改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法。


背景技术：

2.在集成电路芯片制造行业中，晶圆加工的整个流程普遍包括光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积、核心封装等工艺。在很多工艺中，通常需要将晶圆固定在反应腔室内的卡盘上对晶圆进行加工。静电卡盘是一种利用静电力固定晶圆的卡盘结构，消除了机械卡盘结构复杂、晶圆有效加工面积减少等缺点。
3.晶圆进入反应腔室后，静电卡盘通过高压直流电压对其进行吸附(chuck)固定，然后对晶圆进行加工，加工完成后静电卡盘施加反向的高压直流电压对晶圆进行解吸附(de-chuck)，然后晶圆与静电卡盘分离，最后晶圆利用机械手传出反应腔室。
4.晶圆上的光刻胶层曝光后，晶圆的表面会存在较强的负电荷，影响之后的工艺。
5.为解决上述问题，需要提出一种新型的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，用于解决现有技术中晶圆上的光刻胶层曝光后，晶圆的表面会存在较强的负电荷的问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，包括：
8.步骤一、提供刻蚀机台和晶圆，所述晶圆上形成有图形化的光刻胶层，所述晶圆表面存在负电荷；所述刻蚀机台的刻蚀腔中设置有静电吸附卡盘，所述静电吸附卡盘用于吸附或解吸附所述晶圆；
9.步骤二、利用所述静电卡盘吸附所述晶圆，之后刻蚀所述晶圆；
10.步骤三、利用所述静电吸附卡盘解吸附所述晶圆，使得所述晶圆表面的的所述负电荷降低至目标值。
11.优选地，步骤一中的所述晶圆为硅晶圆。
12.优选地，步骤一中利用在所述静电卡盘上施加直流电压对所述晶圆吸附。
13.优选地，步骤一种利用在所述静电卡盘上施加反向的直流电压对所述晶圆解吸附。
14.优选地，步骤二中的所述刻蚀所述晶圆的方法包括：在所述刻蚀腔中通入第一刻蚀气体，利用射频源将所述第一刻蚀气体电离为等离子体刻蚀所述晶圆。
15.优选地，步骤三中所述利用所述静电吸附卡盘解吸附所述晶圆，使得所述晶圆表面的的所述负电荷降低至目标值的方法包括：在所述刻蚀腔中通入第二刻蚀气体，保持所
述射频源为关闭状态，使得所述负电荷降低；在所述刻蚀腔中通入所述第二刻蚀气体，保持所述射频源为开启状态，将所述第二刻蚀气体电离为等离子体，使得利用所述静电吸附卡盘解吸附所述晶圆，使得所述晶圆表面的的所述负电荷降低至所述目标值。
16.优选地，步骤三中的所述第二刻蚀气体为氮气。
17.优选地，步骤三中的所述晶圆表面的平均电荷小于0.2v。
18.步骤一至三中的所述方法用于cmos图像传感器的制造。
19.如上所述，本发明的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，具有以下有益效果：
20.本发明在晶圆刻蚀完成后，通过解吸附步骤释放电荷，使得晶圆表面的电荷范围控制在目标值。
附图说明
21.图1显示为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
23.请参阅图1，本发明提供一种改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，包括：
24.步骤一、提供刻蚀机台和晶圆，晶圆上形成有图形化的光刻胶层，晶圆表面存在负电荷；刻蚀机台的刻蚀腔中设置有静电吸附卡盘，静电吸附卡盘用于吸附或解吸附晶圆；
25.示例性地，在光刻胶层显影后晶圆表面存在较强负电荷，bin2白色像素故障(bin2 white pixel fail)较高；core nldd光刻全曝全显后晶圆中心携带大量负电荷；光刻胶层较厚时电荷范围达到34v，整体携带-5v电荷。
26.在本发明的实施例中，步骤一中的晶圆为硅晶圆。
27.在本发明的实施例中，步骤一中利用在静电卡盘上施加直流电压对晶圆吸附。
28.在本发明的实施例中，步骤一种利用在静电卡盘上施加反向的直流电压对晶圆解吸附。
29.步骤二、利用静电卡盘吸附晶圆，之后刻蚀晶圆；刻蚀就是把基片上无光刻胶掩蔽的加工表面如氧化硅膜，金属膜等刻蚀掉，而使有光刻胶掩蔽的区域保存下来，这样便在基片表面得到所需要的成像图形。刻蚀的基本要求是，图形边缘整齐，线条清晰，图形变换差小，且对光刻胶膜及其掩蔽保护的表面无损伤和钻蚀。刻蚀方式有湿法化学刻蚀和干法化学刻蚀。干法刻蚀所用气体称刻蚀气体，通常多为氟化物气体，例如四氟化碳，三氟化氮，六氟乙烷，全氟丙烷，三氟甲烷等。
30.在本发明的实施例中，步骤二中的刻蚀晶圆的方法包括：在刻蚀腔中通入第一刻蚀气体，利用射频源将第一刻蚀气体电离为等离子体刻蚀晶圆。
31.步骤三、利用静电吸附卡盘解吸附晶圆，使得晶圆表面的的负电荷降低至目标值。
32.在本发明的实施例中，步骤三中利用静电吸附卡盘解吸附晶圆，使得晶圆表面的
的负电荷降低至目标值的方法包括：在刻蚀腔中通入第二刻蚀气体，保持射频源为关闭状态，使得负电荷降低；在刻蚀腔中通入第二刻蚀气体，保持射频源为开启状态，将第二刻蚀气体电离为等离子体，使得利用静电吸附卡盘解吸附晶圆，使得晶圆表面的的负电荷降低至目标值。
33.在本发明的实施例中，步骤三中的第二刻蚀气体为氮气。
34.在本发明的实施例中，步骤三中的晶圆表面的平均电荷小于0.2v。
35.在本发明的实施例中，步骤一至三中的方法用于cmos图像传感器的制造。
36.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
37.综上所述，本发明在晶圆刻蚀完成后，通过解吸附步骤释放电荷，使得晶圆表面的电荷范围控制在目标值。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
38.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于，至少包括：步骤一、提供刻蚀机台和晶圆，所述晶圆上形成有图形化的光刻胶层，所述晶圆表面存在负电荷；所述刻蚀机台的刻蚀腔中设置有静电吸附卡盘，所述静电吸附卡盘用于吸附或解吸附所述晶圆；步骤二、利用所述静电卡盘吸附所述晶圆，之后刻蚀所述晶圆；步骤三、利用所述静电吸附卡盘解吸附所述晶圆，使得所述晶圆表面的的所述负电荷降低至目标值。2.根据权利要求1所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤一中的所述晶圆为硅晶圆。3.根据权利要求1所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤一中利用在所述静电卡盘上施加直流电压对所述晶圆吸附。4.根据权利要求3所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤一种利用在所述静电卡盘上施加反向的直流电压对所述晶圆解吸附。5.根据权利要求1所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤二中的所述刻蚀所述晶圆的方法包括：在所述刻蚀腔中通入第一刻蚀气体，利用射频源将所述第一刻蚀气体电离为等离子体刻蚀所述晶圆。6.根据权利要求1所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤三中所述利用所述静电吸附卡盘解吸附所述晶圆，使得所述晶圆表面的的所述负电荷降低至目标值的方法包括：在所述刻蚀腔中通入第二刻蚀气体，保持所述射频源为关闭状态，使得所述负电荷降低；在所述刻蚀腔中通入所述第二刻蚀气体，保持所述射频源为开启状态，将所述第二刻蚀气体电离为等离子体，使得利用所述静电吸附卡盘解吸附所述晶圆，使得所述晶圆表面的的所述负电荷降低至所述目标值。7.根据权利要求6所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤三中的所述第二刻蚀气体为氮气。8.根据权利要求1所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤三中的所述晶圆表面的平均电荷小于0.2v。9.根据权利要求1所述的改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，其特征在于：步骤一至三中的所述方法用于cmos图像传感器的制造。

技术总结
本发明提供一种改善光刻胶显影后晶圆表面电荷问题的方法，提供刻蚀机台和晶圆，晶圆上形成有图形化的光刻胶层，晶圆表面存在负电荷；刻蚀机台的刻蚀腔中设置有静电吸附卡盘，静电吸附卡盘用于吸附或解吸附晶圆；利用静电卡盘吸附晶圆，之后刻蚀晶圆；利用静电吸附卡盘解吸附晶圆，使得晶圆表面的的负电荷降低至目标值。本发明在晶圆刻蚀完成后，通过解吸附步骤释放电荷，使得晶圆表面的电荷范围控制在目标值。目标值。目标值。


技术研发人员：李勇 余涛 陈希奎
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/22