[发明专利]刻蚀机和利用刻蚀机刻蚀晶片的方法

说明书

本发明提供一种刻蚀机，该刻蚀机包括具有刻蚀腔的刻蚀机本体，其中，所述刻蚀机还包括紫外光发生装置，该紫外光发生装置中产生的紫外光能够射入所述刻蚀腔内，照射该刻蚀腔内的光刻胶。本发明还提供一种利用刻蚀机对晶片进行刻蚀的方法。与利用等离子对光刻胶进行处理的方法相比，利用紫外光可以更加充分地破坏光刻胶的分子结构中的“C=O”键，而且造成光刻胶损失较小。

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种刻蚀机和一种利用该刻蚀机刻蚀晶片的方法。

背景技术

微电子器件的制造包含许多不同的阶段，每一阶段又包含各种不同的制程，刻蚀是其中重要的制程之一。刻蚀过程主要包含将等离子体引到晶片(待刻蚀材料，如硅)表面，通过物理和化学作用腐蚀基材表面，进而形成所需要的各种线条、孔洞、沟槽或其他形状。

等离子体刻蚀设备通常用于实现上述刻蚀过程。图1展示了现有技术中用于等离子刻蚀的刻蚀机的结构图，如图1所示，所述刻蚀机包括刻蚀机本体10，该刻蚀机本体10内形成有刻蚀腔11，待刻蚀材料设置在刻蚀腔11内，并且待刻蚀材料上涂敷有光刻胶。

在等离子刻蚀中，刻蚀图形的形貌与光刻胶的形貌直接相关。

在光刻胶的曝光过程中，光刻胶的图形边缘会出现凹凸起伏，这些不平整的起伏会在后续的等离子体刻蚀中传递到下层材料中去，形成线条边缘粗糙度(Line EdgeRoughness，LER)，同时也造成线条尺寸的不一致，称为线条尺寸粗糙度(Line WidthRoughness，LWR)，LWR的定义如图2所示。CD₁、CD₂、CD₃……CD_i，CD_n为光刻胶线条各个部分的宽度，线条尺寸粗糙度

线条宽度是影响集成电路器件的性能至关重要的参数之一，特别是栅极的尺寸直接影响器件的速度。随着集成电路技术逐渐进入22nm及以上的技术代，光刻技术逐渐采用193nm浸没式光刻技术，其光刻胶的分子结构如下所示：

由于较多的“C＝O”键的存在，造成光刻胶长链分子链扭曲现象比较严重，LWR对于集成电路器件稳定性和一致性的影响也更加严重，必须采取手段尽可能减少LWR现象。目前常采用的降低LWR现象的手段是向刻蚀腔11内通入HBr等离子体，但是这种方法效果并不是很好，通常，利用HBr等离子处理光刻胶后，光刻胶的密集线条的LWR为4nm，孤立线条的LWR为5nm。而且由于HBr等离子体中有离子的存在，从而会造成光刻胶损失。

因此，如何有效地减少线条的LWR和LER现象成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刻蚀机和一种利用该刻蚀机刻蚀晶片的方法，利用所述刻蚀机对待刻蚀材料进行刻蚀时，可以有效地降低线条的LWR和LER现象。

为实现本发明的目的而提供一种刻蚀机，该刻蚀机包括具有刻蚀腔的刻蚀机本体，其中，所述刻蚀机还包括紫外光发生装置，该紫外光发生装置中产生的紫外光能够射入所述刻蚀腔内，照射该刻蚀腔内的光刻胶。

优选地，所述刻蚀机本体的侧壁上设置有导光通孔，该导光通孔内设置有紫外透镜组，所述紫外光发生装置中产生的紫外光能够通过所述紫外透镜组射入所述刻蚀腔内，且所述紫外透镜组能够将所述紫外光发生装置中产生的紫外光分散。

优选地，所述紫外光发生装置包括设置有紫外光发生腔的紫外光发生本体、缠绕在所述紫外光发生本体外部的第一射频线圈和用于提供气体的气体源，所述紫外光发生腔通过所述导光通孔和所述紫外透镜组与所述刻蚀腔光路相通，且所述紫外光发生腔与所述气体源流体相通。

优选地，所述气体源能够提供H₂、HBr、NH₃和He中的任意一种。