一种解决底切问题的刻蚀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件制作工艺技术领域，特别是涉及一种用于解决底切问题的刻蚀方法。
【背景技术】
[0002]在制作各种半导体器件的工序中，需要在膜层上形成各种结构或尺寸不同的微结构，可采用干法或湿法工艺进行刻蚀，形成通孔。
[0003]采用湿法刻蚀时，将待刻蚀材料浸泡于腐蚀液内进行纯化学反应腐蚀，因此所有的半导体湿法刻蚀均具有各项同性，即横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度，这使得上层掩膜层的刻蚀图案与下层材料上被刻蚀出的图案存在一定的偏差，无法高质量地完成图形转移和复制的工作，因此湿法刻蚀一般常用于晶圆片准备、清洗等不涉及图形的环节，而在图形转移中干法刻蚀已占据主导地位。
[0004]采用干法刻蚀时，具体是利用等离子体对待刻蚀材料具有物理轰击或和化学反应的刻蚀作用，由于同时存在物理刻蚀和化学刻蚀，使得刻蚀的各项异性差，易造成侧向刻蚀过大，形成“上边小、下边大”的结构，其刻蚀轮廓如“八”字形状的底切问题。这给后续的加工造成不便，增加了产品不良率。
[0005]现有技术，如专利名称为“一种刻蚀方法”，申请公布号为CN104211010A公开了一种刻蚀方法，其包括:提供衬底，该衬底包括绝缘层及其上的半导体层；在该半导体层上形成掩膜层，该掩膜层具有宽度不同的图案；在预定时间内刻蚀该半导体层，以形成沟槽，部分沟槽暴露绝缘层；在该沟槽内壁形成保护层；继续刻蚀该半导体层。保护层对刻蚀完毕的沟槽侧壁起到了保护作用，避免后续刻蚀在沟槽底部横向刻蚀形成底切。
[0006]但是以上技术需要在刻蚀沟槽中形成保护层，增加了现有半导体器件的制作步骤，并且增大了生成成本和生成周期。
【发明内容】
[0007]本发明主要解决的技术问题是提供一种用于解决底切问题的刻蚀方法，能够经济、有效的避免底切问题的出现，同时对后续工序有更好的兼容性。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是，提供一种解决底切的刻蚀方法，该方法包括:
[0009]将第一材料层、掩膜层以及金属层置于密封的工艺腔室，其中该第一材料层设置在该金属层上，该掩膜层设置在该第一材料层上，且该掩膜层上设置有刻蚀图案；
[0010]在该工艺腔室内采用干法刻蚀，在满足预设条件下对该第一材料层进行刻蚀，直至露出该金属层；
[0011]其中该预设条件包括:将该工艺腔室的气压设置为50-70mTorr。
[0012]其中，该干法刻蚀具体为ECCP刻蚀。
[0013]其中，该预设条件还包括:将预设气体充盈于该工艺腔室内，其中该预设气体是由氧气和氟基气体组成的混合气体，该氧气和氟基气体的比例设置为16:1。
[0014]其中，该氟基气体是SF6。
[0015]其中，该预设条件还包括:将该工艺腔室的刻蚀源功率设置为4千瓦、偏压功率设置为I千瓦。
[0016]其中该预设条件还包括:在预设时间内对该第一材料层进行刻蚀。
[0017]其中，该预设时间为10-30秒。
[0018]其中，该第一材料层是氮化硅或二氧化硅。
[0019]可选的，该第一材料层是在该金属层上依次叠置的氮化硅和二氧化硅。
[0020]其中，该掩膜层是正型光阻材料或负型光阻材料。
[0021]本发明的有益效果是:本发明提供的方法通过将第一材料层设置于掩膜层和金属层之间，通过在预设气压下刻蚀该第一材料层即可避免出现底切问题，与现有在刻蚀沟槽内部形成保护层，以避免后续刻蚀在沟槽底部横向刻蚀形成底切的技术相比，本发明通过控制刻蚀时的气压便可解决底切问题，具有经济实用性，同时对后续工序有更好的兼容性。
【附图说明】
[0022]图1是本发明提供的方法流程示意图；
[0023]图2是图1中干法刻蚀刻蚀微结构的流程示意图；
[0024]图3是现有干法刻蚀工艺存在底切的流程示意图；
[0025]图4是图1中的干法刻蚀工艺解决底切的流程示意图；
[0026]图5是现有干法刻蚀微结构后的一微观结构不意图；
[0027]图6是图5中微结构的扫描电子显微镜的微观结构图；
[0028]图7是现有干法刻蚀微结构后的又一微观结构示意图；
[0029]图8是图7中微结构的扫描电子显微镜的微观结构图；
[0030]图9是图1中的干法刻蚀微结构后的微观结构示意图；
[0031]图10是图9中微结构的扫描电子显微镜的微观结构图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0033]请参阅图1，图1是本发明提供的解决底切问题的刻蚀方法的流程示意图，所述方法包括:
[0034]步骤SI，将第一材料层、掩膜层以及金属层置于密封的工艺腔室，其中该第一材料层设置在该金属层上，该掩膜层设置在该第一材料层上，且该掩膜层上设置有刻蚀图案；
[0035]步骤S2，在该工艺腔室内采用干法刻蚀，在满足预设条件下对该第一材料层进行刻蚀，直至露出该金属层；
[0036]其中该预设条件包括:将该工艺腔室的气压设置为50-70mTorr。
[0037]其中，干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，其化学活性比常态时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；进一步的，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。常用的干法刻蚀有PE(plasmaetching，等离子刻蚀)、RIE (reactive 1n etching，反应离子刻蚀)、ICP (inductivitycoupled plasma，电感親合等离子体)和 ECCP (enhanced capacitive coupled plasma，增强电容耦合等离子体)。
[0038]其中本发明优选使用ECCP干法刻蚀，该刻蚀方法同时具有化学刻蚀和物理刻蚀作用。
[0039]请参阅图2，图2是ECCP刻蚀方法在步骤SI时，设置微结构20的示意图，其中将该微结构20设置成第一材料层22、掩膜层23以及金属层21置于密封的工艺腔室(图2中未示出)，其中该第一材料层22设置在该金属层21上，该掩膜层23设置在该第一材料层22上，且该掩膜层22上设置有刻蚀图案，图2中以掩膜层23的缺口 231示意。
[0040]请参阅图3，在预设气体和预设功率下，在刻蚀设备形成的密封的工艺腔室中(图3中未示出)，将刻蚀气压设置为常规气压150mTorr时(现有技术)，对该微结构30进行刻蚀，具体是通过掩膜层33上的刻蚀图案331依序对该掩膜层33和第一材料层32刻蚀，刻蚀一定时间使得漏出金属层31层，那么在第一材料层32的侧向出现底切现象，即在第一材料层32的刻蚀通孔内出现横向向内的凹槽321，该凹槽321在后续制程中造成其上薄膜的中断，无法实现利用通孔搭接，造成产品不良率的增加。
[0041]请参阅图4，图4是该ECCP干刻工艺在步骤S2时的步骤，图4与图3中的工艺方法相比，保持相同的预设气体成分及比例、预设功率，仅仅降低刻蚀气压使之在50-70mTorr之间，就可避免底切问题的出现，在第一材料42层刻蚀形成的通孔432内具有平滑的刻蚀轮廓。该无底切的通孔432对后续制程具有更好的兼容性，使得其上形成连续的薄膜，实现利用通孔搭接，增加产品的良率。
[0042]其中，本发明提供的刻蚀方法在气体成分、比例以及刻蚀功率不变的情况下，降低刻蚀的压力，可使工艺腔内气体分子的密度减小，增大等离子体的物理刻蚀作用，从而解决底切的问题。
[0043]其中，该预设条件还包括:将预设气体充盈于该工艺腔室内，该预设气体是由氧气