基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法技术

本发明专利技术提出了一种基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法


[0001]本专利技术属于二氧化硅刻蚀
，尤其涉及一种基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法
。

技术介绍

[0002]集成电路里面，钛金属的应用一般是作为衬底缓释金属钨的应力并阻挡金属钨的扩散，且最终形成低电阻的金属硅化物，需要特别指出的是二氧化硅刻蚀工艺中，通常使用四氟化碳进行刻蚀，且在进行刻蚀时需增加一定比例的过刻蚀时间以防止刻蚀不干净导致二氧化硅有残留影响后续工艺其反应为
CF4+SiO2＝
SiF4(g)+CO2(g)
；钛衬底的二氧化硅刻蚀反应中，金属钛在空气中会发生氧化反应，表面形成一层致密的氧化膜，在使用四氟化碳等离子体对二氧化硅进行刻蚀时，等离子体在刻蚀完二氧化硅之后，会继续对金属钛表层氧化物进行刻蚀
。
其反应为
CF4+TiO2＝
TiF4(s)+CO2(g)
；反应生成物四氟化钛虽为固态，但在高真空情况下，升华性能增加使得反应可以一致进行下去
。
[0003]需要注意的是，即使在刻蚀反应中氧化钛消耗完毕，因二氧化硅分解会提供氧离子来源，也会促成金属钛反应生成四氟化钛
。
并且在实际刻蚀工艺配方中会加入适量氧气提供氧离子，氧可与
CFx
原子团形成
COF2,CO
和
CO2,
增加
CFx
等离子体内的氟原子数对碳原子数的比例，从而加快
SiO2的刻蚀速度
。
[0004]因此，在刻蚀钛衬底上的二氧化硅时，减少钛损伤是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，在等离子体刻蚀完二氧化硅一段时间后
(
因为还有残留的二氧化硅，所以原本存在的钛氧化物此时还没有参与反应
)
，快速生成致密的钛氧化物，以附在衬底钛表面从而起到保护作用
。
由此，金属钛表层氧化物没有参与反应，减少了对金属钛的损伤
。
采用的技术方案如下：
[0006]一种基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，包括以下步骤：
[0007]步骤
1、
采用
CF4
和
O2的低压射频等离子体，进行二氧化硅刻蚀；
[0008]步骤
2、
采用
O2和第一气体的高压射频等离子体，使得钛金属表面形成一层氧化膜；第一气体用于提高钛氧化物形成的速度和密度；
[0009]步骤
3、
采用
O2和
CF4
的低压射频等离子体，进行过刻蚀去除残留的二氧化硅
。
[0010]优选地，步骤1中
CF4
流量为
50
‑
100sccm
，
CF4
和
O2比例均为
10:1
‑
20:1。
[0011]优选地，步骤1中射频等离子体的气压为
60
‑
100mT、
源射频为0‑
300W、
偏压射频为
150
‑
200W。
[0012]优选地，步骤2中第一气体为
N2。
[0013]优选地，步骤2中
O2流量为
100
‑
200sccm
，
N2流量为
200
‑
400sccm。
[0014]优选地，步骤2中
O2的气压为
500
‑
1000mT、
源射频为
1000
‑
1500W。
[0015]优选地，步骤2中第一气体为
N2和
Ar
气体，
Ar
流量为5‑
20sccm。
[0016]优选地，步骤3中
O2流量为
100
‑
200sccm
，
CF4
流量为
20
‑
50sccm。
[0017]优选地，步骤3中等离子体的气压为
300
‑
500mT、
源射频为
1000
‑
1500W。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点为：
[0019]通过
CF4
和
O2
的低压射频等离子体，进行二氧化硅刻蚀后，再采用第一气体提高钛氧化物形成的速度和密度，最后通过
CF4
和
O2
的低压射频等离子体去除残留的二氧化硅
。
即在等离子体刻蚀完二氧化硅一段时间后
(
因为还有残留的二氧化硅，所以原本存在的钛氧化物此时还没有参与反应
)
，快速生成致密的钛氧化物，以附在衬底钛表面从而起到保护作用
。
由此，金属钛表层氧化物没有参与反应，减少了对金属钛的损伤
。
附图说明
[0020]图1为步骤1工艺前结构图
。
[0021]图2为实施例1中，工艺结束后结构图
。
[0022]图3是实施例2中，步骤1工艺后结构图
。
[0023]图4是实施例2中，步骤2工艺后结构图
。
[0024]图5是实施例2中，步骤3工艺后结构图；
[0025]图6为基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法的流程图
。
[0026]其中，
101
‑
二氧化硅，
102
‑
钛金属表层氧化物，
103
‑
钛金属
。
具体实施方式
[0027]下面将结合示意图对本专利技术的基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果
。
因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制
。
[0028]如图6所示，一种基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，包括以下步骤：
[0029]步骤
1、
采用
CF4
和
O2的低压射频等离子体，进行二氧化硅刻蚀；具体的，
CF4
流量为
50
‑
100sccm
，
CF4
和
O2比例均为
10:1
‑
20:1。
射频等离子体的气压为
60
‑
100mT、
源射频为0‑
300W、
偏压射频为
150
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
采用
CF4
和
O2的低压射频等离子体，进行二氧化硅刻蚀；步骤
2、
采用
O2和第一气体的高压射频等离子体，使得钛金属表面形成一层氧化膜；第一气体用于提高钛氧化物形成的速度和密度；步骤
3、
采用
O2和
CF4
的低压射频等离子体，进行过刻蚀去除残留的二氧化硅
。2.
根据权利要求1所述的基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，其特征在于，步骤1中
CF4
流量为
50
‑
100sccm
，
CF4
和
O2比例均为
10:1
‑
20:1。3.
根据权利要求1所述的基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，其特征在于，步骤1中射频等离子体的气压为
60
‑
100mT、
源射频为0‑
300W、
偏压射频为
150
‑
200W。4.
根据权利要求1所述的基于钛衬底的二氧化硅刻蚀方法，其特征在于，步骤2中第一气体为
N2。5.
根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，杨平，
申请(专利权)人：上海稷以科技有限公司，
类型：发明
国别省市：