CN101590477B - 减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法及相应的铝垫刻蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了一种减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法及相应的铝垫刻蚀方法，于完成一铝垫叠层的干法刻蚀并去除光刻胶后，利用氧气与氮气的混合等离子体气流来去除刻蚀过程中产生的残留物。如此，于铝垫表面形成一层致密的氧化物层，从而避免了后期湿法刻蚀中对铝的腐蚀。另外，其于去除光刻胶的过程中，增加了等离子体刻蚀步骤中水蒸气的使用次数，光刻胶去除的同时兼顾了刻蚀过程中所产生的聚合物的去除。

Description

减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法及相应的铝垫刻蚀方法
技术领域
本发明涉及一种铝垫刻蚀方法，特别是涉及一种于铝垫刻蚀工艺中减少铝腐蚀的方法。
背景技术
铝垫的干法刻蚀往往通过氯气(Cl2)来实现，即利用氯气与铝(Al)的反应来生成铝的氯化物(AlyClx)，而后将其通过真空气泵移除。然而，总会存在一些残留物，而AlyClx的化学性质十分活泼，很容易与空气中的水反应，而形成铝的聚合物。而过多的聚合物往往会导致电磁兼容(EM)测试的失败。
因此，现有技术采用氮气(N2)流来实现残留物(AlyClx与聚合物)的去除，虽然其可以较好的去除残留物，但在后续的湿法刻蚀清理过程中往往会造成铝的腐蚀，为此，如何改进铝垫刻蚀工艺，来防止此过程中铝的腐蚀实为一重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝垫刻蚀方法，以改善现有铝垫刻蚀工艺，来防止此过程中铝的腐蚀。
为此，本发明提供一种减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法，其于完成铝垫叠层的干法刻蚀并去除光刻胶后，利用氧气与氮气的混合等离子体气流来去除刻蚀过程中产生的残留物。
进一步的，上述利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物的工艺参数为：8mT/800TCP/180BP/500O2/200N2//30s，即：压力：8mT；源功率：800W；偏置功率：180W；气体比率：氧气为500标准毫升/分，氮气为200标准毫升/分；作用时间：30s。
进一步的，上述去除光刻胶的过程包括至少四次利用氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体进行刻蚀的步骤。
进一步的，上述氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体的比率为：第一气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为400标准毫升/分；或者第二气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为2000标准毫升/分。
进一步的，上述四次混合等离子体刻蚀中有两次采用第一气体比率，两次采用第二气体比率。
本发明另提供一种铝垫刻蚀方法，其包括：在一经曝光的光刻胶层的保护下，干法刻蚀一铝垫叠层；去除该铝垫叠层上的上述光刻胶层；利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物；进行后期湿法刻蚀。
进一步的，上述利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物的工艺参数为：8mT/800TCP/180BP/500O2/200N2//30s，即：压力：8mT；源功率：800W；偏置功率：180W；气体比率：氧气为500标准毫升/分，氮气为200标准毫升/分；作用时间：30s。
进一步的，上述去除光刻胶的过程包括至少四次利用氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体进行刻蚀的步骤。
进一步的，上述氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体的比率为第一气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为400标准毫升/分；或者第二气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为2000标准毫升/分。
进一步的，上述四次混合等离子体刻蚀中有两次采用第一气体比率，两次采用第二气体比率。
综上所述，本发明揭露的铝垫刻蚀方法，利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物，从而于铝垫表面形成一层致密的氧化物层，从而避免后期湿法刻蚀中对铝的腐蚀。另外，其于去除光刻胶的过程中，增加了等离子体刻蚀步骤中水蒸气的使用次数，光刻胶去除的同时兼顾了刻蚀过程中产生的聚合物的去除。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供的铝垫叠层的截面示意图；
图2为先前技术中铝垫刻蚀方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例所提供的铝垫刻蚀方法的流程示意图；
图4为在光刻胶层的保护下经干法刻蚀的铝垫叠层的截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
请参考图1，其为本发明一实施例所提供的铝垫叠层的截面示意图。如图所示，该铝垫叠层包括经过曝光处理的光刻胶层100、第一阻挡层200、铝垫层300、第二阻挡层400以及抗反射层500。其中第一阻挡层200以及第二阻挡层400常常为氮化钛(TiN)层和氮化钽(TaN)层，而抗反射层500为SiON层；另外，图中所示的尺寸为制程中常用的尺寸；在此不再赘述，仅以此为例来说明的实质特征。
请参考图2与图3，其分别为先前技术中铝垫刻蚀方法的流程示意图与本发明一实施例所提供的铝垫刻蚀方法的流程示意图。正如图中所示，先前技术采用氮气流来实现残留物的去除(如图中(2))或者无此步骤(如图中(1))，而本实施例于完成铝垫叠层的干法刻蚀并去除光刻胶后，利用氧气与氮气的混合等离子体气流来去除刻蚀过程中产生的残留物。即本实施例所提供的铝垫刻蚀方法包括如下步骤：
S1：在经曝光的光刻胶层100的保护下，干法刻蚀铝垫叠层；
S2：去除铝垫叠层上的光刻胶层100；
S3：利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物；
S4：进行后期湿法刻蚀。
以下详述各个步骤的实现过程：
请继续参考图4，其为在光刻胶层100的保护下经干法刻蚀的铝垫叠层的截面示意图。整个干法刻蚀的工艺流程及工艺参数如下：
BT：8mT/800TCP/180BP/80BCl3/80Cl2/8He/15s
ME：8mT/800TCP/280BP/100BCl3/4CHF3/300C12/8He/EP(111s)
OE1：8mT/800TCP/280BP/90BCl3/3CHF3/160Cl2/8He/35s
OE2：8mT/800TCP/180BP/80BCl3/80Cl2/8He/30s
N2Flush：0mT/0TCP/500Ar/200N2/8He/15s
Dechuck：8mT/600TCP/450Ar/15s
此干法刻蚀工艺为本领域技术人员所熟知，在此不加以详细描述，在完成以上刻蚀后，去除光刻胶层100，而本发明在去除光刻胶层过程中，改进了工艺参数，在去除光刻胶层的同时，较好的去除了刻蚀过程中产生的聚合物。请参考以下表1与表2，其分别为先前技术去除光刻胶过程的参数表与本发明一实施例所提供的参数表：
表1
表2
Figure S2008100383840D00042
可见，本实施例于去除光刻胶的过程中增加了等离子体刻蚀步骤中水蒸气的使用次数，具体为去除光刻胶的过程包括至少四次利用氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体进行刻蚀的步骤，如表2，上述四个步骤分别为步骤3、步骤4、步骤5与步骤6。而步骤3与步骤5中的气体比率为4000sccm的氧气(O2)、400sccm的氮气(N2)和400sccm的水蒸气(H2O)；步骤4与步骤6中的气体比率为4000sccm的氧气(O2)、400sccm的氮气(N2)和2000sccm的水蒸气(H2O)。
其中sccm为气体流量单位，含义为标准状态毫升/分。
在完成以上光刻胶去除后，进行步骤S3，即利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物，其参数如下：
8mT/800TCP/180BP/500O2/200N2//30s，即
压力：8mT；
源功率：800W；
偏置功率：180W；
气体比率：氧气为500标准毫升/分，氮气为200标准毫升/分；
作用时间：30s。
如此，在本实施例中，利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物，从而于铝垫表面形成一层致密的氧化物层，从而避免后期湿法刻蚀中对铝的腐蚀。另外，其于去除光刻胶的过程中，增加了等离子体刻蚀步骤中水蒸气的使用次数，光刻胶去除的同时兼顾了刻蚀过程中产生的聚合物的去除。
以上仅为举例，并非用以限定本发明，本发明所保护的范围当以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法，其特征是，于完成一铝垫叠层的干法刻蚀并去除光刻胶后，利用氧气与氮气的混合等离子体气流来去除刻蚀过程中产生的残留物，其中：
上述去除光刻胶的过程包括至少四次利用氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体进行刻蚀的步骤；
上述利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物的工艺参数为：
8mT/800TCP/180BP/500O2/200N2//30s，即
压力：8mT；
源功率：800W；
偏置功率：180W；
气体比率：氧气为500标准毫升/分，氮气为200标准毫升/分；
作用时间：30s。
2.根据权利要求1所述的减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法，其特征是，其中上述氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体的比率为：
第一气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为400标准毫升/分；或者
第二气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为2000标准毫升/分。
3.根据权利要求2所述的减少铝垫刻蚀工艺中铝腐蚀的方法，其特征是，其中上述四次混合等离子体刻蚀中有两次采用第一气体比率，两次采用第二气体比率。
4.一种铝垫刻蚀方法，其特征是，包括：
在一经曝光的光刻胶层的保护下，干法刻蚀一铝垫叠层；
去除该铝垫叠层上的上述光刻胶层，其包括至少四次利用氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体进行刻蚀的步骤；
利用氧气与氮气的混合等离子体气流去除刻蚀过程中产生的残留物，其工艺参数为：8mT/800TCP/180BP/500O2/200N2//30s，即
压力：8mT；
源功率：800W；
偏置功率：180W；
气体比率：氧气为500标准毫升/分，氮气为200标准毫升/分；
作用时间：30s；
进行后期湿法刻蚀。
5.根据权利要求4所述的铝垫刻蚀方法，其特征是，其中上述氧气、氮气以及水蒸气的混合等离子体的比率为：
第一气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为400标准毫升/分；或者
第二气体比率：氧气为4000标准毫升/分，氮气为400标准毫升/分，水蒸气为2000标准毫升/分。
6.根据权利要求5所述的铝垫刻蚀方法，其特征是，其中上述四次混合等离子体刻蚀中有两次采用第一气体比率，两次采用第二气体比率。
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