[发明专利]一种在等离子体刻蚀室内刻蚀氧化硅层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种低刻蚀率等离子体刻蚀装置

背景技术

在等离子体刻蚀工艺中，一些工艺，例如对光刻胶保护的氧化硅(Resist protective oxide简称RPO)的刻蚀，由于光刻胶保护的氧化硅厚度过小，为了便于控制刻蚀的进度，保证良好的刻蚀均匀性，需要很低的刻蚀速率，通常要低于1000埃/分，以保证刻蚀工艺的稳定性。在传统的等离子体刻蚀室内，要达到很低的刻蚀速率，即控制刻蚀室内的等离子体浓度很低，主要通过两种途径来实现：一种是输入低流速的刻蚀气体，另一种是控制较低的射频功率，或者两者配合进行。低流速的气体输入很难控制，将常用的大于27兆赫兹的射频功率调节到所需射频也很难保证操作的可重复性，因此，低刻蚀速率和刻蚀工件的均匀性是刻蚀RPO工艺中亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种在等离子体刻蚀室内刻蚀氧化硅层的方法，所述的氧化硅层位于光刻胶掩膜层下方，厚度小于100纳米；所述的等离子体刻蚀室包括一上电极和一下电极，所述的下电极上设置一静电吸盘，所述静电吸盘上放置待处理晶片；所述下电极连接一射频电源，所述射频电源的频率为小于27兆赫兹，功率小于1000瓦；所述等离子体刻蚀室内反应气体中氟碳化合物和氧气含量的比例范围为1∶3-10∶1。

所述等离子体刻蚀室内还包括氩气，所述氩气进入等离子体刻蚀室的流速为200-2000sccm。

所述的碳氟化合物包括CF₄，所述CF₄和氧化物含量范围比为1∶2-10∶1。

所述的碳氟化合物包括C₄F₈，所述C₄F₈和氧气含量范围比为1∶3-2∶1。

具体的，所述的下电极连接的射频功率频率为13.56兆赫兹。

所述等离子体刻蚀室内的气压小于100毫托。

所述的等离子体刻蚀室内的刻蚀速率低于1500埃/分钟。

所述的等离子体刻蚀室内的刻蚀速率为500埃/分钟。

所述的等离子体刻蚀室内的刻蚀速率为200埃/分钟。

所述下电极温度控制在10°-50°，所述上电极温度控制在80°-150°。

所述刻蚀氧化硅层的方法进一步包括刻蚀完氧化硅后去除光刻胶掩膜层的步骤，所需反应气体主要为含氧气体。

通过采用本发明所述的在等离子体刻蚀室内刻蚀氧化硅的方法，优点在于：较低的射频功率使得等离子体刻蚀室内等离子体浓度较低，再配合对反应气体流速控制，使得光刻胶保护的氧化硅层的刻蚀速率较慢，便于对刻蚀过程的控制；同时采用低频率的射频电源，还可以保证等离子体分布较均匀，从而使得待刻蚀工件均匀度较好。本发明所述的等离子体刻蚀室内氧气含量较高，用于在刻蚀完氧化硅后除去光刻胶掩膜层。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出本发明所述的刻蚀氧化硅层的等离子体刻蚀室结构示意图；

图2A示出本发明待刻蚀晶片在刻蚀前的结构示意图；

图2B示出本发明待刻蚀晶片在刻蚀后的结构示意图。

具体实施方式

本实施例以较佳的方式描述了一种在等离子体刻蚀室内刻蚀氧化硅层的方法，如图1所示为刻蚀氧化硅层的等离子体刻蚀室100，包括一上电极1和一下电极2，下电极2上设置一静电吸盘4，静电吸盘4上放置待处理晶片3，待处理晶片3自上而下包括光刻胶掩膜层11、氧化硅层12、以及氧化硅层下方的半导体器件层13，半导体器件中包括多晶硅电极等材料层。本发明所述的低刻蚀率等离子体刻蚀室主要用来刻蚀光刻胶层保护的氧化硅层。