[發明專利]一種在等離子體刻蝕室內刻蝕氧化硅層的方法

無效

• 申請號: 201110449965.5
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN103187264A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 王兆祥;杜若昕;劉俊良;劉志強
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造領域，尤其涉及一種低刻蝕率等離子體刻蝕裝置

背景技術

在等離子體刻蝕工藝中，一些工藝，例如對光刻膠保護的氧化硅(Resist?protective?oxide簡稱RPO)的刻蝕，由于光刻膠保護的氧化硅厚度過小，為了便于控制刻蝕的進度，保證良好的刻蝕均勻性，需要很低的刻蝕速率，通常要低于1000埃/分，以保證刻蝕工藝的穩定性。在傳統的等離子體刻蝕室內，要達到很低的刻蝕速率，即控制刻蝕室內的等離子體濃度很低，主要通過兩種途徑來實現：一種是輸入低流速的刻蝕氣體，另一種是控制較低的射頻功率，或者兩者配合進行。低流速的氣體輸入很難控制，將常用的大于27兆赫茲的射頻功率調節到所需射頻也很難保證操作的可重復性，因此，低刻蝕速率和刻蝕工件的均勻性是刻蝕RPO工藝中亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種在等離子體刻蝕室內刻蝕氧化硅層的方法，所述的氧化硅層位于光刻膠掩膜層下方，厚度小于100納米；所述的等離子體刻蝕室包括一上電極和一下電極，所述的下電極上設置一靜電吸盤，所述靜電吸盤上放置待處理晶片；所述下電極連接一射頻電源，所述射頻電源的頻率為小于27兆赫茲，功率小于1000瓦；所述等離子體刻蝕室內反應氣體中氟碳化合物和氧氣含量的比例范圍為1∶3-10∶1。

所述等離子體刻蝕室內還包括氬氣，所述氬氣進入等離子體刻蝕室的流速為200-2000sccm。

所述的碳氟化合物包括CF₄，所述CF₄和氧化物含量范圍比為1∶2-10∶1。

所述的碳氟化合物包括C₄F₈，所述C₄F₈和氧氣含量范圍比為1∶3-2∶1。

具體的，所述的下電極連接的射頻功率頻率為13.56兆赫茲。

所述等離子體刻蝕室內的氣壓小于100毫托。

所述的等離子體刻蝕室內的刻蝕速率低于1500埃/分鐘。

所述的等離子體刻蝕室內的刻蝕速率為500埃/分鐘。

所述的等離子體刻蝕室內的刻蝕速率為200埃/分鐘。

所述下電極溫度控制在10°-50°，所述上電極溫度控制在80°-150°。

所述刻蝕氧化硅層的方法進一步包括刻蝕完氧化硅后去除光刻膠掩膜層的步驟，所需反應氣體主要為含氧氣體。

通過采用本發明所述的在等離子體刻蝕室內刻蝕氧化硅的方法，優點在于：較低的射頻功率使得等離子體刻蝕室內等離子體濃度較低，再配合對反應氣體流速控制，使得光刻膠保護的氧化硅層的刻蝕速率較慢，便于對刻蝕過程的控制；同時采用低頻率的射頻電源，還可以保證等離子體分布較均勻，從而使得待刻蝕工件均勻度較好。本發明所述的等離子體刻蝕室內氧氣含量較高，用于在刻蝕完氧化硅后除去光刻膠掩膜層。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1示出本發明所述的刻蝕氧化硅層的等離子體刻蝕室結構示意圖；

圖2A示出本發明待刻蝕晶片在刻蝕前的結構示意圖；

圖2B示出本發明待刻蝕晶片在刻蝕后的結構示意圖。

具體實施方式

本實施例以較佳的方式描述了一種在等離子體刻蝕室內刻蝕氧化硅層的方法，如圖1所示為刻蝕氧化硅層的等離子體刻蝕室100，包括一上電極1和一下電極2，下電極2上設置一靜電吸盤4，靜電吸盤4上放置待處理晶片3，待處理晶片3自上而下包括光刻膠掩膜層11、氧化硅層12、以及氧化硅層下方的半導體器件層13，半導體器件中包括多晶硅電極等材料層。本發明所述的低刻蝕率等離子體刻蝕室主要用來刻蝕光刻膠層保護的氧化硅層。