[發(fā)明專利]蝕刻方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210035774.9
• 申請(qǐng)日: 2012-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103000482A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳世宏;陳建安;蕭穎;張郢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01J37/32
• 分類(lèi)號(hào): H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及蝕刻方法和裝置。

背景技術(shù)

自發(fā)明集成電路以來(lái)，由于各種電子元件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度方面的改進(jìn)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)。集成密度的這種改進(jìn)源于半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)的縮小(例如，向20nm及其以下的節(jié)點(diǎn)縮小工藝節(jié)點(diǎn))。隨著微型化需求的持續(xù)，工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步縮小可能增加制造集成電路的復(fù)雜度。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體制造工藝已變得更復(fù)雜，并因此需要復(fù)雜的設(shè)備和固定裝置。在半導(dǎo)體工藝中，集成電路制造在半導(dǎo)體晶圓上。在通過(guò)切割半導(dǎo)體晶圓分離出多個(gè)集成電路之前，半導(dǎo)體晶圓要經(jīng)過(guò)許多加工步驟。這些加工步驟可以包括光刻、蝕刻、摻雜和沉積不同材料。

蝕刻是一種能夠從晶圓去除一層或多層的加工步驟。有兩種蝕刻類(lèi)型：濕法蝕刻和干法蝕刻。濕法蝕刻是使用液態(tài)化學(xué)物品來(lái)去除晶圓頂部上的材料的蝕刻工藝。另一方面，干法蝕刻是使用等離子體和/或反應(yīng)性氣體從晶圓去除材料的蝕刻工藝。一般來(lái)說(shuō)，在蝕刻工藝完成之前半導(dǎo)體晶圓可能經(jīng)過(guò)許多蝕刻步驟。這些蝕刻步驟包括氮化物蝕刻、多晶硅蝕刻、間隔件蝕刻、接觸件蝕刻、通孔蝕刻、金屬蝕刻和類(lèi)似蝕刻。

等離子體是離子化的氣體，其產(chǎn)生離子。離子轟擊的強(qiáng)度主要是由等離子體腔室的直流偏壓決定的。直流偏壓與用于向等離子體腔室提供電能的射頻(RF)電源的幅度約成比例。在干法蝕刻工藝中，為了控制蝕刻速率，例如降低等離子體腔室的蝕刻速率，降低RF電源的幅度，以使等離子體腔室的直流偏壓也降低。結(jié)果，離子轟擊能量也降低了。離子轟擊能量的這種降低將降低置于等離子體腔室中的晶圓的蝕刻速率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，包括：

在等離子體工具中蝕刻氧化物層，所述等離子體工具具有射頻電源，所述射頻電源被配置成產(chǎn)生等離子體腔室的第一直流偏壓；

在所述等離子體工具中去除光刻膠層并且所述射頻電源被配置成產(chǎn)生所述等離子體腔室的第二直流偏壓；以及

在所述等離子體工具中蝕刻穿過(guò)襯膜并且所述射頻電源配置成產(chǎn)生所述等離子體腔室的第三直流偏壓。

在一可選實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括：配置所述等離子體腔室的所述第一直流偏壓和所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓，使得所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓小于所述等離子體腔室的所述第一直流偏壓。

在一可選實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括：配置所述等離子體腔室的所述第二直流偏壓和所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓，使得所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓小于所述等離子體腔室的所述第二直流偏壓。

在一可選實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括：形成銅層；在所述銅層上形成所述襯膜；在所述襯膜上形成所述氧化物層；以及在所述氧化物層上形成所述光刻膠層。

在一可選實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括：在蝕刻穿過(guò)所述襯膜的步驟期間降低所述等離子體腔室的壓力水平。

在一可選實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括：逐出在所述等離子體腔室壁上沉積的銅粒子；以及使用真空泵從所述等離子體腔室去除所述銅粒子。

在一可選實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括：采用降低的直流偏壓的等離子體蝕刻工藝減少?gòu)你~層濺射出的銅原子。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種裝置，包括：

氣體進(jìn)口，連接至等離子體腔室；

所述等離子體腔室包括：卡盤(pán)，被配置成是第一電極；以及壁，被配置成是第二電極；出口，連接至所述等離子體腔室；以及射頻電源，連接至所述等離子體腔室，其中，所述射頻電源被配置成：

產(chǎn)生用于氧化物層蝕刻工藝的所述等離子體腔室的第一直流偏壓；

產(chǎn)生用于光刻膠層去除工藝的所述等離子體腔室的第二直流偏壓；

以及，產(chǎn)生用于襯膜蝕刻工藝的所述等離子體腔室的第三直流偏壓。

在一可選實(shí)施方式中，所述射頻電源包括：高頻射頻電源；以及，低頻射頻電源，被配置成：產(chǎn)生用于所述氧化物層蝕刻工藝的所述等離子體腔室的所述第一直流偏壓；產(chǎn)生用于所述光刻膠層去除工藝的所述等離子體腔室的所述第二直流偏壓；以及產(chǎn)生用于所述襯膜蝕刻工藝的所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓。

在一可選實(shí)施方式中，對(duì)所述第一直流偏壓、所述第二直流偏壓和所述第三直流偏壓進(jìn)行配置使得：所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓小于所述等離子體腔室的所述第一直流偏壓；以及所述等離子體腔室的所述第三直流偏壓小于所述等離子體腔室的所述第二直流偏壓。