一種鋁刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體芯片制造業(yè)中，芯片線寬越來(lái)越小，集成度越來(lái)越高，對(duì)機(jī)臺(tái)的要求也越來(lái)越高。鋁刻蝕是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的主要刻蝕工藝之一，其金屬層大多使用純鋁、鋁銅、鋁硅、鋁硅銅等合金，而鋁刻蝕的主要作用就是將設(shè)計(jì)好的金屬連線圖形轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品上，從而實(shí)現(xiàn)連線或者柵極的作用。
[0003]在半導(dǎo)體制造業(yè)界，進(jìn)行0.8微米以下線寬鋁刻蝕的主流機(jī)臺(tái)為T(mén)CP9600、DPS等機(jī)臺(tái)，但這些機(jī)臺(tái)的價(jià)格昂貴，而應(yīng)用材料的8330價(jià)格則相對(duì)低，但其正常能作業(yè)的最小線寬為0.8微米。應(yīng)用材料8330使用的氣體一般為CL2、BC13、CF4、CHF3，在鋁刻蝕完后出來(lái)馬上進(jìn)行沖水、去膠、聚合物清洗。因其腔體大、單功率發(fā)生器控制、采用的一爐多片且最多為18片的生產(chǎn)方式生產(chǎn)，其各向異性能力很弱，小于0.8微米的產(chǎn)品作業(yè)后常會(huì)出現(xiàn)大量異常，如底切、后腐蝕等，使產(chǎn)品報(bào)廢，造成極大的損失。其中，底切是指線條底部被刻蝕到，呈上大下小的形狀；后腐蝕是指鋁刻蝕完后，在外界發(fā)生的鋁繼續(xù)被腐蝕了的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鋁刻蝕方法，使其應(yīng)用材料8330上能夠進(jìn)行0.5、0.6微米鋁刻蝕，降低了鋁刻蝕時(shí)底切、后腐蝕的問(wèn)題，減小了產(chǎn)品報(bào)廢的損失，降低了鋁刻蝕的成本。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種鋁刻蝕方法，包括:
[0006]在硅片上形成鋁金屬層；
[0007]在所述鋁金屬層上形成一圖案化的光刻膠掩膜；
[0008]將具有光刻膠掩膜的所述硅片置入一腔體內(nèi)與第一氣體的等離子體進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)鋁金屬層進(jìn)行刻蝕；
[0009]在所述腔體內(nèi)通入第二氣體，讓所述硅片上的光刻膠掩膜與所述第二氣體的等離子體進(jìn)行反應(yīng)，去除光刻膠掩膜。
[0010]其中，在硅片上形成鋁金屬層的步驟包括:
[0011]在硅片上形成一介質(zhì)層；
[0012]在所述介質(zhì)層上形成所述鋁金屬層。
[0013]其中，在鋁金屬層上形成一圖案化的光刻膠掩膜的步驟包括:
[0014]在鋁金屬層上形成光刻膠層；
[0015]對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光及顯影，得到圖案化的所述光刻膠掩膜。
[0016]進(jìn)一步的，將具有光刻膠掩膜的所述硅片置入一腔體內(nèi)與第一氣體的等離子體進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)鋁金屬層進(jìn)行刻蝕的步驟包括:
[0017]將所述硅片置入應(yīng)用材料8330主腔體內(nèi)；
[0018]在所述8330主腔體內(nèi)通入設(shè)定流量的第一氣體；
[0019]電離所述第一氣體，使得生成的第一氣體的等離子體與所述硅片上的鋁金屬層以及所述鋁金屬層上的光刻膠掩膜發(fā)生反應(yīng)；
[0020]將反應(yīng)生成的揮發(fā)性氣體抽走，從而完成對(duì)鋁金屬層的刻蝕。
[0021]優(yōu)選的，所述第一氣體為含CL以及含C的氣體。
[0022]其中，所述第一氣體包括CL2、BCL3> CF4和CHF3。
[0023]優(yōu)選的，對(duì)鋁金屬層進(jìn)行刻蝕時(shí)，采用的刻蝕壓力為15至30毫托，刻蝕偏壓為-180V至300V，CL2的流量為14至25毫升/分鐘，BCL3的流量為125至165毫升/分鐘，CHF3的流量為10至25毫升/分鐘，刻蝕速率小于或者等于35納米/分鐘。
[0024]其中，在所述腔體內(nèi)通入第二氣體，讓所述硅片上的光刻膠掩膜與所述第二氣體的等離子體進(jìn)行反應(yīng)，去除光刻膠的步驟包括:
[0025]在所述腔體內(nèi)通入第二氣體；
[0026]電離所述第二氣體，使得生成第二氣體的等離子體與所述光刻膠掩膜反應(yīng)，將光刻膠掩膜去除。
[0027]優(yōu)選的，所述第二氣體為02。
[0028]進(jìn)一步的，去除光刻膠掩膜時(shí)，O2的流量為200至500毫升/分鐘，功率為1000至1800W，壓力為100至150毫托。
[0029]進(jìn)一步的，去除光刻膠掩膜后還包括:
[0030]將完成去除光刻膠掩膜的具有所述鋁金屬層的所述硅片從所述腔體中取出，并進(jìn)行去除聚合物的清洗。
[0031]本發(fā)明的上述技術(shù)方案至少具有如下有益效果:
[0032]本發(fā)明實(shí)施例的鋁刻蝕方法中，通過(guò)增加刻蝕時(shí)產(chǎn)生的聚合物、增加氣體,來(lái)改變鋁刻蝕及去膠的方式，使應(yīng)用材料8330能夠作業(yè)鋁線寬小于0.8微米的鋁刻蝕，降低了鋁亥_時(shí)底切、后腐蝕的問(wèn)題，減小了產(chǎn)品報(bào)廢的損失，降低了鋁刻蝕的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1表示本發(fā)明實(shí)施例中鋁刻蝕方法的步驟流程圖；
[0034]圖2表示本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)鋁金屬層進(jìn)行刻蝕的具體步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0036]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中在應(yīng)用材料8330上無(wú)法作業(yè)小于0.8微米的鋁刻蝕的問(wèn)題，提供一種鋁刻蝕方法，通過(guò)增加刻蝕時(shí)產(chǎn)生的聚合物、增加氣體,來(lái)改變鋁刻蝕及去膠的方式，使應(yīng)用材料8330能夠作業(yè)鋁線寬小于0.8微米的鋁刻蝕，降低了鋁刻蝕時(shí)底切、后腐蝕的問(wèn)題，減小了產(chǎn)品報(bào)廢的損失，降低了鋁刻蝕的成本。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種鋁刻蝕方法，包括:
[0038]步驟10，在硅片上形成鋁金屬層；
[0039]步驟20，在所述鋁金屬層上形成一圖案化的光刻膠掩膜；
[0040]步驟30，將具有光刻膠掩膜的所述硅片置入一腔體內(nèi)與第一氣體的等離子體進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)鋁金屬層進(jìn)行刻蝕；
[0041]步驟40，在所述腔體內(nèi)通入第二氣體，讓所述硅片上的光刻膠掩膜與所述第二氣體的等離子體進(jìn)行反應(yīng)，去除光刻膠掩膜。
[0042]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，步驟30中對(duì)鋁金屬進(jìn)行刻蝕時(shí)，為了避免發(fā)生底切異常，通過(guò)加重聚合物的量來(lái)對(duì)鋁的側(cè)壁進(jìn)行保護(hù)；同時(shí)由于聚合物的增加，光刻蝕及聚合物中CL也增加，這就大大增加了后腐蝕的幾率，因此通過(guò)步驟40，增加第二氣體，直接在上述腔體內(nèi)進(jìn)行去膠后再傳出，避免了光刻膠中殘留的CL與空氣中的水汽結(jié)合，形成HCL繼續(xù)腐蝕招條，造成廣品后腐蝕報(bào)廢。
[0043]其中，第一氣體與第二氣體均需按照一定流量輸入，可以通過(guò)控制第一氣體與第二氣體的量、速率、比例等因素來(lái)更好的完成鋁刻蝕。
[0044]現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用材料8330正常能作業(yè)的最小線寬為0.8微米，按照本發(fā)明的上述實(shí)施例，則應(yīng)用材料8330能夠作業(yè)的線寬為0.5,0.6微米，但不僅限于0.5,0.6微米的線寬，所有小于0.8微米的線寬的鋁刻蝕均屬于本發(fā)明的適用范圍。
[0045]本發(fā)明的上述實(shí)施例的步驟10具體可以包括:
[0046]步驟100，在硅片上形成一介質(zhì)層；
[0047]步驟101，在所述介質(zhì)層上形成所述鋁金屬層。
[0048]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，介質(zhì)層也稱為層間介質(zhì)ILD，是芯片中用于將金屬層與其它器件隔離開(kāi)的介質(zhì)。上述介質(zhì)層一般為絕緣層，由絕緣材料構(gòu)成，其作用一般為把導(dǎo)電層隔離開(kāi)及提供物力支撐，增大硅片的強(qiáng)度。進(jìn)一步的，步驟101中可以通過(guò)電鍍的方法在所述介質(zhì)層上形成所述鋁金屬層，但不僅限于此方法，所有能夠使介質(zhì)層上形成鋁金屬層的方法在本發(fā)明中均適用。
[0049]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，步驟20的具體步驟包括:
[0050]步驟200，在鋁金屬層上形成光刻膠層；
[0051]步驟201，對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光及顯影，得到圖案化的所述光刻膠掩膜。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例的步驟200中的光刻膠是由感光樹(shù)脂、增感劑和溶劑三種主要成分組成的對(duì)光敏感的混合液體。目前，光刻膠可分為正膠和負(fù)膠兩種。負(fù)膠為曝光區(qū)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化，則非曝光的地方經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚砗蟊蝗コ纯傻玫剿鑸D像；正膠則與負(fù)膠相反，曝光的地方可以通過(guò)顯影液去除，得到所需的圖像。
[0053]其中步驟201中根據(jù)上述光刻膠層的性質(zhì)，對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光及顯影，得到圖案化的光刻膠掩膜。其中曝光是指經(jīng)光源作用將原始底片上的圖案轉(zhuǎn)移到底板上；顯影是指通過(guò)適當(dāng)溶劑處理，將未發(fā)生光聚合反應(yīng)的光刻膠層部分沖掉。
[0054]舉例說(shuō)明如下:
[0055]假設(shè)使用負(fù)膠，在鋁金屬層上涂上光刻膠層后，將印有電路圖的菲林膠片放置在光刻膠層上，此時(shí)進(jìn)行曝光處理，用紫外線對(duì)其進(jìn)行照射，則菲林膠片中黑