一種氮化鉭反應離子刻蝕方法技術

本發明專利技術揭示了一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，所述刻蝕方法包括如下步驟：步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應離子刻蝕機臺的反應腔室中；步驟S2、向反應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、氮氣的一種或多種；主要刻蝕氣體流量為10～300sccm；輔助刻蝕氣體總流量為10～2000sccm；反應腔室的溫度控制在0℃～65℃；反應腔室的壓力控制在10～300mTorr；步驟S3、用低偏置功率20～50瓦對硅片進行刻蝕。本發明專利技術可以最大程度的減少氮化鉭刻蝕過程中產生副產品鉭的聚合物，降低了后續清潔的難度。

【技術實現步驟摘要】
一種氮化鉭反應離子刻蝕方法
本專利技術屬于半導體工藝
，涉及一種刻蝕方法，尤其涉及一種氮化鉭反應離子刻蝕方法。
技術介紹
隨著半導體制造技術的不斷發展，氮化鉭的應用越來越廣泛，由于氮化鉭薄膜比其他薄膜產品相比具有更高的穩定性、更低的電阻溫度系數、可以在更嚴酷的自然條件下應用等優點，所以大功率的氮化鉭薄膜電阻可以帶來更高的經濟效益。目前工業界比較常用的刻蝕方法對于刻蝕氮化鉭具有相當的難度，且氮化鉭刻蝕會產生大量鉭的聚合物殘渣1（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題，降低器件的成品率。圖1中，標號2為氮化鉭。有鑒于此，如今迫切需要開發一種新的刻蝕方法，以便克服現有刻蝕方法的上述缺陷。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，可減少氮化鉭刻蝕過程中產生副產品鉭的聚合物，降低后續清潔的難度。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案：一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，所述刻蝕方法包括如下步驟：步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應離子刻蝕機臺的反應腔室中；步驟S2、向反應腔室中通入反應氣體100sccmCF4或SF6或Cl2、10sccmO2、170sccmAR；步驟S3、將反應腔室壓力控制在50mt，溫度控制在35℃；步驟S4、用低偏置功率20～50瓦對硅片進行刻蝕，源極功率根據刻蝕速率的需要調整，功率和刻蝕速率成正比；步驟S5、經過設定時間的刻蝕反應，得到含有很少量副產品的成型基片，所述副產品主要為鉭的聚合物，降低后續清潔的難度；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：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；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%；步驟S63、控制所述腔室的溫度在70℃～250℃，控制所述腔室的壓力在0.5～3Torr；步驟S64、用等離子體對硅片進行低能反應刻蝕，去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物。一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，所述刻蝕方法包括如下步驟：步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應離子刻蝕機臺的反應腔室中；步驟S2、向反應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、氮氣的一種或多種；主要刻蝕氣體流量為10～300sccm；輔助刻蝕氣體總流量為10～2000sccm；反應腔室的溫度控制在0℃～65℃；反應腔室的壓力控制在10～300mTorr；步驟S3、用低偏置功率20～50瓦對硅片進行刻蝕。作為本專利技術的一種優選方案，所述步驟S3中，源極功率根據刻蝕速率的需要調整，功率和刻蝕速率成正比。作為本專利技術的一種優選方案，所述方法還包括：步驟S4、經過設定時間的刻蝕反應，得到含有很少量副產品的成型基片，所述副產品主要為鉭的聚合物，降低后續清潔的難度；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。作為本專利技術的一種優選方案，所述刻蝕方法采用電感耦合反應離子刻蝕臺，該反應離子刻蝕機臺的電感耦合包括兩個功率控制單元，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0～100W。作為本專利技術的一種優選方案，所述刻蝕方法所用的氣體（主刻蝕氣體）流量為50～100sccm；反應腔室的溫度控制在30～60℃；反應腔室的壓力控制在10～100mTorr。作為本專利技術的一種優選方案，所述刻蝕方法還包括刻蝕后的清洗方法，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腔室中；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%；控制所述腔室的溫度在70℃～250℃，控制所述腔室的壓力在0.5～3Torr；用等離子體對硅片進行低能反應刻蝕，去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物。作為本專利技術的一種優選方案，所述刻蝕方法還包括刻蝕后的清洗方法，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腔室中；向該反應腔室中通入清潔氣體，直至清潔氣體充滿反應腔室，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1～10%；控制反應腔室的溫度在80℃～150℃，控制反應腔室的壓力在1～2Torr；用100～500瓦功率的等離子體對硅片進行低能反應刻蝕；經過設定時間的反應去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物。作為本專利技術的一種優選方案，所述清潔氣體為氧氣和CF4。本專利技術的有益效果在于：本專利技術提出的氮化鉭反應離子刻蝕方法，實現了對氮化鉭刻蝕工藝的優化，氮化鉭刻蝕時，鉭和反應生成物會再次反應生成含有鉭的聚合物，聚合物通常很難清潔。本專利技術可以最大程度的減少氮化鉭刻蝕過程中產生副產品鉭的聚合物，降低后續清潔的難度。附圖說明圖1為現有刻蝕工藝產生的鉭的聚合物殘渣的示意圖。圖2為現有刻蝕工藝產生的鉭的聚合物殘渣的另一示意圖。圖3為本專利技術刻蝕工藝基本不產生鉭的聚合物的示意圖。圖4為本專利技術刻蝕工藝基本不產生鉭的聚合物的另一示意圖。圖5為本專利技術氮化鉭反應離子刻蝕方法的流程圖。具體實施方式下面結合附圖詳細說明本專利技術的優選實施例。實施例一本專利技術揭示了一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，所述刻蝕方法采用電感耦合反應離子刻蝕機臺；該電感耦合反應離子刻蝕機臺的電感耦合包括兩個功率控制單元，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，所述刻蝕方法所用氣體為SF6或/和CF4或/和Cl2，氣體流量為50～100sccm（如50sccm、70sccm、80sccm、100sccm）；反應腔室的溫度控制在30℃～45℃（如30℃、35℃、40℃、45℃）；反應腔室的壓力控制在10～100mTorr（如10mTorr、50mTorr、100mTorr）。本實施例中，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；反應腔室的溫度控制在35℃；反應腔室的壓力控制在50mTorr。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70℃～150℃，控制所述腔室的壓力在0.5～3Torr；用等離子體對硅片進行低能反應刻蝕，去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物。具體地，本實施例中，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腔室中；向該反應腔室中通入清潔氣體，直至清潔氣體充滿反應腔室，清潔氣體為氧氣和CF4，CF4的含量為清潔氣體的5%；控制反應腔室的溫度在100℃，控制反應腔室的壓力在1.5Torr；用500瓦功率的等離子體對硅片進行低能反應刻蝕；經過設定時間的反應去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物。請參本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕方法包括如下步驟：步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電感耦合反應離子刻蝕機臺的反應腔室中；步驟S2、向反應腔室中通入反應氣體100sccm?CF4或SF6或Cl2、10sccm?O2、170sccm?AR；步驟S3、將反應腔室壓力控制在50mt，溫度控制在35℃；步驟S4、用低偏置功率20～50瓦對硅片進行刻蝕，源極功率根據刻蝕速率的需要調整，功率和刻蝕速率成正比；步驟S5、經過設定時間的刻蝕反應，得到含有很少量副產品的成型基片，所述副產品主要為鉭的聚合物，降低后續清潔的難度；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：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；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%；步驟S63、控制所述腔室的溫度在70℃～250℃，控制所述腔室的壓力在0.5～3Torr；步驟S64、用等離子體對硅片進行低能反應刻蝕，去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物。...

【技術特征摘要】
1.一種氮化鉭反應離子刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕方法采用電感耦合反應離子刻蝕機臺；該電感耦合反應離子刻蝕機臺的電感耦合包括兩個功率控制單元，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，所述刻蝕方法所用的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、氮氣的一種或多種；主要刻蝕氣體流量為10～300sccm；輔助刻蝕氣體總流量為10～2000sccm；反應腔室的溫度控制在0℃～65℃；反應腔室的壓力控制在10～300mTorr；所述刻蝕方法還可以包括刻蝕后的清洗方法，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腔室中；向該反應腔室中通入清潔氣體，直至清潔氣體充滿反應腔室，清潔氣體為氧氣和CF4，CF4的含量為清潔氣體的0.5％～20％；控制反應腔室的溫度在70℃～250℃，控制反應腔室的壓力在0.5～3Torr；用500瓦功率的等離子體對硅片進行低能反應刻蝕；經過設定時間的反應去除器件表面和側壁的含有鉭的聚合物；所述刻蝕方法包括如下步驟：步驟S1、將帶有氮化鉭膜的基片放入電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱鵬，王宇翔，張挺，楊鶴俊，
申請(專利權)人：上海矽睿科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31