体钨ICP深刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法技术

体钨ICP刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法，体钨刻蚀气体包括SF

【技术实现步骤摘要】
体钨ICP深刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及体钨ICP刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法。

技术介绍

[0002]ICP刻蚀过程包含了刻蚀和钝化两个过程。在钝化过程中，产生钝化的原因是在刻蚀条件下，沉积物不能被及时去除，抑制甚至组织了化学刻蚀反应的持续进行。在对体钨进行纯SF6气体刻蚀中，主要的钝化产物是刻蚀衬底的氟化物。但由于刻蚀产物的氟化物移除是刻蚀反应持续过程的基本，为保证刻蚀反应的持续进行，需要其能够被有效移除。而纯SF6气体刻蚀中钝化效果不明显，侧壁保护效果较差，有较强的横向刻蚀效应。所以采用C4F8作为保护气体加入刻蚀气体中，C4F8虽然对侧壁的保护能力较强，但是会抑制蚀刻速率；因此，如何同时提高刻蚀速率和刻蚀选择比，是目前需要解决的随技术问题。
[0003]所以，针对现有技术存在的不足，有必要设计体钨ICP刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术中的不足，本专利技术目的在于提供体钨ICP刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案是：一种体钨ICP深刻蚀方法，体钨刻蚀气体包括SF6、O2和C4F8，所述体钨刻蚀气体中各组分SF6/O2/C4F8的比例为4:1:3。
[0006]优选的技术方案为：体钨刻蚀步骤如下：步骤a：通入N2吹扫腔室，基座升温至75℃；步骤b：关闭N2，通入权利要求1所述的体钨刻蚀气体；步骤c：开ICP电源和RF电源，启辉；步骤d：刻蚀；步骤e：关ICP电源和RF电源；步骤f：关闭体钨刻蚀气体，通入N2吹扫，基座降温至室温。
[0007]优选的技术方案为：所述步骤a中，腔室的气压为0.8Pa；所述步骤b中，SF6的流速为40sccm，O2的流速为10sccm，C4F8的流速为30sccm；所述步骤c中，ICP的功率为1500W，RF的功率为100W。
[0008]一种微加工模具的制备方法，包括以下步骤：步骤1：清洗钨晶圆并镜检；步骤2：在钨晶圆上磁控溅射Al膜层；步骤3：在Al膜层上进行光刻图形化处理；步骤4：采用ICP干法刻蚀Al掩模；
步骤5：采用权利要求1
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3任一项所述的体钨ICP深刻蚀方法刻蚀钨晶圆；步骤6：去除Al掩模。
[0009]优选的技术方案为：所述步骤1中，采用浓硫酸和双氧水清洗钨晶圆。
[0010]优选的技术方案为：所述步骤2中，采用磁控溅射方式在钨晶圆的表面沉积2
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10μm厚度的Al薄膜，溅射速率＜5nm/s。
[0011]优选的技术方案为：所述步骤3中，光刻图形化处理所采用的光刻胶为AZ4620，采用的显影液为四甲基氢氧化铵（TMAH）的稀释溶液。
[0012]优选的技术方案为：所述步骤4中，ICP干法刻蚀Al掩模包括以下步骤：步骤41：通入N2吹扫腔室；步骤42：关闭N2、通入Al掩膜刻蚀气体；步骤43：开ICP电源和RF电源，启辉；步骤44：刻蚀；步骤45：关ICP电源和RF电源；步骤46：关闭Al掩膜刻蚀气体，通入N2吹扫。
[0013]优选的技术方案为：所述步骤41中，腔室的气压为0.3Pa；所述步骤42中，Al掩膜刻蚀气体包括Cl2和BCl3，Al掩膜刻蚀气体中各组分Cl2/ BCl3的比例为3:2，刻蚀过程中，Cl2的流速为30sccm，BCl3的流速为20 sccm；所述步骤43中，ICP的功率为250W，RF的功率为70W。
[0014]由于上述技术方案运用，本专利技术具有的有益效果为：本专利技术提出的体钨ICP刻蚀方法、刻蚀气体及微加工模具的制备方法，体钨刻蚀气体采用SF6、O2和C4F8，O2的添加可以增强对于衬底轰击的物理辅助作用，去除掉表面的钝化层，使更多的待刻蚀衬底表面裸露，使自由基与之发生化学反应，这也是表面质量提升的一个原因；O2轰击衬底会产生对待刻蚀材料的溅射作用，增加一定的刻蚀速率；O2轰击衬底表面增加物质分子活性，促进化学反应；O2电离产物与SFx+结合，从而避免了自由基 F*与SFx+的重新结合，增加 F*自由基的密度，增加化学反应；通过调整SF6、O2和C4F8之间的比例，能够同时达到提高刻蚀速率和提高刻蚀选择比的有益效果，其应用前景广阔。
附图说明
[0015]图1为本专利技术添加不同比例O2辅助气体情况下，对刻蚀速率、刻蚀选择比和的影响示意图。
[0016]图2为本专利技术O2浓度为0%时的微加工模具刻蚀形貌。
[0017]图3为本专利技术O2浓度为20%时的微加工模具刻蚀形貌。
[0018]图4为本专利技术O2浓度为40%时的微加工模具刻蚀形貌。
[0019]图5为本专利技术O2浓度为60%时的微加工模具刻蚀形貌。
[0020]图6为本专利技术实施例1涉及的微加工模具刻蚀形貌图。
[0021]图7为图6的细节放大示意图.图8为本专利技术实施例2涉及的微加工模具刻蚀形貌图。
[0022]图9为图8的细节放大示意图。
[0023]图10为本专利技术实施例3涉及的微加工模具刻蚀形貌图图11为图10的细节放大示意图。
[0024]图12为本专利技术对比例1涉及的微加工模具刻蚀形貌图。
[0025]图13为图12的细节放大示意图。
[0026]图14为本专利技术对比例2涉及的微加工模具刻蚀形貌图。
[0027]图15为图14的细节放大示意图。
[0028]图16为本专利技术实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2以不同比例混合气体制备微加工模具，对刻蚀速率和刻蚀选择比的影响示意图。
[0029]图17为本专利技术同等刻蚀条件下采用C4F8作为钝化气体的刻蚀形貌图。
[0030]图18为图17的细节放大示意图。
[0031]图19为本专利技术同等刻蚀条件下采用N2作为钝化气体的刻蚀形貌图。
[0032]图20为图19的细节放大示意图。
[0033]图21为本专利技术同等刻蚀条件下采用CF4作为钝化气体的刻蚀形貌图。
[0034]图22为图21的细节放大示意图。
[0035]图23为本专利技术同等刻蚀条件下采用CHF3作为钝化气体的刻蚀形貌图。
[0036]图24为图23的细节放大示意图。
具体实施方式
[0037]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0038]请参阅图1
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图24。须知，在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体钨ICP深刻蚀方法，其特征在于：体钨刻蚀气体包括SF6、O2和C4F8，所述体钨刻蚀气体中各组分SF6/O2/C4F8的比例为4:1:3。2.根据权利要求1所述的一种体钨ICP深刻蚀方法，其特征在于，体钨刻蚀步骤如下：步骤a：通入N2吹扫腔室，基座升温至75℃；步骤b：关闭N2，通入权利要求1所述的体钨刻蚀气体；步骤c：开ICP电源和RF电源，启辉；步骤d：刻蚀；步骤e：关ICP电源和RF电源；步骤f：关闭体钨刻蚀气体，通入N2吹扫，基座降温至室温。3.根据权利要求1所述的一种体钨ICP深刻蚀方法，其特征在于：所述步骤a中，腔室的气压为0.8Pa；所述步骤b中，SF6的流速为40sccm，O2的流速为10sccm，C4F8的流速为30sccm；所述步骤c中，ICP的功率为1500W，RF的功率为100W。4.一种微加工模具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：清洗钨晶圆并镜检；步骤2：在钨晶圆上磁控溅射Al膜层；步骤3：在Al膜层上进行光刻图形化处理；步骤4：采用ICP干法刻蚀Al掩模；步骤5：采用权利要求1
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3任一项所述的体钨ICP深刻蚀方法刻蚀钨晶圆；步骤6：去除Al掩模。5.根据权利要求4所述的一种微加工模具的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：咖为半导体技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：