一种金属刻槽方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109801844A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201910108225.1(22)申请日2019.02.03(71)申请人南通大学地址226019江苏省南通市啬园路9号(72)发明人朱友华秦佳明刘轩李毅王美玉(74)专利代理机构南京同泽专利事务所(特殊普通合伙)32245代理人蔡晶晶(51)Int.Cl.H01L21/3213(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种金属刻槽方法(57)摘要本发明涉及一种金属刻槽方法，包括以下步骤：S1、使用光刻胶作为掩膜，利用刻蚀气体在金属表面刻蚀，形成槽；S2、利用氧化气体对槽壁和槽底的金属进行氧化，形成金属氧化物；S3、利用刻蚀气体对槽底的金属氧化物进行刻蚀，去除所述槽底的金属氧化物，保留槽壁的金属氧化物；S4、重复步骤S2和S3，直到刻槽深度达到要求为止。本发明通过循环次数来控制刻蚀深度，利用电感耦合等离子刻蚀机（ICP）刻蚀材料时是各向异性的特点，侧壁的刻蚀作用低于Bias方向。因此在刻蚀时，底部的金属氧化物被受到较强的轰击作用，很容易被刻蚀掉，而对侧壁的金属氧化物刻蚀作用非常小。故，侧壁的金属氧化物得以保留，防止内部的金属被刻蚀，从而能够控制线宽。CN109801844ACN109801844A权利要求书1/1页1.一种金属刻槽方法，包括以下步骤：S1、使用光刻胶作为掩膜，利用刻蚀气体在金属表面刻蚀，形成槽；S2、利用氧化气体对槽壁和槽底的金属进行氧化，形成金属氧化物；S3、利用刻蚀气体对槽底的金属氧化物进行刻蚀，去除所述槽底的金属氧化物，保留槽壁的金属氧化物；S4、重复步骤S2和S3，直到刻槽深度达到要求为止。2.根据权利要求1所述的金属刻槽方法，其特征在于：步骤S3中，刻蚀槽底的金属氧化物后继续对槽底露出的金属进行刻蚀。3.根据权利要求1所述的金属刻槽方法，其特征在于：所述氧化气体为O2，刻蚀气体为Cl2或BCl3，或两者的混合。4.根据权利要求1所述的金属刻槽方法，其特征在于：步骤S2和步骤S3中，使用电感耦合等离子刻蚀机对金属进行氧化和刻蚀。5.根据权利要求4所述的金属刻槽方法，其特征在于：步骤S2中，氧化的工艺条件是：氧气流量为70-100sccm，等离子刻蚀机的输出功率为80-120W，等离子刻蚀机反应腔的偏压功率为40-60W，等离子刻蚀机反应腔的气压为40-60mtorr，氧化时间为10-20s；步骤S3中，刻蚀的工艺条件是：Cl2的气体流量为15-40sccm，BCl3的气体流量为90-100sccm，等离子刻蚀机的输出功率为400-600W，等离子刻蚀机反应腔的偏压功率为40-60W，等离子刻蚀机反应腔的气压为10-20mtorr，刻蚀时间为30-60s。6.根据权利要求5所述的金属刻槽方法，其特征在于：步骤S3完成后，在腔体内进行CF4等离子体处理，置换腔体内刻蚀气体。7.根据权利要求5所述的金属刻槽方法，其特征在于：步骤S2和步骤S3交替执行的间隙，使用惰性气体对金属槽进行吹扫。8.根据权利要求5所述的金属刻槽方法，其特征在于：步骤S3进行时，向等离子刻蚀机反应腔内通入侧壁保护剂，所述侧壁保护剂为N2、CHF3或CH4中的一种或其混合。9.根据权利要求7所述的金属刻槽方法，其特征在于：刻槽结束后，去除金属表面的光刻胶，并清洗。10.根据权利要求1所述的金属刻槽方法，其特征在于：所述金属为Al。2CN109801844A说明书1/4页一种金属刻槽方法技术领域[0001]本发明涉及铝的刻蚀，特别是一种减少金属刻蚀侧腐的方法。背景技术[0002]金属层的干法刻蚀工艺是广泛应用于半导体技术领域的一种基本工艺。以率层的干法刻蚀为例，由于AlCl3(三氯化铝)在真空下的沸点约为50℃，具有挥发性，因此一般刻蚀铝层采用的是Cl2(氯气)。通过将Cl2气体通过刻蚀的反应腔室中，将反应强室内的各项工艺参数(如压力、温度、上下电极射频功率、气体流量等)调整至刻蚀所需的值，使Cl2与Al反应生成可挥发的AlCl3，形成对Al层的刻蚀。[0003]但是由于Al层的刻蚀在Cl2的参与下极易进行，刻蚀速率较快，造成无法对Al层进行精细的刻蚀。[0004]为此中国发明专利申请CN106548936A公开了一种金属层的刻蚀方法，首先将待刻蚀的金属层的表面氧化成金属氧化物，然后刻蚀去除该金属氧化物，使金属层的厚度减薄，通过循环执行前述过程，达到逐步刻蚀金属层，使金属层的厚度逐步减薄至所需的厚度的目的。相比现有技术，该方案能够对金属层进行较精细的刻蚀，提高了刻蚀后金属层表面的平滑的均匀度。[0005]虽然上述方案可以实现对金属层的精细刻蚀，然而该方案直接应用于刻槽