一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種刻蝕方法，特別涉及一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在半導(dǎo)體器件刻蝕方法中，干法刻蝕技術(shù)由于其各向異性好，選擇比高，可控 性、靈活性、重復(fù)性好，細(xì)線條操作安全，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)化學(xué)廢液，處理過(guò)程未引入污染， 潔凈度高，正逐漸取代傳統(tǒng)的濕法刻蝕技術(shù)，但是在干法刻蝕中，光刻膠的厚度以及均勻性 會(huì)嚴(yán)重影響刻蝕的效果。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)在刻蝕晶圓的接觸孔時(shí)，由于線路的寬度、距離、以及需要蝕刻孔 或者槽的深度等參數(shù)微小，因此必須涂覆較薄的光刻膠層，圖案化后進(jìn)行刻蝕，而正因?yàn)楣?刻膠層比較薄，當(dāng)經(jīng)過(guò)后續(xù)方法處理后，光刻膠層容易出現(xiàn)缺損或者變形，導(dǎo)致光刻膠層下 方的半導(dǎo)體器件襯底，尤其是氧化層部分會(huì)產(chǎn)生腐蝕。
[0004] 另一方面經(jīng)研宄發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行干法刻蝕時(shí)，刻蝕氣體會(huì)與半導(dǎo)體器件表面產(chǎn)生一 種聚合物，但是由于刻蝕氣體中含有氧氣，隨著刻蝕的進(jìn)行，刻蝕氣體中的氧氣又會(huì)將這層 聚合物不斷地氧化消耗，重新使半導(dǎo)體器件暴露，刻蝕得以繼續(xù)進(jìn)行。
[0005] 因此，在半導(dǎo)體器件制作方法的過(guò)刻蝕這一步中，正因?yàn)橥扛驳墓饪棠z層比較薄， 如果對(duì)于刻蝕出的孔下方的物質(zhì)層的刻蝕選擇比設(shè)置比較低，控制性較差的時(shí)候，較薄的 光刻膠層以及不斷轟擊半導(dǎo)體器件表面的含氧刻蝕氣體往往會(huì)導(dǎo)致孔下方物質(zhì)層被刻穿， 使功能層喪失，造成后續(xù)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生短路或者斷路，甚至?xí)拱雽?dǎo)體器件完全作廢。
[0006] 針對(duì)以上問(wèn)題，有必要發(fā)明一種方法，能夠有效地保護(hù)半導(dǎo)體器件的表面以及蝕 刻孔或者槽的下方物質(zhì)層，進(jìn)行精確刻蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法，使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體對(duì)孔底或者槽底進(jìn) 行轟擊，使孔底或者槽底以及半導(dǎo)體器件器件表面產(chǎn)生保護(hù)性地聚合物，達(dá)到有效地保護(hù) 半導(dǎo)體器件的表面以及蝕刻孔底或者槽底物質(zhì)層的目的。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法，包括以
[0009] 下步驟：
[0010] 步驟S1 :提供一半導(dǎo)體襯底；
[0011] 步驟S2 :在所述半導(dǎo)體襯底上從下至上依次沉積導(dǎo)電層、隔離層、氧化層、底部消 反射涂層以及光刻膠層；
[0012] 步驟S3 :將所述光刻膠層圖案化，將待刻槽或者待刻孔部分露出；
[0013] 步驟S4 :依次刻蝕露出的底部消反射涂層以及部分氧化層，形成凹槽或者凹孔；
[0014] 步驟S5 :使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體對(duì)步驟S3形成的半導(dǎo)體器件進(jìn)行刻蝕，直到半導(dǎo) 體器件所有部位表面沉積一層聚合物；
[0015] 步驟S6 :用氧氣清洗掉所述凹槽或者凹孔底部表面聚合物；
[0016]步驟S7 :按照工藝需求依次刻蝕所述隔離層以及部分導(dǎo)電層；
[0017] 作為優(yōu)選，所述光刻膠為深紫外光刻膠。
[0018] 作為優(yōu)選，步驟S5中所述無(wú)氧氣的刻蝕氣體主要成分為C5F8、CO、Ar，它們的體積 流量比為（8 ~13) : (150 ~200) : (400 ~600)。
[0019] 作為優(yōu)選，所述聚合物能夠保護(hù)半導(dǎo)體器件表面，防止氧化層以及隔離層被刻蝕 氣體刻蝕。
[0020] 作為優(yōu)選，所述隔離層為SiN層，厚度為400A。
[0021] 作為優(yōu)選，步驟S7中所述氧化層與光刻膠層的刻蝕選擇比為8~11。
[0022] 作為優(yōu)選，步驟S7中所述氧化層與SiN的刻蝕選擇比為10~13。
[0023] 作為優(yōu)選，所述刻蝕為干法刻蝕。
[0024] 作為優(yōu)選，步驟S7中使用的刻蝕氣體為含有氧氣的刻蝕氣體。
[0025] 作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電層材料為鈷硅化物。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)在氧化層蝕刻出孔或者槽后， 在孔底或者槽底預(yù)留一層氧化層，然后使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體進(jìn)行轟擊，當(dāng)氧化層以及孔 底部分物質(zhì)被刻蝕后，孔底或者槽底以及半導(dǎo)體器件表面產(chǎn)生保護(hù)性的聚合物，這種聚合 物碳元素含量較高，而且此時(shí)刻蝕氣體中不含有氧氣，這層聚合物能完好地保留，不會(huì)被氧 氣所消耗，因此可以保護(hù)防止刻蝕氣體刻穿孔底或者槽底，也防止表面的氧化層產(chǎn)生腐蝕， 達(dá)到有效地保護(hù)半導(dǎo)體器件的表面以及蝕刻孔底或者槽底物質(zhì)層的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明提供的刻蝕方法步驟流程圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件原始結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖3為刻蝕部分氧化層后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖4為使用無(wú)氧氣刻蝕氣體刻蝕后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)圖；
[0031] 圖5為用氧氣清洗聚合物層后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)圖；
[0032] 圖6為刻蝕半導(dǎo)體器件襯底后的結(jié)構(gòu)圖。
[0033] 圖中：l-C〇Si層、2-SiN層、3-氧化層、4-底部消反射涂層、5-光刻膠層，6-聚合物 層。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下將對(duì)本發(fā)明的帶有一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0035] 下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例， 應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因 此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0036] 為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能 和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi) 發(fā)中，必須作出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的 限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi) 時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0037] 為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作 進(jìn)一步的說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖采用非常簡(jiǎn)化的形式且使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、 明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0038] 請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法，包括以下步驟：
[0039] 步驟1:請(qǐng)參照?qǐng)D2,提供一半導(dǎo)體襯底，表面從下至上依次沉積CoSi(鈷硅化物） 層1、SiN層2、氧化層3、底部消反射涂層4以及光刻膠層5;
[0040] 步驟2 :將光刻膠層5圖案化，將待刻槽或者待刻孔部分露出；
[0041] 步驟4:請(qǐng)參照?qǐng)D3,依次刻蝕露出的底部消反射涂層4以及部分氧化層3,形成凹 槽或者凹孔；
[0042] 步驟5:請(qǐng)參照?qǐng)D4,使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體對(duì)步驟3形成的半導(dǎo)體器件進(jìn)行刻蝕， 直到半導(dǎo)體器件所有部位表面沉積一層聚合物，這種聚合物碳元素含量較高，而且此時(shí)刻 蝕氣體中不含有氧氣，這層聚合物能完好地保留，不會(huì)被氧氣所消耗，因此可以保護(hù)防止刻 蝕氣體刻穿孔底或者槽底，也防止表面的氧化層產(chǎn)生腐蝕，達(dá)到有效地保護(hù)半導(dǎo)體器件的 表面以及蝕刻孔底或者槽底物質(zhì)層的目的。；
[0043] 步驟6 :請(qǐng)參照?qǐng)D5,用氧氣清洗掉所述凹槽或者凹孔底部表面聚合物層6 ;
[0044] 步驟7 :請(qǐng)參照?qǐng)D6,按照封裝工藝中激光打孔需求或者蝕刻孔工藝需求依次刻蝕 所述SiN層2以及部分CoSi層1，以便將半導(dǎo)體的功能層暴露，然后制作線路將功能層引到 外部。
[0045] 較佳地，所述光刻膠5為深紫外光刻膠。
[0046] 較佳地，步驟4中所述無(wú)氧氣的刻蝕氣體主要成分為C5F8、C0、Ar，它們的體積流量 比為（8 ~13) : (150 ~200) : (400 ~600)。
[0047] 較佳地，所述SiN層2厚度為400A。
[0048] 較佳地，步驟6中所述氧化層3與所述光刻膠層5的刻蝕選擇比為8~11。
[0049] 較佳地，步驟6中所述氧化層3與SiN層2的刻蝕選擇比為10~13。
[0050] 較佳地，所述刻蝕為干法刻蝕。
[0051] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則 本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟（Si):提供一半導(dǎo)體襯底； 步驟（S2):在所述半導(dǎo)體襯底上從下至上依次沉積導(dǎo)電層、隔離層、氧化層、底部消反 射涂層以及光刻膠層； 步驟（S3):將所述光刻膠層圖案化； 步驟（S4):依次刻蝕露出的底部消反射涂層以及部分氧化層，形成凹槽或者凹孔； 步驟（S5):使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體進(jìn)行刻蝕，直到半導(dǎo)體器件所有部位表面沉積一層 聚合物； 步驟（S6):用氧氣清洗掉所述凹槽或者凹孔底部表面聚合物； 步驟（S7):按照工藝需求依次刻蝕所述隔離層以及部分導(dǎo)電層。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，所述光刻膠為深紫外光刻 膠。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，步驟（S5)中所述無(wú)氧氣的 刻蝕氣體主要成分為C5F 8、⑶、Ar，它們的體積流量比為（8~13) : (150~200) : (400~ 600) 〇
4. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，所述聚合物保護(hù)所述半導(dǎo) 體器件，防止被刻蝕氣體刻蝕。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，所述隔離層為SiN層，厚度 為 400A。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，步驟（S7)中所述氧化層與 光刻膠層的刻蝕選擇比為8~11。
7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，步驟（S7)中所述與氧化層 SiN的刻蝕選擇比為10~13。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕為干法刻蝕。
9. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，步驟（S7)中使用的刻蝕氣 體為含有氧氣的刻蝕氣體。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件刻蝕方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層材料為鈷硅化 物。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體器件的刻蝕方法，在半導(dǎo)體襯底上依次沉積導(dǎo)電層、隔離層、氧化層、底部消反射涂層以及光刻膠層，將光刻膠層圖案化，刻蝕露出的消反射涂層以及部分氧化層，然后使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體繼續(xù)刻蝕，使得半導(dǎo)體器件所有部位表面沉積聚合物，用氧氣清洗掉凹槽或凹孔底部表面的聚合物，按照方法需求繼續(xù)刻蝕。本發(fā)明通過(guò)在氧化層蝕刻出凹孔或者凹槽后，在孔底或者槽底預(yù)留一層氧化層，然后使用無(wú)氧氣的刻蝕氣體進(jìn)行轟擊，當(dāng)氧化層以及孔底部分物質(zhì)被刻蝕后，孔底或者槽底以及半導(dǎo)體器件表面產(chǎn)生保護(hù)性地聚合物，可以保護(hù)防止刻蝕氣體刻穿孔底或者槽底，也防止表面的氧化層產(chǎn)生腐蝕，達(dá)到有效地保護(hù)半導(dǎo)體器件的表面以及蝕刻孔底或者槽底物質(zhì)層的目的。
【IPC分類】H01L21-311
【公開(kāi)號(hào)】CN104733306
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510189307
【發(fā)明人】肖培
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日