[发明专利]一种可控形貌的刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，涉及一种可得到多样性形貌的ICP刻蚀技术，通过调节ICP源功率、偏压源功率实现。

背景技术

等离子体通常被认为是除固态、液态、气态外物质的第四态。简单地说，它是一种带电气体，包含有大量的离子、电子及中性粒子。人工获得等离子体的方法有许多，其中辉光放电应用最广，ICP刻蚀就是利用了辉光放电方式产生等离子体。具体而言，在等离子体反应腔中，通过给反应气体施加强外加电场或磁场的方式产生等离子体。外加电场或磁场提供给电子足够的能量，使其与反应气体的原子、分子作用，产生化学活性粒子（自由基、离子、活化分子等基团），化学活性粒子的产生，使得原本需在高温下进行的化学反应得以在室温下进行，从而进行对材料的刻蚀。ICP刻蚀系统的主要条件参数有：刻蚀气体的种类及其组分、气体流量、工作压强、ICP源功率、偏压源功率（或衬底直流偏压）、衬底温度等。ICP刻蚀系统具有结构简单、性价比高、均匀性好、可独立控制离子密度和离子能量及操作简便等特点，已成为目前较为理想的干法刻蚀技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用ICP刻蚀中ICP源功率、偏压源功率的可调实现被刻蚀材料形貌多样化；一方面避免了因形貌不一，对阻挡层做出的调整；另一方面扩大了ICP刻蚀系统在多样化形貌刻蚀中的应用。

本发明所采用的技术方案为：一种可控形貌的刻蚀方法，将具有光阻图案的材料送入ICP刻蚀机台进行图案化刻蚀，调整ICP源功率以及偏压源功率实现多步刻蚀。

采用保持源功率以及偏压功率恒定直到刻蚀结束、源功率保持不变，偏压源功率动态变化、源功率和偏压源功率均发生改变的三种情况实现被刻蚀材料形貌的慢慢渐变。

本发明的有益效果是：不需要改变阻挡层性质，而是利用ICP系统本身性能，比现有的采用一步、调整阻挡层刻蚀易于操作，效率更高，有望在生产中成为种多样化形貌刻蚀的技术手段。

附图说明

图1为ICP刻蚀能得到的多种形貌；

图2为源功率和偏压源功率不变时所得到形貌；

图3为源功率不变和偏压源功率可调时所得到形貌；

图4为源功率和偏压源功率均可调时所得到形貌。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

本实例中使用的ICP刻蚀设备为外购，ICP刻蚀整个过程中采用恒定的源功率和偏压源功率，其中源功率为1200W，偏压源功率为600W。实例中的流程均按照实际生产工艺进行：首先在黄光区完成阻挡层（光阻）图案工艺，然后将具有光阻图案的材料送入ICP刻蚀机台进行图案化刻蚀，最后将所刻蚀的形貌置于扫描电子显微镜下进行检验。黄光区光阻图案工艺主要包括涂胶、曝光和显影三道流程，其中显影完成后需要对光阻图案进行检验，挑选出合格的送去ICP刻蚀。ICP刻蚀包括：系统稳定、刻蚀和清洁三道主要过程，其中ICP刻蚀过程采用外购的机台，选择预先编辑好的制程，选择刻蚀气体为Cl2/BCl3，且维持源功率和偏压功率恒定直到刻蚀结束，然后对所刻蚀的形貌使用扫描电子显微镜进行检查，得到被刻蚀材料形貌为图2所示。

实施例2

本实例刻蚀过程与实例1中相似，不同之处在于本次刻蚀所希望得到的形貌不同于图2，因此采用了ICP刻蚀系统功率改变来实现。具体而言，ICP刻蚀过程使用的源功率保持不变，仍然使用1200W，但是其偏压源功率是动态变化的，从刻蚀初的450W改变至刻蚀结束后的600W。偏压源功率的改变在本实例中是采用一定时间内，由机台本身系统来完成，这样就涉及到多步刻蚀过程，使得最后偏压源功率的改变涵盖整个刻蚀。刻蚀结束后取出相应片子进行形貌检查，置于扫描电子显微镜下，观察到被刻蚀材料形貌如图3所示。

实施例3

本实例刻蚀过程与实例1中相似，不同之处在于本次刻蚀希望得到的形貌不同于图2和图3，因此仍然想借助实例2的情况来考虑ICP刻蚀系统中改变源功率和偏压源功率来实现。借鉴实例1和实例2中图形的走势，本实例采用的具体方式是：ICP刻蚀过程使用的源功率起初为1000W，偏压源功率起初为600W，利用这个功率先进行预刻蚀一定时间，对光阻进行修饰；然后按照设置的程序参数将源功率升高为1200W，偏压源功率降低为400W，保持此功率直到刻蚀过程结束。刻蚀结束后取出相应片子进行形貌检查，置于扫描电子显微镜下，观察到被刻蚀材料形貌如图4所示。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。