[发明专利]等离子体刻蚀AlSi的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体刻蚀AlSi的方法，它直接应用于3μm以下半导体工艺中的金属互连线工艺的制造领域。

背景技术

目前，AlSi已经成为半导体工艺互连线的主要薄膜材料之一。所述等离子体刻蚀AlSi工艺主要采用AM8330金属刻蚀设备，通入Cl2、BCl3、CHF3、CF4四种气体，加上偏压对AlSi进行化学和物理的反应离子刻蚀，达到去铝和去硅的目的。此工艺方法主要用于正性光刻胶作掩蔽膜的AlSi的刻蚀，因为正性光刻胶和AlSi在刻蚀时，去除光刻胶的速率和去除AlSi的速率之比可以达到3：1，即刻1μm的AlSi，要刻掉0.3μm的胶，而正性光刻胶厚度一般在2μm，所以正性光刻胶可以很好地掩蔽住下层的AlSi不被刻蚀。但负性光刻胶和AlSi在刻蚀时，去除光刻胶的速率和去除AlSi的速率之比只能达到1：1，即刻1μm的AlSi，要刻掉1μm的胶，而负性光刻胶厚度一般在1.2μm以下，所以负性光刻胶很容易在刻蚀的时候被消耗掉，露出下层的AlSi，导致下层需要的AlSi层也被刻蚀。

目前，针对等离子体刻蚀负性光刻胶作掩蔽膜的AlSi的工艺方法，主要是两次光刻，以加厚光刻胶的厚度，来提高光刻胶的掩蔽能力。但不论是正胶还是负胶，只要是通过一台AM8330金属设备刻蚀AlSi，然后去除光刻胶的方法，都会产生除了光刻胶掩蔽的区域外，其他腐蚀窗口区域由于胶膜厚度、AlSi金属膜厚度的正常波动以及干法刻AlSi工艺的正常波动而导致的大量的硅渣和聚合物点子残留表面的问题，严重影响圆片表面质量镜检合格率。最差时，镜检合格率为0%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种等离子体刻蚀AlSi的方法，它结合常规去除硅渣的工艺和常规光刻正胶显影的工艺，有效消除光刻胶掩蔽的区域外，其他区域残留大量聚合物点子和硅渣的问题，从而大幅提高圆片表面质量镜检合格率。

本发明解决上述技术问题的技术方案在于，本发明的一种等离子体刻蚀AlSi的方法的步骤为：

1）在硅片上完成了金属化前的图形后，在所述具有金属化前图形的硅片上溅射一层AlSi薄膜；

2）在所述具有AlSi薄膜的硅片上、通过光刻、形成AlSi腐蚀窗口；

3）在所述具有AlSi腐蚀窗口的硅片上、通过等离子刻蚀、去除腐蚀窗口区域的AlSi；

4）在所述去除腐蚀窗口区域的AlSi的硅片上、去除腐蚀窗口区域残留的硅渣；

5）在所述去除腐蚀窗口区域残留硅渣的硅片上、去除腐蚀窗口区域残留的聚合物点子；

6）在所述去除腐蚀窗口区域残留的聚合物点子的硅片上、去除光刻胶。

所述在具有金属化前图形的硅片上溅射一层AlSi薄膜的步骤为：

1）在硅片上，通过离子注入、扩散、氧化、薄膜淀积，光刻和刻蚀的常规半导体金属化前的工艺，形成独立的电路元件即晶体管、两极管、电容器和电阻器等，以及形成接触孔；

2）进行丙酮、乙醇超声清洗；

3）物理气相淀积工艺（PECVD）溅射硅铝层，厚度为电路所需的厚度，一般为0.7～4.0μm。

在所述具有AlSi薄膜的硅片上、通过光刻、形成AlSi腐蚀窗口的步骤为：

用涂胶，曝光，显影等常规光刻工艺，去除不需要的光刻胶，留下需要的光刻胶作掩蔽膜形成AlSi腐蚀窗口。

在所述具有AlSi腐蚀窗口的硅片上、通过等离子刻蚀、去除腐蚀窗口区域的AlSi的步骤为：

1）一台金属刻蚀设备AM8330中，通入Cl₂、BCl₃、CHF₃、CF₄四种气体，加上偏压，利用反应离子工艺程序同时完成腐蚀窗口区域的Al的化学反应去除和Si的物理溅射去除；

2）从所述干法设备取出硅片后，立即放入200℃的烘箱中烘烤10min至15min之间。

在所述去除腐蚀窗口区域的AlSi的硅片上、去除腐蚀窗口区域残留的硅渣的步骤为：

将从所述烘箱中取出的硅片，放入通有SF₆和O₂的另一台等离子刻蚀设备LAM490中，运行去除硅渣程序，去除腐蚀窗口区域残留的硅渣。

在所述去除腐蚀窗口区域残留硅渣的硅片上、去除腐蚀窗口区域残留的聚合物点子的步骤为：

将所述去除腐蚀窗口区域残留的硅渣的硅片运行常规的光刻工艺中正胶显影工艺程序，显影液含2.5%TMAH，去除腐蚀窗口区域残留的聚合物点子。