專(zhuān)利名稱(chēng)：取代膜層上氯原子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種在刻蝕后防止腐蝕及再刻蝕的方法，特別是有關(guān)于一種取代膜層上氯原子的方法。
背景技術(shù)：
刻蝕工藝(Etch process)可以分為濕法刻蝕(Wet etching)及干法刻蝕(Dryetching)兩類(lèi)。在濕法刻蝕中是使用化學(xué)溶液，經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)以達(dá)到刻蝕的目的，而干法刻蝕通常是一種等離子體刻蝕(Plasma etching)，等離子體刻蝕的刻蝕機(jī)制基本上是一種物理交互作用，其最大優(yōu)點(diǎn)即是各向異性刻蝕(Anisotropic etching)。各向異性刻蝕意指在刻蝕過(guò)程中刻蝕作用僅會(huì)以垂直于作用面進(jìn)行刻蝕，而不會(huì)造成底切(Undercut)現(xiàn)象，因此適用于高縱橫比(Aspect Ratio)及凹槽寬(Cavity Width)小于2-3μηι(微米)組件的·刻蝕需求。在等離子體刻蝕工藝中，經(jīng)常以氯化物氣體(例如為氯氣)作為刻蝕媒介，并藉由等離子體能量來(lái)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)。即是，通過(guò)等離子體處理程序解離氯化物氣體成為氯離子并轟擊至一載體表面以完成刻蝕處理。然而，前述刻蝕處理后，所述載體表面會(huì)產(chǎn)生氯的殘留物。當(dāng)所述載體暴露在大氣環(huán)境濕度中，所述載體表面的氯殘留物會(huì)與所吸收的水分產(chǎn)生反應(yīng)，形成具有腐蝕性的氯化氫，并腐蝕所述載體的表面。故以等離子體處理程序結(jié)合氧氣及氟基氣體取代氯離子的制程被提出，其是在等離子體刻蝕后，通入氧氣及氟基氣體(例如為六氟化硫)，并且通過(guò)等離子體處理程序?qū)⑺鲅鯕饧八龇鶜怏w離子化，用以取代載體表面之氯原子，以防止載體表面的腐蝕。前述取代具有兩種可能性，第一種取代為兩元素間具備高親和力，例如載體為鋁基材時(shí)，鋁基材表面的氯原子傾向于被氧離子所取代；第二種取代為高陰電性元素取代低陰電性元素，例如載體為銅基材時(shí)，銅基材表面的氯原子傾向于被氟離子所取代。這種選擇性的取代現(xiàn)象是取決于反應(yīng)環(huán)境中各元素材質(zhì)之間的相互關(guān)系。在通過(guò)等離子體處理程序取代氯原子的過(guò)程中，前述氟基氣體例如為六氟化硫，其體積比例通常是氧氣的1/10-1/6，然而，具有所述體積比例的六氟化硫所解離后的氟離子會(huì)使得刻蝕反應(yīng)再度于載體表面發(fā)生，從而影響到薄膜電晶體的電性。因此，現(xiàn)有技術(shù)中普遍還是使用等離子體處理程序結(jié)合純氧取代氯離子的傳統(tǒng)制程(取代反應(yīng)的時(shí)間一般為30-45秒)。因此，有必要提供一種改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的方法，用以防止等離子體處理程序中的再刻蝕現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種取代膜層上氯原子的方法，以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題。本發(fā)明的主要目的在于提供一種取代膜層上氯原子的方法，其是通過(guò)在等離子體處理程序中降低一氣體(例如為氟基氣體)相對(duì)于另一氣體(例如為氧氣)的體積比例，使得前述兩氣體(即所述氟基氣體與所述氧氣)被解離后，而降低會(huì)與所述膜層發(fā)生刻蝕反應(yīng)的離子濃度(如氟離子)，但對(duì)于取代氯原子方面又具備足夠量的取代離子，從而在取代氯原子的過(guò)程中降低對(duì)所述膜層的刻蝕反應(yīng)。本發(fā)明除了可以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中再刻蝕的問(wèn)題，以避免影響薄膜晶體管的電性，相較于傳統(tǒng)制程以純氧做處理的方式，還具備減少制程時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，從而提升產(chǎn)量。為達(dá)成本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明提供一種取代膜層上氯原子的方法，該方法包含將一具有膜層的載體置入一腔體中，所述膜層的表面具有若干氯原子；在所述腔體中通入第一氣體及第二氣體，形成一氣體混合物，其中所述第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/10以下；通過(guò)等離子體處理程序解離所述氣體混合物，形成一離子混合物；以及 使所述離子混合物轟擊至所述膜層的表面，且同時(shí)通過(guò)反應(yīng)使得所述離子混合物的其中一離子取代所述氯原子。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/20以上。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一氣體是氧氣。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二氣體被解離所形成的離子的陰電性大于氯離子的陰電性。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二氣體是氟基氣體。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述氟基氣體是六氟化硫或四氟化碳。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述膜層是包含金屬層、半導(dǎo)體層及絕緣層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述等離子體處理程序的功率條件是1250-1750瓦。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述等離子體處理程序的壓力條件是60-100微米汞柱。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述等離子體處理程序的處理時(shí)間是10-15秒。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益的效果。通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明取代膜層上氯原子的方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明的取代膜層上氯原子的方法是通過(guò)在等離子體處理程序中降低一氣體(例如為氟基氣體)相對(duì)于另一氣體(例如為氧氣)的體積比例，使得前述兩氣體(即所述氟基氣體與所述氧氣)被解離后，而降低會(huì)與所述膜層發(fā)生刻蝕反應(yīng)的離子濃度(如氟離子)，但對(duì)于取代氯原子方面又具備足夠量的取代離子，從而在取代氯原子的過(guò)程中降低對(duì)所述膜層的刻蝕反應(yīng)，避免影響薄膜晶體管的電性，相較于傳統(tǒng)制程以純氧做處理的方式，還具備減少制程時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提升產(chǎn)量。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例中取代膜層上氯原子的方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)訂發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的取代膜層上氯原子的方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，其是本發(fā)明一實(shí)施例中取代膜層上氯原子的方法的步驟流程圖，所述方法包括下述步驟S11-S14 在步驟Sll中，將一具有膜層的載體置入腔體中，所述膜層的表面具有若干氯原子。在本實(shí)施例中，是將所述具有膜層的載體通過(guò)如背景技術(shù)所提及的等離子體刻蝕后，接續(xù)進(jìn)行步驟SI I。其中，所述膜層可以是金屬層、半導(dǎo)體層或絕緣層。在步驟S12中，在所述腔體中通入第一氣體及第二氣體，以形成氣體混合物。其中，所述第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/10以下，其原因在于，當(dāng)所述第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/10以上時(shí)，所述第二氣體被解離所形成的離子會(huì)刻蝕所述膜層。前述第二氣體的體積比例較佳是所述第一氣體的1/10至1/20之間，亦即第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/20以上且是1/10以下，此比例可使經(jīng)過(guò)解離后具備足夠濃度的可反應(yīng)離子。在此，所述第一氣體為氧氣，而所述第二氣體可以是氟基氣體，例如六氟化硫(SF6)或四氟化碳(CF4)等。然而，所述第二氣體也可以是其他氣體，其須滿(mǎn)足下述條件所述其他氣體被解離后所形成的離子的陰電性須大于氯離子的陰電性。接續(xù)，即可 以在步驟S14中通過(guò)陰電性的差異執(zhí)行取代反應(yīng)(相符于背景技術(shù)中的第二種取代)。在步驟S13中，通過(guò)等離子體處理程序解離所述氣體混合物，形成離子混合物。所述離子混合物例如，當(dāng)所述氣體混合物由氧氣及氟基氣體所構(gòu)成，通過(guò)等離子體處理程序解離所述氣體混合物，會(huì)形成氧離子及氟離子的混合物。前述等離子體處理程序的功率范圍介于1250-1750瓦之間，壓力范圍介于60 - 100微米汞柱之間，而處理時(shí)間優(yōu)選是介于10-15秒之間。在步驟S14中，使所述離子混合物轟擊至所述膜層的表面，且同時(shí)通過(guò)反應(yīng)使得所述離子混合物的其中一離子取代所述氯原子。步驟S13與所述轟擊為一體化程序，其幾乎發(fā)生在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。前述取代具有兩種可能性即為背景技術(shù)中所提及的第一種取代及第二種取代(取代反應(yīng)的范例請(qǐng)參照背景技術(shù)，在此不贅述)。如上所述，本發(fā)明的取代膜層上氯原子的方法是通過(guò)在等離子體處理程序中降低一氣體(例如為氟基氣體)相對(duì)于另一氣體(例如為氧氣)的體積比例，使得前述兩氣體(即所述氟基氣體與所述氧氣)被解離后，而降低會(huì)與所述膜層發(fā)生刻蝕反應(yīng)的離子濃度(如氟離子)，但對(duì)于取代氯原子方面又具備足夠量的取代離子，從而在取代氯原子的過(guò)程中降低對(duì)所述膜層的刻蝕反應(yīng)。另外，通過(guò)所述等離子體處理程序解離所述另一氣體(即氧氣)，所形成的離子(即氧離子)，因?yàn)閷?duì)所述膜層不會(huì)造成刻蝕反應(yīng)，所以不需降低其體積比例。本發(fā)明可以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中再刻蝕的問(wèn)題，避免影響薄膜晶體管的電性，相較于傳統(tǒng)制程以純氧做處理的方式，還具備減少制程時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，從而提升產(chǎn)量，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已公開(kāi)的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求書(shū)的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包括于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種取代膜層上氯原子的方法，其特征在于，包括 將一具有膜層的載體置入一腔體中，所述膜層的表面具有若干氯原子； 在所述腔體中通入第一氣體及第二氣體，形成一氣體混合物，其中所述第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/10以下； 通過(guò)等離子體處理程序解離所述氣體混合物，形成一離子混合物；以及使所述離子混合物轟擊至所述膜層的表面，且同時(shí)通過(guò)反應(yīng)使得所述離子混合物的其中一離子取代所述氯原子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二氣體的體積比例是所述第一氣體的1/20以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一氣體是氧氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二氣體被解離所形成的離子的陰電性大于氯離子的陰電性。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二氣體是氟基氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述氟基氣體是六氟化硫或四氟化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述膜層是包含金屬層、半導(dǎo)體層及絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理程序的功率條件是1250-1750 瓦。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理程序的壓力條件是60-100微米汞柱。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理程序的處理時(shí)間是10-15 秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種取代膜層上氯原子的方法，其是通過(guò)在等離子體處理程序中降低氣體混合物內(nèi)一氣體的體積比例(所述氣體在解離后所形成的離子會(huì)與所述 膜層發(fā)生刻蝕反應(yīng))，于解離所述氣體混合物后，對(duì)于取代氯原子的取代離子具備足夠量，進(jìn)而在取代氯原子的過(guò)程中降低對(duì)所述膜層的刻蝕反應(yīng)。本發(fā)明除了可以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中再刻蝕的問(wèn)題，以避免影響薄膜晶體管的電性，相較于傳統(tǒng)制程以純氧做處理的方式, 還具備減少制程時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，從而提升產(chǎn)量。
文檔編號(hào)H01L21/02GK102956430SQ201210165598
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者鄭揚(yáng)霖 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司