金属的刻蚀方法以及半导体器件与流程

本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种金属的刻蚀方法以及半导体器件。

背景技术：

1、铝刻蚀是半导体制造领域主要的刻蚀工艺之一，铝的干法刻蚀通常通过氯气与三氯化硼来实现，但是，铝刻蚀后形成的凹槽的侧壁会与氯气和三氯化硼发生自循环反应，这样会对凹槽的侧壁产生侵蚀，使得凹槽的侧壁发生侧面生长现象，使得凹槽的侧壁粗糙，影响产品的良品率。

2、因此，亟需一种解决金属刻蚀后的凹槽的侧壁粗糙而导致半导体性能较差的刻蚀方法。

3、在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种金属的刻蚀方法以及半导体器件，以解决现有技术中金属刻蚀后的凹槽的侧壁粗糙而导致半导体性能较差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种金属的刻蚀方法，包括：提供基底，所述基底包括依次层叠的衬底、第一隔离层、金属层以及第二隔离层；去除部分所述第二隔离层、部分所述金属层以及部分所述第一隔离层，使得部分所述第一隔离层裸露，形成凹槽以及位于所述凹槽的侧壁上的聚合物层，去除部分所述金属层采用的刻蚀气体至少包括以下之一：乙烯、甲烷。

3、进一步地，去除部分所述金属层的反应温度范围为70℃~90℃，去除部分所述金属层的反应压强范围为10mtorr~15mtorr。

4、进一步地，所述刻蚀气体还包括：氯气、三氯化硼以及氦气。

5、进一步地，所述刻蚀气体中，乙烯或甲烷与氦气的体积之和与氯气和三氯化硼的体积之和的比值范围为0.9:1~1:0.9，乙烯或甲烷与氦气的体积比的范围为1:50~3:100。

6、进一步地，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料均包括以下至少之一：钛和氮化钛。

7、进一步地，所述金属层的材料包括铝。

8、进一步地，去除部分所述第二隔离层、部分所述金属层以及部分所述第一隔离层，形成凹槽以及位于所述凹槽的侧壁上的聚合物层，包括：在所述基底的裸露表面上形成光阻层，并图形化所述光阻层；以图形化的所述光阻层为掩膜，向下刻蚀所述第二隔离层、所述金属层以及所述第一隔离层，形成预备凹槽以及位于预备凹槽的侧壁的预备聚合物层；去除剩余的图形化的所述光阻层以及位于所述图形化的所述光阻层侧壁的所述预备聚合物层，形成所述凹槽以及所述聚合物层。

9、根据本申请的另一方面，提供了一种半导体器件，采用任一种所述的金属的刻蚀方法制作而成，所述半导体器件包括基底、凹槽以及聚合物层，其中，所述基底包括依次层叠的衬底、第一隔离层、金属层以及第二隔离层；所述凹槽贯穿所述第二隔离层、所述金属层至所述第一隔离层中，形成所述凹槽采用的刻蚀气体至少包括以下之一：乙烯、甲烷；所述聚合物层位于所述凹槽的侧壁上。

10、进一步地，所述金属层的材料包括铝。

11、进一步地，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料均包括以下至少之一：钛和氮化钛。

12、应用本申请的技术方案，所述金属的刻蚀方法中，首先，提供基底，所述基底包括依次层叠的衬底、第一隔离层、金属层以及第二隔离层；然后，去除部分所述第二隔离层、部分所述金属层以及部分所述第一隔离层，使得部分所述第一隔离层裸露，形成凹槽以及位于所述凹槽的侧壁上的聚合物层，去除部分所述金属层采用的刻蚀气体至少包括以下之一：乙烯、甲烷。该方法通过在刻蚀气体中加入乙烯或者甲烷，乙烯或者甲烷在高温高压下可与光阻发生聚合反应，生成聚合物，附着在凹槽的侧壁上聚合物可以避免凹槽的侧壁在刻蚀过程中被侵蚀导致侧壁粗糙而影响半导体器件的性能，进而解决了现有技术中金属刻蚀后的凹槽的侧壁粗糙而导致半导体性能较差的问题。

技术特征：

1.一种金属的刻蚀方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，去除部分所述金属层的反应温度范围为70℃~90℃，去除部分所述金属层的反应压强范围为10mtorr~15mtorr。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀气体还包括：氯气、三氯化硼以及氦气。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述刻蚀气体中，乙烯或甲烷与氦气的体积之和与氯气和三氯化硼的体积之和的比值范围为0.9:1~1:0.9，乙烯或甲烷与氦气的体积比的范围为1:50~3:100。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料均包括以下至少之一：钛和氮化钛。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层的材料包括铝。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，去除部分所述第二隔离层、部分所述金属层以及部分所述第一隔离层，形成凹槽以及位于所述凹槽的侧壁上的聚合物层，包括：

8.一种半导体器件，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的金属的刻蚀方法制作而成，所述半导体器件包括：

9.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，所述金属层的材料包括铝。

10.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料均包括以下至少之一：钛和氮化钛。

技术总结
本申请提供了一种金属的刻蚀方法以及半导体器件。该方法包括：首先，提供基底，基底包括依次层叠的衬底、第一隔离层、金属层以及第二隔离层；然后，去除部分第二隔离层、部分金属层以及部分第一隔离层，使得部分第一隔离层裸露，形成凹槽以及位于凹槽的侧壁上的聚合物层，去除部分金属层采用的刻蚀气体至少包括以下之一：乙烯、甲烷。该方法通过在刻蚀气体中加入乙烯或者甲烷，乙烯或者甲烷在高温高压下可与光阻发生聚合反应，生成聚合物，附着在凹槽的侧壁上聚合物可以避免凹槽的侧壁在刻蚀过程中被侵蚀导致侧壁粗糙而影响半导体器件的性能，进而解决了现有技术中金属刻蚀后的凹槽的侧壁粗糙而导致半导体性能较差的问题。

技术研发人员：高攀,牛景达
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13