一種多晶硅蝕刻方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及蝕刻技術領域，特別涉及一種多晶硅蝕刻方法。
【【背景技術】】
[0002]多晶硅蝕刻作為形成柵極的關鍵工藝，對蝕刻形貌、線寬、下底的厚度都有著非常嚴格的要求。目前，普遍采用離子激發(fā)(1n-Assisted)反應機制進行蝕刻，即離子轟擊和自由基化學反應并行的模式，通過控制這兩種蝕刻模式所占比例的變化對形貌進行調整。
[0003]為了得到垂直、光滑的多晶硅蝕刻形貌，1n-Assist反應勢必要采用較大比例的離子轟擊反應模式，大量的離子轟擊使光阻側壁發(fā)生硬化，其和蝕刻反應氣體生成的副產(chǎn)物(如HBr (溴化氫)與Si (硅)反應生成的SiBr4(四溴化硅))結合形成致密的聚合物(polymer)，該聚合物在經(jīng)過后續(xù)的干法去膠和濕法去膠后依然不能去除，表面收縮形成卷皮聚合物。請參考圖1所示，其為現(xiàn)有技術中多晶硅蝕刻步驟后及后續(xù)各個步驟后晶圓(Wafer)表面聚合物的狀況。其中，圖1(a)為多晶娃蝕刻后晶圓表面形貌，圖1(b)為干法去膠后晶圓表面形貌，圖1(c)為濕法去膠后晶圓表面形貌，可以看出即使經(jīng)過干法去膠+濕法去膠(也可稱為濕法清洗)，聚合物依然不能去除干凈，影響后續(xù)步驟工藝能力，導致低良率。
[0004]為了消除卷皮聚合物現(xiàn)象，現(xiàn)行方法通過增加濕法清洗步驟，延長濕法清洗時間來盡量減輕此問題，比如，目前清洗工藝流程為:干法蝕刻一氫氟酸漂洗一干法去膠一濕法去膠，但即使在目前清洗流程下，仍然會存在以下問題:1、由于增加了濕法清洗步驟(比如，氫氟酸漂洗)，延長了濕法清洗時間，工藝流程相對復雜，產(chǎn)品單位產(chǎn)出低；2、由于酸液循環(huán)使用清洗能力會變?nèi)?，因此，仍然會偶發(fā)卷皮聚合物去不凈現(xiàn)象。
[0005]因此，有必要提供一種改進的技術方案來克服上述問題。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種多晶硅蝕刻方法，其不僅可以對多晶硅進行蝕刻，而且還可以有效解決卷皮聚合物難以去除的問題。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種多晶硅蝕刻方法，其包括:提供在基底上依次形成有多晶硅層和光刻膠圖形的晶圓；將所述晶圓放入蝕刻腔體，以光刻膠圖形為掩膜干法蝕刻多晶硅層，在干法蝕刻多晶硅層的過程中會在所述光刻膠圖形的側壁上形成聚合物；向所述刻蝕腔體內(nèi)通入具有離子轟擊特性和反應活性的混合氣體，以對干法蝕刻時形成的聚合物進行電漿處理；從所述刻蝕腔體內(nèi)取出電漿處理后的晶圓，去除光刻膠圖形。
[0008]進一步的，所述混合氣體包括氬氣和氧氣。
[0009]進一步的，在進行所述電漿處理時，氬氣和氧氣的體積比為2:1-4:1。
[0010]進一步的，在進行所述電漿處理時，反應溫度為50°C -70°C，反應時間為30s-50s。[0011 ] 進一步的，在電漿處理過程中，所述氬氣在所述刻蝕腔體內(nèi)形成氬離子，所述氧氣在所述刻蝕腔體內(nèi)形成氧原子自由基，所述氬離子被用來轟擊所述聚合物，所述氧原子自由基被用來與所述聚合物反應，以最終去除所述聚合物。
[0012]進一步的，通過泵將氬離子擊碎的聚合物和氧原子自由基與所述聚合物的反應物從所述刻蝕腔體內(nèi)及時排出。
[0013]進一步的，所述去除光刻膠圖形包括干法去膠和濕法去膠。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中的多晶硅蝕刻方法可以在蝕刻腔體內(nèi)清除在干法蝕刻多晶硅時產(chǎn)生的聚合物，無需增加可去除聚合物的濕法清洗步驟，縮短了濕法清洗時間，從而簡化了工藝流程，提高了產(chǎn)品單位產(chǎn)出。
【【附圖說明】】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0016]圖1為現(xiàn)有技術中多晶??圭蝕刻步驟后及后續(xù)各個步驟后晶圓表面聚合物的狀況；
[0017]圖2為本發(fā)明中的多晶硅蝕刻方法在一個實施例中的流程示意圖；
[0018]圖3-圖6為本發(fā)明中的多晶硅蝕刻方法在一個實施例中的各個步驟對應的縱剖面圖；
[0019]圖7為本發(fā)明中以氬氣Ar和氧氣O2對晶圓進行電漿處理的示意圖；
[0020]圖8為采用現(xiàn)有技術和本發(fā)明中的多晶硅蝕刻方法后聚合物的去除效果對比圖。
【【具體實施方式】】
[0021]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0023]請參考圖2所示，其為本發(fā)明中的多晶硅蝕刻方法在一個實施例中的流程示意圖。圖3-圖6為本發(fā)明中的多晶硅蝕刻方法在一個實施例中的各個步驟對應的縱剖面圖。如圖2所示,所述多晶娃蝕刻方法200包括如下步驟。
[0024]步驟210，結合圖3所示，提供在基底上依次形成有多晶硅層和光刻膠圖形的晶圓(Wafer)。換句話說，所述晶圓包括基底310、形成于所述基底上的多晶??圭層320和形成于所述多晶硅層320上的光刻膠圖形330。所述基底310可以為單純的硅基底，也可以為已形成一定結構的基底，如可以在硅基底表面已形成氧化硅層。另外，在本發(fā)明的其他實施例中，所述基底310還可以由其他材料制成，比如，由鍺材料、砷化鎵材料或者碳化硅材料等。所述光刻膠圖形330用于定義所述多晶硅層320的蝕刻位置。
[0025]步驟220，結合圖4所示，將所述晶圓放入蝕刻腔體，以光刻膠圖形330為掩膜干法蝕刻多晶硅層320，在干法蝕刻多晶硅層320的過程中會在所述光刻膠圖形320的側壁上形成聚合物340。
[0026]在一個實施例中，在蝕刻