[发明专利]硅化钨硅片刻蚀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体加工工艺，尤其涉及一种硅化钨硅片刻蚀的方法。

背景技术

先进的集成电路工艺需要半导体元件的具有高的集成度、快的执行速度和稳定的性能。目前已经通过改变元件的半导体结构来减少对元件的延迟时间，进而提升元件的执行速度。对于金属氧化物半导体结构的元件，通常是在一般的栅极结构中加入一种电阻率较低的导电层。这种导电层使用的是金属硅化物，它具有低阻值、抗电子迁移、高熔点的特性。常用组成金属硅化物的元素有：钛、钼、钽、钨等。由于硅化钨具有较强的共价键结，较佳的抗电子迁移能力，与硅的热膨胀系数最为接近，且阻值也较低，所以大部分半导体制造都使用硅化钨作为导电层。

如图1所示，硅化钨硅片的层状结构自下而上包括有源区、SiO2(二氧化硅)膜、多晶硅、硅化钨等层。其中有源区是指在半导体上制作有源器件的地方。

如图2所示，现有技术在刻蚀这种硅片时，一般需要4步：

硅化钨主刻蚀，用于刻蚀掉大部分的硅化钨；

硅化钨过刻蚀，用于刻蚀掉残余的硅化钨；

多晶硅主刻蚀，用于刻蚀掉大部分的多晶硅；

多晶硅过刻蚀，用于刻蚀掉残余的多晶硅。

这种刻蚀方法中，刻蚀过程步骤较多，在刻蚀过程中容易产生过多的颗粒和缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种刻蚀过程简单、刻蚀过程中产生颗粒较少的硅化钨硅片刻蚀的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的硅化钨硅片刻蚀的方法，用于在硅化钨硅片上刻蚀工艺线条，所述硅化钨硅片包括硅化钨层、多晶硅层，包括步骤：

A、硅化钨主刻蚀，用于刻蚀掉大部分的硅化钨；

B、硅化钨过刻蚀，用于刻蚀掉残余的硅化钨和大部分的多晶硅；

C、多晶硅过刻蚀，用于刻蚀掉残余的多晶硅。

所述的步骤B中采用的工艺气体为包括氯气、溴化氢、氦氧气的混合气体。

所述的工艺气体中，

氯气的流量为0-150sccm；

溴化氢的流量为0-200sccm；

氦氧气的流量为0-10sccm。

所述的氦氧气中，氧气的含量为30％。

所述的工艺气体的压力为5-20mT。

所述的步骤B中，

上射频电源的功率为150-400W；下射频电源的功率为40-180W。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的硅化钨硅片刻蚀的方法，由于包括硅化钨主刻蚀、硅化钨过刻蚀、多晶硅过刻蚀，将现有技术中的硅化钨过刻和多晶硅主刻合成一步，减少了刻蚀步骤，进而减少了在工艺过程中产生的颗粒污染和缺陷，提高了硅片的良率，而且提高了生产效率。主要适用于硅化钨硅片的刻蚀，也适用于其它金属硅化物硅片的刻蚀。

附图说明

图1为硅化钨硅片刻蚀前的层状结构示意图；

图2为现有技术中硅化钨硅片刻蚀过程的光谱检测图；

图3为本发明硅化钨硅片刻蚀过程的光谱检测图。

具体实施方式

本发明的硅化钨硅片刻蚀的方法，用于在硅化钨硅片上刻蚀工艺线条，所述硅化钨硅片主要包括硅化钨层、多晶硅层。

对硅化钨硅片的刻蚀工艺在反应腔室内完成，反应腔室上设有上射频电源和下射频电源，反应腔室内装有硅化钨硅片。工艺气体按照蚀刻工艺要求的流量和压力充入反应腔室，同时，上射频源将充入反应腔室的工艺气体电离成等离子体，下射频源加速等离子体对硅片表面的轰击，实现对硅片的刻蚀。

其较佳的具体实施方式如图3所示，包括步骤：

步骤31、硅化钨主刻蚀，用于刻蚀掉大部分的硅化钨；

步骤32、硅化钨过刻蚀，用于刻蚀掉残余的硅化钨和大部分的多晶硅；

步骤33、多晶硅过刻蚀，用于刻蚀掉残余的多晶硅。

上述的步骤32中采用的工艺气体为包括氯气、溴化氢、氦氧气的混合气体。根据需要也可以包括其它的气体。

所述的工艺气体中，

氯气的流量为0-150sccm，可以是1、5、10、30、60、90、120、142、150 sccm等优选流量。

溴化氢的流量为0-200sccm，可以是1、5、10、30、60、90、120、142、150、180、195 sccm等优选流量。

氦氧气的流量为0-10sccm，可以是1、2、5、7、10sccm等优选流量，在氦氧气中，氧气的含量为20-40％，最好为30％。

在刻蚀过程中，所述的工艺气体的压力最好为5-20mT，可以是5、10、16、20 mT等优选压力。