專利名稱：晶片刻蝕機的操作方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種用于晶片刻蝕機的操作方法，尤其指一種在該晶片刻蝕機的預熱階段施加一較大功率以縮短該晶片刻蝕機的預熱時間的操作方法。
2.背景技術用于晶片刻蝕機的技術大致來說可以分為干法刻蝕(dry etching)與濕法刻蝕(wet etching)兩種。相對于濕法刻蝕類的晶片刻蝕機，干法刻蝕有較好的工藝控制，可以高精度地轉移光致抗蝕劑構圖的圖案，因此較適合應用于大規(guī)模集成電路(very large scale integrated circuit，VLSI)乃至超大規(guī)模集成電路(ultra large scale integrated circuit，ULSI)的制造。
所謂干法刻蝕的方法是利用射頻電源(radio frequency，RF)制造等離子體(plasma)造成灼熱放電(glow discharge)，產生反應物質以選擇性地去除晶片上的材料。
半導體工藝設備一般使用等離子體的原因，是等離子體可以提供獨特且易于控制的能量形式，符合目前半導體工藝趨于小尺寸的特征。且由于等離子體所能提供的能量范圍很廣，大部分能量提供的形式，是氣體分子經碰撞，轉變成離子或自由基的同時，經由電場的加速而能增加可使用的能量，另外經由前述電場方向的精密控制，受到加速的離子的撞擊半導體晶片的方向與能量同樣可以被輕易地控制。等離子體可以由不同的能量形態(tài)互相作用而產生，但是在半導體工藝中，等離子體的生成主要是經由外加電場或是磁場的能量提供，使得電子的動能足以克服其離子化所需的能量。
參照圖1，圖1為現有采用干法刻蝕方式的變壓器耦合等離子體(transformer coupled plasma，TCP)晶片刻蝕機10的示意圖。晶片刻蝕機10包括一內底12、一側墻14、一上頂16、一內底12與側墻14還有上頂16圍繞形成的真空室17、一環(huán)繞在上頂16上的感應線圈18、一設于感應線圈18與上頂16之間的介電板19以及一晶片托架22用來在刻蝕工藝中托撐晶片(未示出)。刻蝕機10另外包含有一射頻電源24送入感應線圈18，使得在適當氣體導入真空室17之后，因為這些氣體被電離或解離，以產生等離子體供刻蝕晶片使用，以及一偏壓電源26電連接在晶片托架22上。
射頻電源24作用于感應線圈18，因為電磁感應所產生的電磁場，使得真空室17在加入適當氣體之后，因為氣體分子被加速，進而激發(fā)氣體分子中的電子，產生高密度的等離子體，而偏壓電源26只要稍加偏壓就能使所產生出來的等離子體，對晶片進行刻蝕操作。
晶片刻蝕機10在開機后，首先利用射頻電源24在一固定時間內，對晶片刻蝕機10施加一固定功率，以對該晶片刻蝕機10進行預熱操作，之后才能同樣經由轉換射頻電源24提供的功率大小，以進行對晶片刻蝕的操作。在現有技術中，刻蝕機10在預熱時間內所被施加的功率，與晶片在進行刻蝕操作所被施加的功率相同，因此刻蝕機10需要一段很漫長的預熱時間。
在預熱階段所提供的功率大小，會影響到刻蝕機10完成初始化的時間，因為預熱時間不夠，就徑自進行晶片的刻蝕操作，很可能造成先完成刻蝕操作的晶片，與稍后才完成刻蝕操作的晶片，在電特性上有所不同，也就是產生所謂的特性偏離(drift)的現象。現行晶片制造工廠在遇到這類情況之后，大部分會將有特性偏離現象的晶片予以舍棄，如此一來將會影響到晶片廠的生產能力。
參照圖1、圖2與圖3，圖2為現有晶片刻蝕機10在開機后刻蝕速率隨時間的關系圖，圖3為現有技術的操作方法30在各個操作階段，所施加給晶片刻蝕機10的功率與時間的示意圖。
如圖3所示，在刻蝕機10開機后，刻蝕機10會先進行一段為時大約840秒且功率為800瓦的預熱方法32，之后才重復進行功率同樣為800瓦但僅為時60秒的清洗方法36及為時210秒且功率為600～700瓦的刻蝕方法34。如圖2中兩橫向虛線所示，當刻蝕機10進入時間24之后，刻蝕機10所刻蝕的晶片，才能落在晶片刻蝕所要求的范圍內，也就是在時間點24之后所進行刻蝕的晶片才不至于有過多特性偏離的情況。對半導體工藝來說，等待840秒的開機時間太過冗長，如此會浪費半導體工藝的時間成本。
3.發(fā)明內容因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種晶片刻蝕機的操作方法。經由增加刻蝕機在預熱階段的操作功率，可以使晶片刻蝕機的預熱時間縮短，使其能在較短時間內準備完畢，以進入晶片刻蝕階段。由于預熱時間縮短的緣故，使得能更有效地利用晶片刻蝕機，如此一來晶片廠的生產效能便能大大地提高。
本發(fā)明的操作方法是在晶片刻蝕機的預熱階段、清洗階段以及刻蝕階段分別提供一第一功率、一第二功率與一第三功率，其中第一功率大于現有技術中晶片刻蝕機同樣預熱階段所提供的功率大小，其目的在于讓采用本發(fā)明操作方法的晶片刻蝕機能夠較快地完成預熱操作，而能在一較短時間內進入預備刻蝕的狀態(tài)。
4.


圖1為現有變壓器耦合等離子體晶片刻蝕機的示意圖；圖2為圖1的晶片刻蝕機在開機后的刻蝕速率與時間的關系圖；圖3為圖1的晶片刻蝕機的操作方法在開機后的各個操作階段對刻蝕機所施加的功率與時間的示意圖；圖4為采用本發(fā)明操作方法的晶片刻蝕機在開機后的刻蝕速率與時間的關系圖；圖5為本發(fā)明的操作方法在各個操作階段對晶片刻蝕機所施加的功率與時間的示意圖。
附圖的符號說明52時間點 90刻蝕機的操作方法92預熱階段 94刻蝕階段96清洗階段5.具體實施方式
參照圖4，圖4為采用本發(fā)明操作方法的晶片刻蝕機在開機后的刻蝕速率與時間的關系圖。本發(fā)明的刻蝕機操作方法是在預熱階段對機器施加一比刻蝕階段大的第一功率，使晶片刻蝕機能在較短的時間內完成預熱，以便進入晶片刻蝕階段。
如圖4中兩橫向虛線所示，當刻蝕機進入時間點52之后，刻蝕機所刻蝕的晶片便能落在晶片刻蝕所要求的范圍內，也就是在時間點52之后所進行刻蝕的晶片才不至于有過多特性偏離的情況。如圖4所示，刻蝕機能很快地預熱來使機器很快地進入可有效進行刻蝕晶片的狀態(tài)。
參照圖5，圖5為本發(fā)明的操作方法在各個操作階段所施加的功率與施加功率的時間的示意圖。本發(fā)明的操作方法90同樣包括一在預熱階段92提供給刻蝕機的第一功率、一在刻蝕階段94提供的第二功率，以及一在清洗階段96提供的第三功率。
由于半導體晶片在制造過程中會對刻蝕機本身造成污染。此污染大致分為兩大類，一類是微粒，另一類則屬于膜。微粒包括硅屑、石英屑、空氣、灰塵、無塵室人員和刻蝕機的廢物，還有光致抗蝕劑與細菌等等。膜的污染則可視為晶片上的異物。正因為有這些污染源的存在，所以在每進行一片晶片的刻蝕操作之前，就要對刻蝕機進行清洗操作。當然，除了刻蝕機本身的清洗操作之外，晶片在刻蝕完畢后另外還要對其本身進行清洗，以除去包括金屬雜質、微塵粒與有機物在內的污染源，如此才能避免降低少數載流子的生存期或是降低柵極氧化層的擊穿電壓，甚至造成域值電壓(threshold voltage)的改變而使得裝置不穩(wěn)定或可靠性因此而下降。
由圖5可知，現有技術與本發(fā)明最大的差別在于本發(fā)明的操作方法90提供一介于900～1000瓦之間的第一功率(一般為1000瓦)用來在預熱階段92對晶片刻蝕機進行預熱操作，而現有技術的操作方法僅僅提供一800瓦的預熱功率，所以現有技術需要840秒的時間來完成所謂預熱的操作，而本發(fā)明的操作方法90僅僅需要300秒的時間就能完成機器的預熱。本發(fā)明的操作方法90對應的清洗階段96有一介于700～900瓦的第三功率(一般為800瓦)被提供給刻蝕機以在進行一片晶片刻蝕操作前進行刻蝕機的清洗，此第三功率比刻蝕階段94所提供的刻蝕功率也就是介于600～700瓦的第二功率(一般為600瓦)大，但是小于預熱階段92所提供的預熱功率，也就是介于900～1000瓦的第一功率。
與現有技術相比，本發(fā)明的刻蝕機的操作方法是在刻蝕機的預熱階段提供一較大的預熱功率，所以能縮短預熱所需的時間，由于刻蝕機能快速地進入要進行晶片刻蝕操作的環(huán)境條件范圍之內，晶片的生產效率會大幅提高。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡是根據本發(fā)明權利要求所做的等效變化與修改，均應屬于本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種用于晶片刻蝕機的操作方法，該操作方法包括在一預熱階段對該晶片刻蝕機施加一第一功率以縮短該晶片刻蝕機的預熱時間；在一刻蝕階段對該晶片刻蝕機施加一低于該第一功率的第二功率用以對一晶片進行刻蝕；以及在一清洗階段對該晶片刻蝕機施加一低于該第一功率且高于該第二功率的第三功率用以清洗該晶片刻蝕機。
2.根據權利要求1的操作方法，其中，該第一功率介于900～1000瓦。
3.根據權利要求1的操作方法，其中，該第二功率介于600～700瓦。
4.根據權利要求1的操作方法，其中，該第三功率介于700～900瓦。
5.根據權利要求1的操作方法，其中，在進入該刻蝕階段前先進入該清洗階段，以便在對該晶片進行刻蝕前先清洗該晶片刻蝕機。
6.根據權利要求1的操作方法，其中，先進入該預熱階段，才進入該清洗階段和該刻蝕階段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于晶片刻蝕機的操作方法，該操作方法包含有在一預熱階段對該晶片刻蝕機施加一第一功率以縮短該晶片刻蝕機的預熱時間，在一刻蝕階段對該晶片刻蝕機施加一低于該第一功率的第二功率以對一晶片進行刻蝕，以及在一清洗階段對該晶片刻蝕機施加一低于該第一功率而高于該第二功率的第三功率以清洗該晶片刻蝕機。
文檔編號H01L21/02GK1396634SQ01123129
公開日2003年2月12日 申請日期2001年7月16日 優(yōu)先權日2001年7月16日
發(fā)明者梁明中, 蔡信誼, 余旭升, 李俊鴻 申請人:旺宏電子股份有限公司