[发明专利]刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工领域，具体地，涉及一种刻蚀方法。

背景技术

碳化硅(SiC)材料具有禁带宽度大、击穿场强高、介电常数小等 优点，在制备高温、高频、大功率、抗辐射的半导体器件及紫外光电 探测器等方面具有极其广泛的应用，被誉为前景十分广阔的第三代半 导体材料。刻蚀技术是碳化硅器件研制中的一项关键支撑技术，在碳 化硅器件制备过程中，快速高选择比的刻蚀技术是必不可少的。刻蚀 工艺的刻蚀精度、刻蚀损伤以及刻蚀表面的残留物均对碳化硅器件的 研制及性能有致命的影响。然而碳化硅材料由于硬度高、化学性质稳 定，湿法刻蚀无法达到要求，目前常采用的碳化硅刻蚀方法大多为干 法刻蚀。

图1展示了等离子体干法刻蚀设备的基本原理图(ICP方式)， 通过机台中央上部的喷嘴1喷入刻蚀基片6所需工艺气体，同时在机 台上部线圈2通入射频，使得喷入刻蚀腔3内部的工艺气体激发成为 等离子体4，利用射频电源7为支撑基片6的静电卡盘5提供射频， 产生偏置电压，使等离子体轰击基片6的表面，使基片6上能够刻蚀 出所需的图形。刻蚀工艺完成后，利用分子泵8和干泵9将副产物排 出刻蚀腔3。在刻蚀过程中，反应会放出或者吸收热量，因此静电卡 盘5底部需要接冷却器10来保持温度，保证刻蚀的均匀性。

中国专利申请CN02809053.5中公开了一种刻蚀SiC基片的刻 蚀方法，在所述刻蚀方法中，低k介电层为掩膜层对SiC基片进行刻 蚀，刻蚀参数如表1所示：

表1

由表1可知，在利用上述刻蚀方法对SiC基片进行刻蚀时，刻 蚀速率仅能达到140nm/min，这仅能满足在SiC基片上刻蚀浅沟槽(深 度小于10μm的沟槽)的要求，并不能满足在SiC基片上刻蚀深沟槽 (深度大于10μm的沟槽)的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刻蚀方法，该刻蚀方法适于在基片 上刻蚀深沟槽。

为了实现上述目的，提供一种刻蚀方法，其中，所述刻蚀方法 包括：

步骤1：在基片上形成金属材料层；

步骤2：对所述金属材料层进行构图工艺以形成第一图形；

步骤3：以具有所述第一图形的金属材料层为掩膜，对所述基片 进行干法刻蚀；

步骤4：去除所述基片上剩余的所述金属材料层。

优选地，所述步骤3中，所述金属材料与所述基片之间的刻蚀 选择比为(70～80)：1。

优选地，所述基片由碳化硅制成，所述金属材料为镍。

优选地，在所述步骤3中，进行干法刻蚀的工艺气体包括SF₆和O₂。

优选地，所述SF₆的流量占总气体流量的80～90％，所述O₂的 流量占总气体流量的10％～20％。

优选地，所述SF₆的流量范围为50～500sccm，所述O₂的流量的 范围为10～500sccm，上电极功率在800～2000W的范围内，下电极功 率在100～500W的范围内，腔室压力为4～15mT。

优选地，所述步骤1采用磁控溅射的方式或蒸发镀膜的方式在 所述基片上形成所述金属材料层。

优选地，所述步骤2包括：

步骤21：在所述金属材料层上使用光刻胶定义所述第一图形；

步骤22：对所述金属材料层进行干法刻蚀以形成所述第一图形；

步骤23：去除所述金属材料层上剩余的所述光刻胶。

优选地，在所述步骤23中：

采用干法刻蚀去除所述金属材料层上剩余的所述光刻胶，所述 干法刻蚀的工艺气体包括O₂；或者

采用湿法刻蚀去除所述金属材料层上剩余的所述光刻胶，所述 湿法刻蚀采用的试剂包括丙酮。

优选地，在所述步骤4中：

采用干法刻蚀去除所述基片上剩余的所述金属材料层，所述干 法刻蚀的工艺气体包括Ar；或者

采用湿法刻蚀去除所述基片上剩余的所述金属材料层，所述湿 法刻蚀采用的试剂包括硝酸。