[发明专利]IC2微米厚铝刻蚀工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路（IC）制造的制造技术，尤其是IC 2.0微米厚铝刻蚀工艺，属于半导体集成电路器件工艺制造的厚铝层刻蚀的技术领域。

背景技术

随着集成电路（IC）制造和应用技术的快速发展，用户多有提出对芯片铝金属层的厚度提出更厚的要求。IC原先标准的设计制造的铝层厚度为1.5微米，而现在要求刻蚀的铝层厚度为2.0微米。要将铝层厚度在1.5微米规范下设计的铝层的拓扑图形，在线条厚度增加到2.0微米且刻蚀后，图形的线条宽度、图形间的间距以及对他们要求的质量需仍然满足原规范的要求却不是一件容易的事。

光刻是一种将图形复印同刻蚀相结合的综合性技术。先用照相复印的方法，将光刻掩膜的图形精确地复印到涂覆在介质（多晶硅、氮化硅、二氧化硅、铝等介质薄层）表面上的光致抗蚀剂（光刻胶）上面。然后，在光致抗蚀剂（即光刻胶）的保护下对所需刻蚀材料进行选择性刻蚀，把光致抗蚀剂所保护的部分留下来，而所不保护的部分被去除，从而在待刻蚀材料上得到所需的图形。

发明内容

本发明的目的是为满足市场需要，提供一种刻蚀的铝层厚度为2微米的刻蚀工艺方法，并使得厚铝层的刻蚀结果线条尺寸、清晰度和侧墙的整齐达到要求且完全没有残留物，满足原规范的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，IC 2微米厚铝刻蚀工艺方法，是先采用高定向性的用干法等离子刻蚀机和刻蚀技术刻蚀厚铝层的大部分厚度，再采用后续的喷雾式湿法刻蚀以完成对厚铝层刻蚀的线条分辨率、彻底性、边缘的整齐性修饰，包括以下步骤：

1）在硅衬底片的铝层表面涂覆正光刻胶，胶层厚度为2.45-2.50微米；

2）对涂覆的正光刻胶按传统铝光刻曝光工艺操作直至显影，获取所需光刻

胶图案，显影后进行140℃烘烤20分钟后，在室温下冷却30分钟；

3）对步骤2）获取的光刻胶图案进行干法铝刻蚀：设备采用ATM-8300等离子刻蚀机；材料电子纯： Cl₂（氯气）、BCl₃（三氯化硼）、CHF₃（三氟硅烷）、N₂(氮气)；其步骤如下：

a)刻蚀机抽真空到20毫乇；

b)通入流量30升/分钟的 BCl₃（三氯化硼）和20升/分钟的CHF₃（三

氟硅烷）；

C)调负偏压：-120V、最大射频功率：1500W、持续刻蚀1:00分钟；

d)加入60升/分钟的Cl₂、80升/分钟的BCl₃（三氯化硼）和10升/分钟的CHF₃（三氟硅烷），最大射频功率1600W、负偏压：-235V条件下刻蚀10:00分钟；

e)在流量为40升/分钟的Cl₂（氯气）、60升/分钟的BCl₃（三氯化硼），最大射频功率1500W、负偏压-200V条件下，刻蚀3分30秒，通氮气，同时关闭Cl₂（氯气）、BCl₃（三氯化硼）、CHF₃（三氟硅烷）

的气阀，并关闭射频功率及负偏压的开关；保持通氮气10分钟后出炉；

 f)出炉后立即冲纯净水，冲水至少15分钟；

 g)冲水后坚膜：180℃、烘烤20分钟，室温下冷却20分钟；

 h)冷却后打胶：设备：DES-206，用射频功率200W，在气压1.0乇条件下轰击5分钟，打掉被刻蚀窗口的底膜；

4）干法铝刻蚀后用喷雾湿法腐蚀铝：设备：SPW-612-A，腐蚀液：铝腐蚀液，药液温度：50±1℃，刻蚀雾气压力：0.4~0.5kg/cm²，喷射位置：硅片中心，喷射形状：扇形；喷射角度：45⁰，水洗旋转刻蚀台：120-S，水洗时间：1号槽：5分钟，2号槽：5分钟，3号槽5分钟；

5)水洗后检验：将无残铝、连条、侵蚀的合格品下传至干法去胶工步；

6）干法去胶：设备：OPM-2100干法去胶机，射频功率：500W、45分钟。