刻蚀设备和氮化硅的刻蚀方法技术

一种刻蚀设备和氮化硅的刻蚀方法，其中氮化硅的刻蚀方法包括：提供衬底，所述衬底表面依次形成有氧化硅层和氮化硅层；在所述氮化硅层表面形成光刻胶图形；以所述光刻胶图形为掩膜，刻蚀所述氮化硅直至暴露出氧化硅层，所述刻蚀工艺采用的腔室去除聚焦环，且所述腔室的覆盖环表面无锁孔。本发明专利技术能够避免在刻蚀工艺形成的聚合物掉落在刻蚀衬底上，还能够减低刻蚀腔室内的部件清洗次数；且刻蚀工艺选用刻蚀腔室的覆盖环表面无锁孔，避免等离子体透过锁孔造成电流导通，造成静电卡盘被等离子体打坏，从而影响工艺。

Etching apparatus and etching method of silicon nitride

Etching method for etching equipment and silicon nitride, silicon nitride etching method comprises: providing a substrate, wherein the substrate surface are formed with a silicon oxide layer and the silicon nitride layer; the photoresist pattern formed on the silicon nitride layer on the surface; the photoresist pattern as a mask, etching the nitride until the exposed silicon silicon oxide layer, the etching chamber by removal of the focus ring, and the chamber cover ring no keyhole surface. The invention can avoid the formation of the etching process of polymer drop on the etched substrate, can also reduce the number of parts cleaning and etching chamber; and etching process using an etch chamber cover ring no keyhole plasma through the keyhole surface, avoid causing the current conduction caused by the electrostatic chuck is plasma broken, thus affecting the process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及。
技术介绍
等离子体刻蚀(也称干法刻蚀)是集成电路制造中的关键工艺之一，其目的是完 整地将掩膜图形复制到硅片表面，其范围涵盖前端CMOS栅极(Gate)大小的控制，以及后端 金属铝的刻蚀及Via和Trench的刻蚀。当前，没有一个集成电路芯片能在缺乏等离子体刻 蚀技术情况下完成。刻蚀设备的投资在整个芯片厂的设备投资中约占10%至12%比重，它 的工艺水平将直接影响到最终产品质量及生产技术的先进性。请参考图1，图1给出现有技术的刻蚀设备腔室的示意图，包括刻蚀腔室100，位 于刻蚀腔室100内的静电卡盘(Electro Static Chuck, ESC) 110，位于刻蚀腔室100内并 位于静电卡盘110表面的覆盖环(Cover Ring) 120，所述覆盖环120的环壁上形成有第一锁 孔121，所述覆盖环120用于使待刻蚀硅片与静电卡盘110之间绝缘；位于刻蚀腔室100内 并位于覆盖环120表面的聚焦环(Focus Ring) 130，所述聚焦环130形成有与第一锁孔121 对应的第二锁孔131，所述聚焦环130用于聚焦刻蚀等离子体；所述第一锁孔121和第二锁 孔131用于将聚焦环130连接在覆盖环120上。在申请号为200710179804.2的中国专利 文件中可以发现更多与现有刻蚀设备相关的资料。但是专利技术人发现，采用上述刻蚀设备刻蚀氮化硅时候在刻蚀硅片时候，衬底表面 容易出现残留物。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，防止刻蚀质量。为解决上述问题，本专利技术还提供了一种刻蚀设备，包括位于刻蚀腔体内的用于放 置硅片的静电卡盘，所述静电卡盘具有肩部的台阶状圆台；设于静电卡盘上的的覆盖环，所 述覆盖环的内缘设置有承载部，所述承载部具有承载面，在所述覆盖环设于静电卡盘上时 与静电卡盘的圆台面齐平。可选的，所述承载部的尺寸与所述硅片匹配。可选的，所述覆盖环表面无锁孔。可选的，所述覆盖环材料选自石英。本专利技术提供一种氮化硅的刻蚀方法，包括提供衬底，所述衬底表面依次形成有氧 化硅层和氮化硅层；在所述氮化硅层表面形成光刻胶图形；以所述光刻胶图形为掩膜，采 用前述的刻蚀设备刻蚀所述氮化硅直至暴露出氧化硅层。可选的，所述刻蚀工艺的具体参数为刻蚀腔室内的磁场为0高斯至50高斯，刻蚀 腔室压力为10毫托至200毫托，刻蚀气体包括CF4、CHF3和CH3F,其中CF4流量为Osccm至 IOOsccm, CHF3流量为Osccm至lOOsccm，CH3F流量为Osccm至lOOsccm，辅助气体包括Ar和 O2，其中Ar流量为Osccm至200sccm, O2流量为Osccm至150sccm,刻蚀能量为50瓦至800瓦。可选的，所述氮化硅的形成工艺为化学气相沉积工艺。可选的，所述光刻胶的形成步骤包括在所述氮化硅层表面形成一层光刻胶层； 接着通过曝光将掩膜版上的与刻蚀氮化硅层对应的图形转移到光刻胶层上，然后利用显影 液将相应部位的光刻胶层去除，以形成光刻胶图形。可选的，所述形成光刻胶的工艺可以为旋涂工艺。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术能够避免在刻蚀工艺形成的聚合 物掉落在刻蚀衬底上，且本专利技术能够减低刻蚀腔室内的部件清洗次数。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目 的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按 实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1是现有技术的刻蚀设备腔室的示意图；图2为本专利技术提供的刻蚀设备一实施例的结构示意图；图3是本专利技术的一个实施例氮化硅的刻蚀方法的流程示意图；图4至图6为本专利技术的一个实施例的氮化硅的刻蚀方法的过程示意图。具体实施例方式由
技术介绍
可知，在刻蚀的硅片表面容易出现刻蚀不干净的现象。通常技术人员 认为硅片表面的这些残留物是由于刻蚀不干净造成的，但是经过研究发现，这些残留物是 聚合物，并非待刻蚀的材料或者刻蚀气体与硅片表面材料形成的物质，经过大量研究发现 造成这些残留物原因如下刻蚀设备的覆盖环上覆盖环120和聚焦环130材料都为石英，在 刻蚀氮化硅过程中会在聚焦环130表面形成有聚合物(Polymer)，形成在聚焦环130表面的 聚合物会掉落在需要刻蚀的硅片四周边缘，从而造成残留物，影响刻蚀质量；而且聚集有聚 合物的聚焦环130会需要经常清洁，提高了设备的清洁次数，清洗次数过多也会影响聚焦 环130的使用寿命，提高花费。针对上述原因产生的技术问题，提出如下技术方案。本专利技术提供了一种刻蚀设备，包括位于刻蚀腔体内的用于放置硅片的静电卡盘， 所述静电卡盘具有肩部的台阶状圆台；设于静电卡盘上的的覆盖环，所述覆盖环的内缘设 置有承载部，所述承载部具有承载面，在所述覆盖环设于静电卡盘上时与静电卡盘的圆台 面齐平。可选的，所述承载部的尺寸与所述硅片匹配。可选的，所述覆盖环表面无锁孔。可选的，所述覆盖环材料选自石英。本专利技术提供一种氮化硅的刻蚀方法，包括提供衬底，所述衬底表面依次形成有氧 化硅层和氮化硅层；在所述氮化硅层表面形成光刻胶图形；以所述光刻胶图形为掩膜，采 用前述的刻蚀设备刻蚀所述氮化硅直至暴露出氧化硅层。可选的，所述刻蚀工艺的具体参数为刻蚀腔室内的磁场为0高斯至50高斯，刻蚀腔室压力为10毫托至200毫托，刻蚀气体包括CF4、CHF3和CH3F,其中CF4流量为Osccm至 IOOsccm, CHF3流量为Osccm至lOOsccm，CH3F流量为Osccm至lOOsccm，辅助气体包括Ar和 O2，其中Ar流量为Osccm至200sccm, O2流量为Osccm至150sccm,刻蚀能量为50瓦至800瓦。可选的，所述氮化硅的形成工艺为化学气相沉积工艺。可选的，所述光刻胶的形成步骤包括在所述氮化硅层表面形成一层光刻胶层； 接着通过曝光将掩膜版上的与刻蚀氮化硅层对应的图形转移到光刻胶层上，然后利用显影 液将相应部位的光刻胶层去除，以形成光刻胶图形。 可选的，所述形成光刻胶的工艺可以为旋涂工艺。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况 下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。其次，本专利技术利用示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应 限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。图2为本专利技术提供的刻蚀设备一实施例的结构示意图，如图2所示，本专利技术提供的 刻蚀设备包括刻蚀腔体400、静电卡盘401以及覆盖环402。所述刻蚀腔体400用于进行化学气相沉积，其为密封结构，通过等离子体发生器 (未图示)等离子体化刻蚀气体，将衬底(未图示)表面选定区域的图形刻蚀去除。静电卡盘401，位于刻蚀腔体400的底部，用于放置待刻蚀的衬底；所述静电卡盘 401形状为具有肩部的台阶状圆台，所述静电卡盘401表面设置有吸附装置，用于吸附待刻 蚀的衬底。覆盖环402，所述覆盖环402直接设置于静电卡盘401肩部，所述覆盖环402的覆 盖所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种刻蚀设备，其特征在于，包括：位于刻蚀腔体内的用于放置硅片的静电卡盘，所述静电卡盘具有肩部的台阶状圆台；设于静电卡盘上的覆盖环，所述覆盖环的内缘设置有承载部，所述承载部具有承载面，在所述覆盖环设于静电卡盘上时与静电卡盘的圆台面齐平。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金强，周国平，薛锋，王惠芳，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]