[发明专利]薄场铝栅的铝刻蚀工艺及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及刻蚀工艺，特别是涉及一种薄场铝栅的铝刻蚀工艺及其应用。

背景技术

铝刻蚀是半导体制造领域主要的刻蚀工艺之一，主要作用是将设计的金属栅及连线图形转移到产品上，从而实现栅极或者连线的作用。6寸半导体制造工厂的铝刻蚀机一般为应用材料8330铝刻蚀机和LAM9600铝刻蚀机。

在半导体制造领域，应用材料8330铝刻蚀机用常规的方法能做的最大选择比Al/OX（铝比氧化层）为3/1，因为应用材料8330铝刻蚀机设备本身硬件构造的特性导致其各向异性能力很弱，在铝刻蚀过程中必须增加偏压，加强各向异性的刻蚀，才能保证铝形貌符合产品规范要求，这样则必然会导致较低的铝对氧化层的选择比。应用材料8330铝刻蚀机作业模式为炉式（单腔多片，一次最多可同时放18片），存在一定的片间差异。

薄场铝栅的铝刻蚀工艺，因为其衬底氧化层非常的薄，要求刻蚀对衬底损伤越小越好，对铝刻蚀机台工艺的铝对氧化层的选择比要求非常高。薄场铝栅产品的栅氧非常的薄，只有520埃左右，过低的选择比使得应用材料8330铝刻蚀机极难实现薄场铝栅的铝刻蚀。

2.5微米薄场铝栅工艺，铝下的栅氧仅且在干法刻蚀之后要保留以上的栅氧，即栅氧损失最大点只能为而现有技术中应用材料8330铝刻蚀机采用标准CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺进行铝刻蚀时，采用氯气、三氯化硼和三氟甲烷的混合气体来刻蚀金属铝，当刻蚀薄场铝栅的铝层时，存在铝对氧化层的选择比过低的技术问题，一般刻蚀的铝，栅氧损失一般在远大于栅氧允许的最大损失

现有技术的缺陷在于，薄场铝栅在应用材料8330铝刻蚀机上采用标准CMOS工艺作业时，铝对氧化层的选择比较低，导致栅氧易被刻穿，并损伤衬底，造成产品报废。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄场铝栅的铝刻蚀工艺及其应用，用以提高铝对氧化层的选择比，减少栅氧损失，提高产品良率。

本发明涉及一种薄场铝栅的铝刻蚀工艺，包括主刻蚀步骤和过刻蚀步骤，所述工艺使用应用材料8330铝刻蚀机进行，薄场铝栅的铝刻蚀条件如下：

在主刻蚀步骤中，氯气的流量为30～40标况毫升每分，三氯化硼的流量为125～150标况毫升每分，压力为35～45毫托，负偏压为-220～-180伏，自动捕捉终点；

在过刻蚀步骤中，氯气的流量为30～40标况毫升每分，三氯化硼的流量为125～150标况毫升每分，压力为35～45毫托，负偏压为-220～-180伏，过刻蚀时长为1分钟。

在本发明技术方案中，相对于标准CMOS工艺，降低负偏压，增加了氯气流量并增大了压力，大大提高了铝比氧化层的选择比，进而减少栅氧损失，避免损伤衬底，提高产品的良率。

作为优选，所述工艺使用应用材料8330铝刻蚀机进行，薄场铝栅的铝刻蚀条件如下：

在主刻蚀步骤中，氯气的流量为35标况毫升每分，三氯化硼的流量为130标况毫升每分，压力为40毫托，负偏压为-200伏，自动捕捉终点；

在过刻蚀步骤中，氯气的流量为35标况毫升每分，三氯化硼的流量为130标况毫升每分，压力为40毫托，负偏压为-200伏，过刻蚀时长为1分钟。

作为优选，所述工艺使用应用材料8330铝刻蚀机进行，薄场铝栅的铝刻蚀条件如下：

在主刻蚀步骤中，氯气的流量为30～40标况毫升每分，三氯化硼的流量为125～150标况毫升每分，氮气的流量为60～80标况毫升每分，压力为35～45毫托，负偏压为-220～-180伏，自动捕捉终点；

在过刻蚀步骤中，氯气的流量为30～40标况毫升每分，三氯化硼的流量为125～150标况毫升每分，氮气的流量为60～80标况毫升每分，压力为35～45毫托，负偏压为-220～-180伏，过刻蚀时长为1分钟。

在本发明优选的技术方案中，引入氮气，由于氮气可与铝条侧壁生成氮化铝，因此很好地保护了铝条侧壁，并获得了很好的均匀性。

作为进一步优选，所述工艺使用应用材料8330铝刻蚀机进行，薄场铝栅的铝刻蚀条件如下：

在主刻蚀步骤中，氯气的流量为35标况毫升每分，三氯化硼的流量为130标况毫升每分，氮气的流量为60～80标况毫升每分，压力为40毫托，负偏压为-200伏，自动捕捉终点；

在过刻蚀步骤中，氯气的流量为35标况毫升每分，三氯化硼的流量为130标况毫升每分，氮气的流量为60～80标况毫升每分，压力为40毫托，负偏压为-200伏，过刻蚀时长为1分钟。