气体电离生成离子、电子和自由基，这种由部分离化的气体组成的气相物质称为等离子体8；等离子体8在电磁场的作用下高速运动到晶圆2表面，通过化学反应和物理轰击双重作用刻蚀暴露的晶圆2，在晶圆2上形成图形。在上述刻蚀过程中，晶圆范围内的刻蚀均匀性对集成电路的良率有直接的影响，提高晶圆的刻蚀均匀性，有利于提高集成电路的良率。目前现有技术中存在一种提高刻蚀均匀性的方案，该方案为：通过使放置台3旋转或者在晶圆2的下方设置转轴，带动晶圆2旋转，来提高刻蚀均匀性。但是，在上述提高刻蚀均匀性的方案的实际测试和应用过程中，本专利技术的专利技术人发现，采用该提高刻蚀均匀性的方案刻蚀得到的集成电路的良率并没有明显提高，甚至有时会有降低。
技术实现思路
为克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提出一种晶圆的刻蚀装置及刻蚀方法，以提高晶圆的刻蚀均匀性，进而提高集成电路的良率。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面提供了一种晶圆的刻蚀装置，包括刻蚀腔体，所述刻蚀装置还包括设置于所述刻蚀腔体内且可旋转的放置台，所述放置台用于承载晶圆，且在晶圆的刻蚀过程中，所述放置台至少顺时针和逆时针各旋转一圈。在本专利技术所提供的晶圆的刻蚀装置中，放置台在晶圆的刻蚀过程中旋转，并且至少顺时针和逆时针各旋转一圈，放置台旋转带动晶圆进行相同方向的旋转，即在晶圆在刻蚀过程中既存在顺时针旋转，又存在逆时针旋转，从而避免了晶圆沿单一方向旋转所引起的刻蚀得到的沟槽左右侧壁不对称的问题，也就避免了由此引起的沟槽隔离性能下降的问题，因此本专利技术所提供的方案能够在提高晶圆的刻蚀均匀性的基础上，保证刻蚀得到的沟槽具有较好的隔离性能，从而提高了集成电路的良率。基于上述技术方案，可选的，所述放置台顺时针旋转的圈数与逆时针旋转的圈数相等。可选的，所述放置台交替进行顺时针旋转与逆时针旋转。可选的，所述放置台顺时针旋转的圈数与逆时针旋转的圈数均为整数。可选的，所述放置台旋转一圈所用的时间大于或等于0.1s。进一步的，所述放置台旋转一圈所用的时间大于或等于1s。可选的，所述刻蚀装置还包括电机和转动轴；所述电机设置于所述刻蚀腔体的外部，所述转动轴的一端穿过所述刻蚀腔体与所述放置台的底部相连，所述转动轴的另一端与所述电机相连；所述电机用于驱动所述转动轴进行转动，所述转动轴用于在所述电机的驱动下带动所述放置台旋转。可选的，所述刻蚀装置还包括设置于所述放置台的上方且正对所述放置台的中心的输气结构，所述输气结构用于向所述刻蚀腔体内输送刻蚀气体；所述输气结构的出气端包括中心出气孔，及设置于所述中心出气孔外周的多个外周出气孔，所述中心出气孔用于向晶圆的中心区域输送刻蚀气体，所述外周出气孔用于向晶圆的边缘区域输送刻蚀气体。可选的，所述刻蚀装置还包括设置于所述刻蚀腔体外的温度控制器，所述温度控制器通过线路与所述放置台相连，所述温度控制器用于控制所述放置台的温度。本专利技术的第二方面提供了一种晶圆的刻蚀方法，所述刻蚀方法包括：采用上述任一项所述的晶圆的刻蚀装置对晶圆进行刻蚀，在刻蚀过程中，使所述刻蚀装置中用于放置晶圆的放置台至少顺时针和逆时针各旋转一圈。本专利技术所提供的晶圆的刻蚀方法具有与本专利技术所提供的晶圆的刻蚀装置相同的有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有技术中的刻蚀装置的基本结构图；图2a为采用现有技术中的刻蚀装置刻蚀得到的沟槽的一种结构图；图2b为采用现有技术中的刻蚀装置刻蚀得到的沟槽的另一种结构图；图3为本专利技术实施例所提供的刻蚀装置的基本结构图；图4为本专利技术实施例所提供的刻蚀装置中输气结构的出气端的平面结构图；图5为本专利技术实施例所提供的刻蚀装置中输气结构的结构图。附图标记说明：1-刻蚀腔室；2-晶圆；3-放置台；4-输气结构；K1-中心出气孔；K2-外周出气孔；401-内轴；M1-内轴底端；M2-第一通孔；402-中筒；N1-中筒底部；N2-第二通孔；403-外筒；H-进气口；5-刻蚀气体；6-上射频电极；7-介质窗；8-等离子体；9-排气孔；10-掩膜；11-沟槽；12-转动轴；13-电机；14-温度控制器；15-电压控制器。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术中通过使放置台3旋转或者在晶圆2的下方设置转轴，带动晶圆2旋转，来提高刻蚀均匀性，但是这种方案并没有使集成电路的良率得到明显提高，甚至有时会使集成电路的良率降低。本专利技术的专利技术人经过大量的研究和实验发现，产生上述问题的主要原因为：如图2a和图2b所示，现有技术中，放置台3仅能够带动晶圆2进行单方向的旋转，即仅顺时针旋转或仅逆时针旋转，由于刻蚀过程是将掩膜10上的图形传递至晶圆2上的过程，因此晶圆2单方向旋转会使图形传递产生一定角度的偏转，最终造成刻蚀所得到的沟槽11左右侧壁不对称。具体的，假设晶圆2顺时针旋转，当使用光阻作为掩模10时，则在刻蚀过程中产生的副产物较重，这些较重的副产物会更多地附着在沟槽11的右侧壁，从而对右侧壁产生侧壁保护作用；而在沟槽11的左侧壁，所附着的副产物较少，无法形成侧壁保护，导致左侧壁横向刻蚀速率较快，这就使得左侧壁的垂直度大于右侧壁的垂直度，形成图2a所示的情形，并且放置台3的转速越快，左侧壁与右侧壁之间垂直度的差异越明显。当使用氮化硅作为掩模10时，则在刻蚀过程中产生的副产物相对较重，且易挥发，因此副产物不会在沟槽11的左侧壁和右侧壁堆积，另一方面，到达右侧壁的反应离子比到达左侧壁的反应离子多，从而导致右侧壁的刻蚀速率大于左侧壁的刻蚀速率，这就使得右侧壁的垂直度大于左侧壁的垂直度，形成图2b所示的情形。这种由沟槽11的左右侧壁垂直度不一致引起的沟槽11左右侧壁不对称，会导致沟槽11的隔离性能下降，进而造成集成电路的良率下降，使得即便通过旋转晶圆2提高了刻蚀均匀性，也无法明显提高集成电路的良率，甚至有时会使集成电路的良率下降。需要说明的是，沟槽11中沿某一旋转方向处于左侧的侧壁为沟槽11的“左侧壁”，处于右侧的侧壁为沟槽11的“右侧壁”。此外，所谓沟槽11左侧壁和右侧壁的“垂直度”是指侧壁表面相对于沟槽11底部所在的平面的垂直程度。基于以上研究结果，本专利技术实施例提出一种晶圆的刻蚀装置，如图3所示，该刻蚀装置包括：刻蚀腔体1，及设置于刻蚀腔体1内的放置台3，其中，放置台3用于承载晶圆2，在晶圆2的刻蚀过程中，放置台3旋转，且放置台3至少顺时针和逆时针各旋转一圈。本实施例所提供的晶圆的刻蚀装置中，放置台3旋转，从而带动放置于其上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆的刻蚀装置，包括刻蚀腔体，其特征在于，所述刻蚀装置还包括设置于所述刻蚀腔体内且可旋转的放置台，所述放置台用于承载晶圆，且在晶圆的刻蚀过程中，所述放置台至少顺时针和逆时针各旋转一圈。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆的刻蚀装置，包括刻蚀腔体，其特征在于，所述刻蚀装置还包括设置于所述刻蚀腔体内且可旋转的放置台，所述放置台用于承载晶圆，且在晶圆的刻蚀过程中，所述放置台至少顺时针和逆时针各旋转一圈。2.根据权利要求1所述的晶圆的刻蚀装置，其特征在于，所述放置台顺时针旋转的圈数与逆时针旋转的圈数相等。3.根据权利要求2所述的晶圆的刻蚀装置，其特征在于，所述放置台交替进行顺时针旋转与逆时针旋转。4.根据权利要求2所述的晶圆的刻蚀装置，其特征在于，所述放置台顺时针旋转的圈数与逆时针旋转的圈数均为整数。5.根据权利要求2所述的晶圆的刻蚀装置，其特征在于，所述放置台旋转一圈所用的时间大于或等于0.1s。6.根据权利要求5所述的晶圆的刻蚀装置，其特征在于，所述放置台旋转一圈所用的时间大于或等于1s。7.根据权利要求1～6任一项所述的晶圆的刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀装置还包括电机和转动轴；所述电机设置于所述刻蚀腔体的外部，所述转动轴的一端穿过所述刻蚀腔体与所述放置台的底部相连，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永远，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11