一種氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種刻蝕方法,尤其涉及一種氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展,氮化鉭的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,由于氮化鉭薄膜比其他薄膜產(chǎn)品相比具有更高的穩(wěn)定性、更低的電阻溫度系數(shù)、可以在更嚴(yán)酷的自然條件下應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn),所以大功率的氮化鉭薄膜電阻可以帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]目前工業(yè)界比較常用的刻蝕方法對(duì)于刻蝕氮化鉭具有相當(dāng)?shù)碾y度,且氮化鉭刻蝕會(huì)產(chǎn)生大量鉭的聚合物殘?jiān)麵 (如圖1、圖2所示),而且去除難度很大,極容易造成器件的接觸問(wèn)題,降低器件的成品率。圖1中,標(biāo)號(hào)2為氮化鉭。
[0004]有鑒于此,如今迫切需要開(kāi)發(fā)一種新的刻蝕方法,以便克服現(xiàn)有刻蝕方法的上述缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法,可減少氮化鉭刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)品鉭的聚合物,降低后續(xù)清潔的難度。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法,所述刻蝕方法包括如下步驟:
[0008]步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應(yīng)離子刻蝕機(jī)臺(tái)的反應(yīng)腔室中;
[0009]步驟S2、向反應(yīng)腔室中通入反應(yīng)氣體10sccm CF4或SF6或(:12、1sccm 02、170sccmAR ;
[0010]步驟S3、將反應(yīng)腔室壓力控制在50mt,溫度控制在35°C ;
[0011 ] 步驟S4、用低偏置功率20?50瓦對(duì)硅片進(jìn)行刻蝕,源極功率根據(jù)刻蝕速率的需要調(diào)整,功率和刻蝕速率成正比;
[0012]步驟S5、經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間的刻蝕反應(yīng),得到含有很少量副產(chǎn)品的成型基片,所述副產(chǎn)品主要為鉭的聚合物,降低后續(xù)清潔的難度;
[0013]步驟S6、刻蝕后的清洗:清潔氣體包括氧氣和含氟F或/和氯Cl或/和溴Br元素的氣體;具體包括:
[0014]步驟S61、將干法刻蝕后的器件放入有各向同性刻蝕功能的腔室中;
[0015]步驟S62、向該腔室中通入清潔氣體,清潔氣體包括氧氣和含氟F或/和氯Cl或/和溴Br的氣體,含氟F或/和氯Cl或/和溴Br氣體的含量為清潔氣體的0.5?20% ;
[0016]步驟S63、控制所述腔室的溫度在70°C?250°C,控制所述腔室的壓力在0.5?3Torr ;
[0017]步驟S64、用等離子體對(duì)硅片進(jìn)行低能反應(yīng)刻蝕,去除器件表面和側(cè)壁的含有鉭的聚合物。
[0018]一種氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法,所述刻蝕方法包括如下步驟:
[0019]步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應(yīng)離子刻蝕機(jī)臺(tái)的反應(yīng)腔室中;
[0020]步驟S2、向反應(yīng)腔室中通入刻蝕氣體;主要刻蝕氣體為含有氟F或/和氯Cl或/和溴Br的氣體,輔助刻蝕氣體包括氧氣、氬氣、氮?dú)獾囊环N或多種;主要刻蝕氣體流量為10?300sccm ;輔助刻蝕氣體總流量為10?2000sccm ;反應(yīng)腔室的溫度控制在(TC?65°C;反應(yīng)腔室的壓力控制在10?300mTorr ;
[0021]步驟S3、用低偏置功率20?50瓦對(duì)硅片進(jìn)行刻蝕。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述步驟S3中,源極功率根據(jù)刻蝕速率的需要調(diào)整,功率和刻蝕速率成正比。
[0023]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述方法還包括:
[0024]步驟S4、經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間的刻蝕反應(yīng),得到含有很少量副產(chǎn)品的成型基片,所述副產(chǎn)品主要為鉭的聚合物,降低后續(xù)清潔的難度;
[0025]步驟S5、刻蝕后的清洗:清潔氣體包括氧氣和含氟F或/和氯Cl或/和溴Br元素的氣體。
[0026]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述刻蝕方法采用電感耦合反應(yīng)離子刻蝕臺(tái),該反應(yīng)離子刻蝕機(jī)臺(tái)的電感耦合包括兩個(gè)功率控制單元,即源極功率控制單元和偏置功率控制單元;所述源極功率控制單元的功率控制在10?3000W,所述偏置功率控制單元的功率控制在O?10ff0
[0027]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述刻蝕方法所用的氣體(主刻蝕氣體)流量為50?10sccm ;反應(yīng)腔室的溫度控制在30?60°C ;反應(yīng)腔室的壓力控制在10?lOOmTorr。
[0028]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述刻蝕方法還包括刻蝕后的清洗方法,具體包括:
[0029]將干法刻蝕后的器件放入有各向同性刻蝕功能的腔室中;
[0030]向該腔室中通入清潔氣體,清潔氣體包括氧氣和含氟F或/和氯Cl或/和溴Br的氣體,含氟F或/和氯Cl或/和溴Br氣體的含量為清潔氣體的0.5?20% ;
[0031]控制所述腔室的溫度在70°C?250°C,控制所述腔室的壓力在0.5?3Torr ;
[0032]用等離子體對(duì)硅片進(jìn)行低能反應(yīng)刻蝕,去除器件表面和側(cè)壁的含有鉭的聚合物。
[0033]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述刻蝕方法還包括刻蝕后的清洗方法,具體包括:
[0034]將干法刻蝕后的器件放入有各向同性刻蝕功能的反應(yīng)腔室中;
[0035]向該反應(yīng)腔室中通入清潔氣體,直至清潔氣體充滿反應(yīng)腔室,清潔氣體為氧氣和含氟F或/和氯Cl或/和溴Br的氣體,含氟F或/和氯Cl或/和溴Br氣體的含量為清潔氣體的I?10% ;
[0036]控制反應(yīng)腔室的溫度在80°C?150°C,控制反應(yīng)腔室的壓力在I?2Torr ;
[0037]用100?500瓦功率的等離子體對(duì)硅片進(jìn)行低能反應(yīng)刻蝕;經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間的反應(yīng)去除器件表面和側(cè)壁的含有鉭的聚合物。
[0038]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述清潔氣體為氧氣和CF4。
[0039]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)氮化鉭刻蝕工藝的優(yōu)化,氮化鉭刻蝕時(shí),鉭和反應(yīng)生成物會(huì)再次反應(yīng)生成含有鉭的聚合物,聚合物通常很難清潔。本發(fā)明可以最大程度的減少氮化鉭刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)品鉭的聚合物,降低后續(xù)清潔的難度。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為現(xiàn)有刻蝕工藝產(chǎn)生的鉭的聚合物殘?jiān)氖疽鈭D。
[0041]圖2為現(xiàn)有刻蝕工藝產(chǎn)生的鉭的聚合物殘?jiān)牧硪皇疽鈭D。
[0042]圖3為本發(fā)明刻蝕工藝基本不產(chǎn)生鉭的聚合物的示意圖。
[0043]圖4為本發(fā)明刻蝕工藝基本不產(chǎn)生鉭的聚合物的另一示意圖。
[0044]圖5為本發(fā)明氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0046]實(shí)施例一
[0047]本發(fā)明揭示了一種氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法,所述刻蝕方法采用電感耦合反應(yīng)離子刻蝕機(jī)臺(tái);該電感耦合反應(yīng)離子刻蝕機(jī)臺(tái)的電感耦合包括兩個(gè)功率控制單元,即源極功率控制單元和偏置功率控制單元;所述偏置功率控制單元的功率控制在20?50W (如功率控制在20W、30W、50W);同時(shí),所述刻蝕方法所用氣體為SF6或/和CF4或/和C12,氣體流量為50?10sccm (如50sccm、70sccm、80sccm、10sccm);反應(yīng)腔室的溫度控制在30°C?450C (如 30°C、35°C、40°C、45°C);反應(yīng)腔室的壓力控制在 10 ?10mTorr (如 lOmTorr、50mTorr、lOOmTorr)。本實(shí)施例中,所述偏置功率控制單元的功率控制在30W,所述刻蝕方法所用的氣體流量為80sccm ;反應(yīng)腔室的溫度控制在35°C;反應(yīng)腔室的壓力控制在50mTorr。
[0048]此外,所述刻蝕方法還可以包括刻蝕后的清洗方法,包括:將干法刻蝕后的器件放入有各向同性刻蝕功能的腔室中;向該腔室中通入清潔氣體,清潔氣體包括氧氣和CF4,CF4的含量為清潔氣體的0.5?20% ;控制所述腔室的溫度在70V?150°C,控制所述腔室的壓力在0.5?3Torr ;用等離子體對(duì)硅片進(jìn)行低能反應(yīng)刻蝕,去除器件表面和側(cè)壁的含有鉭的聚合物。具體地,本實(shí)施例中,所述清洗方法具體包括:將干法刻蝕后的器件放入有各向同性刻蝕功能的反應(yīng)腔室中;向該反應(yīng)腔室中通入清潔氣體,直至清潔氣體充滿反應(yīng)腔室,清潔氣體為氧氣和CF4, CF4的含量為清潔氣體的5% ;控制反應(yīng)腔室的溫度在100°C,控制反應(yīng)腔室的壓力在1.5Torr ;用500瓦功率的等離子體對(duì)硅片進(jìn)行低能反應(yīng)刻蝕;經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間的反應(yīng)去除器件表面和側(cè)壁的含有鉭的聚合物。
[0049]請(qǐng)參閱圖5,本發(fā)明氮化鉭反應(yīng)離子刻蝕方法具體包括如下步驟:
[0050]【步驟SI】將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應(yīng)離子刻蝕機(jī)臺(tái)的反應(yīng)腔室中。采用的電感耦合反應(yīng)離子刻蝕臺(tái)的電感耦合包括兩個(gè)功率控制單元,即源極功率控制單元和偏置功率控制單元;所述源極功率控制單元的功率控制在10?3000W,所述偏置功率控制單元的功率控制在O?100W。
[0051]【步驟S2】向反應(yīng)腔室中通入刻蝕氣體;主要刻蝕氣體為含有氟F或/和氯Cl或/和溴Br的氣體(如CF4或/和SF6或/和Cl2),輔助刻蝕氣體包括氧氣、氬氣、氮?dú)獾囊环N或多種;主要刻蝕氣體流量為10?300sccm (如lOsccm、100sccm、200sccm、300sccm);輔助刻蝕氣體總流量為 10 ?2000sccm (如 lOsccm、lOOs