[发明专利]干法刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，特别涉及一种半导体器件制造过程中干法刻蚀方法。

背景技术

刻蚀是半导体器件制造工艺中用化学溶液或气体从半导体晶圆除去不需要的部分的工艺。通常主要用进行化学刻蚀的湿刻蚀，可以使电路图形变得更精细的干刻蚀得至越来越广泛的使用。干法刻蚀不用化学溶液而用腐蚀性气体或等离子体。

湿刻蚀中，用强酸的化学反应进行各向同性刻蚀，即使被掩模覆盖的部分也可以被刻蚀。相反，干法刻蚀用反应离子刻蚀，其中，用例如等离子态的卤素的腐蚀性化学气体和等离子态离子进行刻蚀。因此，干法刻蚀可以实现只在衬底上按垂直方向进行刻蚀的各向异性刻蚀，所以，干法刻蚀适用于要求高精度的精细工艺，例如，适用于甚大规模集成电路(VLSI)工艺。

专利号为98124176的中国专利公开了在布线工艺中干法刻蚀金属层的方法。如图1A所示，在已经完成第一层铝布线的晶圆100上用化学气相沉积法氧化硅层102，作为层间介电层用于器件间的隔离；在氧化硅层102上溅射厚度为金属层104，所述金属层104的材料为铝或铝铜合金；接着在金属层104上用化学气相沉积法形成抗反射层106；用旋涂法在抗反射层106上形成光阻层108。

如图1B所示，对光阻层108进行曝光处理，将光罩上的半导体器件图形转移至光阻层108上，经过显影工艺后，在光阻层108上形成光阻图形107。

如图1C所示，将带有氧化硅层102、金属层104、抗反射层106和光阻层108的晶圆100放入反应室中的晶圆承载器113上；以光阻层108为掩膜，在反应室中通入BCl₃和Cl₂混合气体，沿光阻图形107对抗反射层106和金属层104进行刻蚀至露出氧化硅层102。

如图1D所示，最后用灰化法去除光阻层108。

在反应室中通入BCl₃和Cl₂混合气体刻蚀抗反射层106和金属层104时，如果承载器113外围的接地环114上的聚焦环110离晶圆100距离过低甚至晶圆100高出聚焦环110，会造成刻蚀过程中产生金属层104残留；因此，现有技术将聚焦环110与晶圆100的距离调节范围为0～25mm，而聚焦环110与接地环114的距离调节范围为2～30mm，晶圆100不会高出聚焦环110，也就在后续刻蚀过程中不会产生金属层104残留。然而由于聚焦环110与晶圆100的距离调节范围为0～25mm，而聚焦环110与接地环114的距离调节范围为0～30mm，调节范围太宽，当调节至聚焦环110与晶圆100的距离大于4mm以上时，刻蚀气体产生的微粒被聚焦环110阻挡，而不容易被抽气泵111抽走，进而使这些微粒附着在晶圆表面。

现有干法刻蚀中，由于聚焦环与晶圆的距离调节范围或聚焦环与接地环的距离调节范围太宽，当聚焦环与晶圆的距离被调节至大于4mm以上时，刻蚀气体产生的微粒被聚焦环阻挡，而不容易被抽气泵抽走，进而使刻蚀气体微粒附着在晶圆表面，导致晶圆产生缺陷，影响晶圆的成品率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种干法刻蚀方法，防止刻蚀气体微粒附着在晶圆表面，导致晶圆产生缺陷，影响晶圆的成品率。

为解决上述问题，本发明提供一种干法刻蚀方法，包括下列步骤：将晶圆放入反应室的承载器上；将聚焦环与晶圆的距离调节范围调节至0～1.5mm，所述聚焦环位于承载器外围的接地环的支撑柱上；刻蚀晶圆。

聚焦环与晶圆的距离通过支撑柱来调节，所述支撑柱有3个。

聚焦环与接地环的距离调节范围为2mm～3.5mm。

所述反应室刻蚀压力为3毫托～500毫托。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明将聚焦环与晶圆的距离调节范围调节至0～1.5mm，这样聚焦环与晶圆的距离最大不超过4mm，刻蚀气体产生的微粒不被聚焦环阻挡，容易被抽气泵抽走，进而刻蚀气体微粒几乎不会附着在晶圆表面，提高了晶圆的成品率。

附图说明

图1A至图1D是现有技术干法刻蚀金属层的示意图；

图2是本发明干法刻蚀的流程图；

图3A至图3D是本发明干法刻蚀金属层的示意图；

图4A至图4E是本发明在布线工艺中干法刻蚀金属铝层的示意图。

具体实施方式