深槽刻蚀设备的静电释放方法

深槽刻蚀设备的静电释放方法
【专利摘要】本发明提供一种深槽刻蚀设备的静电释放方法，深槽刻蚀设备具有晶圆手指、静电吸附极板、手指安装环、晶圆支撑环和静电吸附极板支撑体；晶圆手指安装于晶圆支撑环上，晶圆手指在静电吸附极板支撑体由升起位置下降到降落位置时逐渐接触晶圆，静电吸附极板支撑体始终与深槽刻蚀设备的外壳相连接，外壳接地；其中，静电释放方法包括：无论静电吸附极板支撑体处于升起位置还是降落位置，将晶圆支撑环与静电吸附极板支撑体之间始终保持电连接。本发明能够消除刻蚀工艺后在静电吸附极板和晶圆上产生的大量静电，避免因静电释放不干净而发生的粘片现象。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造设备【技术领域】，具体来说，本发明涉及一种深槽刻蚀设备 的静电释放方法。 深槽刻蚀设备的静电释放方法

【背景技术】
[0002] 现有的深槽刻蚀（Deep Trench)设备（例如阿尔卡特AMS200型深娃等离子体刻 蚀机）一般包括晶圆手指（Wafer finger)、静电吸附极板（E-chuck)、手指安装环（Bridle)、 晶圆支撑环（Wafer support)和静电吸附极板支撑体（ESC SH)等零部件。其中，晶圆手指 安装于晶圆支撑环上，晶圆手指在静电吸附极板支撑体由升起位置（Up位置）下降到降落 位置（Down位置）时逐渐接触晶圆（Wafer)，而静电吸附极板支撑体始终与深槽刻蚀设备的 外壳相连接，该外壳接地。
[0003] 但是，在实际生产过程中发现，该深槽刻蚀设备在刻蚀工艺后，在静电吸附极板和 晶圆上会产生大量静电。目前的技术是将静电吸附极板上产生的静电采用自身回路释放， 但是使用三至四个月后，就会释放不干净而产生粘片现象（由粘片可导致跳片，最终导致 掉片）。而晶圆上的静电主要是由工艺菜单（Recipe)内设置的释放静电（Dechuck)命令来 消除。
[0004] 不过，深槽刻蚀设备的特点就是刻蚀工艺时间长，电离射频功率大。刻蚀工艺时间 的长短和电离射频（RF)功率的大小对于释放静电有着不同的结果，通常刻蚀工艺时间越 长，RF功率越大，释放静电的效果越差。
[0005] 以AMS200型深硅等离子体刻蚀机为例，有些工艺的射频功率要用2800W (上RF功 率产生器的功率）+100W(下RF功率产生器的功率）连续刻蚀近50分钟，由此产生的静电 如何消除，使之不粘片、跳片和掉片，是一个待解决的问题。
[0006] 造成上述问题的一个原因在于，上述晶圆支撑环与静电吸附极板支撑体之间并非 始终是电连接的。即静电吸附极板支撑体由升起位置下降到降落位置的过程中，晶圆支撑 环与深槽刻蚀设备的外壳脱离，因此晶圆和静电吸附极板无法通过该外壳对地放电。
[0007] 由此，亟需找到一种彻底消除工艺后静电的解决方案。


【发明内容】

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种深槽刻蚀设备的静电释放方法，能够消除 刻蚀工艺后在静电吸附极板和晶圆上产生的大量静电，避免因静电释放不干净而发生的粘 片现象。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明提供一种深槽刻蚀设备的静电释放方法，所述深槽 刻蚀设备具有晶圆手指、静电吸附极板、手指安装环、晶圆支撑环和静电吸附极板支撑体； 所述晶圆手指安装于所述晶圆支撑环上，所述晶圆手指在所述静电吸附极板支撑体由升起 位置下降到降落位置时逐渐接触晶圆，所述静电吸附极板支撑体始终与所述深槽刻蚀设备 的外壳相连接，所述外壳接地；
[0010] 其中，所述静电释放方法包括：
[0011] 无论所述静电吸附极板支撑体处于所述升起位置还是所述降落位置，将所述晶圆 支撑环与所述静电吸附极板支撑体之间始终保持电连接。
[0012] 在一个可选的变化例中，所述深槽刻蚀设备适用于6英寸及以下各种规格晶圆的 干法刻蚀。
[0013] 在一个可选的变化例中，所述深槽刻蚀设备的刻蚀深宽比能达到30。
[0014] 在一个可选的变化例中，所述手指安装环的材质为氧化铝，所述晶圆手指的个数 为4个。
[0015] 在一个可选的变化例中，所述深槽刻蚀设备为阿尔卡特AMS200型深硅等离子体 刻蚀机。
[0016] 在一个可选的变化例中，所述深槽刻蚀设备的工艺腔室内包括两个RF功率产生 器：上RF功率产生器和下RF功率产生器。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0018] 本发明通过适当地改变深槽刻蚀设备的设备结构，将静电吸附极板和晶圆上产生 的静电有途径对地（Ground)释放，从而消除了刻蚀工艺后在它们上产生的大量静电，避免 了因静电释放不干净而发生的粘片、跳片现象。
[0019] 本发明完善了刻蚀工艺后的静电释放系统，使之稳定可靠，从而彻底解决了因静 电而最终导致的掉片问题。

【具体实施方式】
[0020] 本发明的创作思路在于：消除静电最有效的方法就是直接对地（Ground)放电，而 引起跳片的时间点都是在动态中产生，所以应该在这个时间点上彻底消除静电，从而达到 解决问题的目的。
[0021] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节 以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于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发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因 此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
[0022] 在本发明中，深槽刻蚀（Deep Trench)设备可以以阿尔卡特（Alcatel)AMS200型 深硅等离子体刻蚀机为例进行阐述、说明，其工艺腔室（Chamber)内具有两个RF功率产生 器：上RF功率产生器和下RF功率产生器。另外，该AMS200型深硅等离子体刻蚀机适用于 6英寸及以下各种规格晶圆的干法刻蚀，其刻蚀深宽比能够达到30。
[0023] 该深槽刻蚀设备可包括晶圆手指（Wafer finger)、静电吸附极板（E-chuck)、手指 安装环（Bridle)、晶圆支撑环（Wafer support)和静电吸附极板支撑体（ESCSH)。晶圆手 指安装于晶圆支撑环上，晶圆手指在静电吸附极板支撑体由升起位置（Up位置）下降到降 落位置（Down位置）时逐渐接触晶圆（Wafer)，静电吸附极板支撑体始终与深槽刻蚀设备的 外壳相连接，该外壳接地。
[0024] 其中，该深槽刻蚀设备的静电释放方法主要包括：
[0025] 无论静电吸附极板支撑体处于升起位置还是降落位置，将晶圆支撑环与静电吸附 极板支撑体之间始终保持电连接。
[0026] 在工艺时，晶圆处于静电吸附极板上，不接触晶圆手指，静电吸附极板支撑体也处 于升起位置。而在传送晶圆片（传片）时，静电吸附极板支撑体由升起位置下降到降落位 置。在下降的过程中，晶圆逐渐接触到晶圆手指，而因为此时晶圆支撑环与静电吸附极板支 撑体之间始终保持电连接（不再脱离），故晶圆或者静电吸附极板上的静电得以经由深槽 刻蚀设备的外壳对地释放。也就是说，在整个晶圆传送过程中，晶圆手指始终接地，最终起 到了消除静电的作用，彻底解决了因静电引起的跳片问题。
[0027] 另外，在本实施例中，该手指安装环的材质可以为氧化铝（Alumina)，该晶圆手指 的个数可以为4个。
[0028] 本发明改进之后的优点是很明显的，至少包括以下两点：
[0029] 1.提高生产时间（up time):每次跳片需打开深槽刻蚀设备的工艺腔室，湿法清 洗腔室（wet clean chamber),包括截面分析（FA)，通常情况下这需要16小时左右才能使 设备重新生产。经过改进后，基本不存在因静电引起的跳片现象，从而大大提高了生产时 间。
[0030] 2.延长静电吸附极板的使用寿命：原来使用寿命在3个月左右，改进后理论上能 使用到吸不住晶圆为止，这样大大地降低了成本。
[0031] 综上所述，本发明通过适当地改变深槽刻蚀设备的设备结构，将静电吸附极板和 晶圆上产生的静电有途径对地（Ground)释放，从而消除了刻蚀工艺后在它们上产生的大 量静电，避免了因静电释放不干净而发生的粘片、跳片现象。
[0032] 本发明完善了刻蚀工艺后的静电释放系统，使之稳定可靠，从而彻底解决了因静 电而最终导致的掉片问题。
[0033] 本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离 本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化 及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种深槽刻蚀设备的静电释放方法，所述深槽刻蚀设备具有晶圆手指、静电吸附极 板、手指安装环、晶圆支撑环和静电吸附极板支撑体；所述晶圆手指安装于所述晶圆支撑 环上，所述晶圆手指在所述静电吸附极板支撑体由升起位置下降到降落位置时逐渐接触晶 圆，所述静电吸附极板支撑体始终与所述深槽刻蚀设备的外壳相连接，所述外壳接地； 其中，所述静电释放方法包括： 无论所述静电吸附极板支撑体处于所述升起位置还是所述降落位置，将所述晶圆支撑 环与所述静电吸附极板支撑体之间始终保持电连接。
2. 根据权利要求1所述的深槽刻蚀设备的静电释放方法，其特征在于，所述深槽刻蚀 设备适用于6英寸及以下各种规格晶圆的干法刻蚀。
3. 根据权利要求2所述的深槽刻蚀设备的静电释放方法，其特征在于，所述深槽刻蚀 设备的刻蚀深宽比能达到30。
4. 根据权利要求3所述的深槽刻蚀设备的静电释放方法，其特征在于，所述手指安装 环的材质为氧化铝，所述晶圆手指的个数为4个。
5. 根据权利要求4所述的深槽刻蚀设备的静电释放方法，其特征在于，所述深槽刻蚀 设备为阿尔卡特AMS200型深硅等离子体刻蚀机。
6. 根据权利要求5所述的深槽刻蚀设备的静电释放方法，其特征在于，所述深槽刻蚀 设备的工艺腔室内包括两个RF功率产生器：上RF功率产生器和下RF功率产生器。
【文档编号】H01L21/00GK104157547SQ201410424459
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】吴小勇, 李进标 申请人:上海先进半导体制造股份有限公司