干法刻蚀方法
阅读：121发布：2020-05-11
专利汇可以提供干法刻蚀方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种干法 刻蚀 方法，该 干法刻蚀 方法包括：在对第一介质层进行刻蚀后，向反应腔室通入第二反应气体，在第二射频功率的激发下所述第二反应气体形成 等离子体 ，以使由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合；对所述反应腔室进行抽 真空 处理；对位于所述第一介质层下方的第二介质层进行刻蚀，本发明的技术方案可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃 基板 上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。，下面是干法刻蚀方法专利的具体信息内容。
1.一种干法刻蚀方法，其特征在于，包括：
在对第一介质层进行刻蚀后，向反应腔室通入第二反应气体，在第二射频功率的激发下所述第二反应气体形成等离子体，以使由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合,保证反应腔室内的颗粒污染物处于悬浮状态；
对所述反应腔室进行抽真空处理；
对位于所述第一介质层下方的第二介质层进行刻蚀；
所述对位于所述第一介质层下方的第二介质层进行刻蚀包括：
向所述反应腔室通入第三反应气体，在第三射频功率的激发下第三反应气体形成等离子体，以使由第三反应气体形成的等离子体对第二介质层进行刻蚀；
所述第三射频功率大于所述第二射频功率；
所述第二反应气体与所述第三反应气体相同。
2.根据权利要求1所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述对第一介质层进行刻蚀包括：
向所述反应腔室通入第一反应气体，在第一射频功率的激发下所述第一反应气体形成等离子体，以使由第一反应气体形成的等离子体对第一介质层进行刻蚀；
所述第二射频功率小于所述第一射频功率。
3.根据权利要求1所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述第二射频功率的范围为：500～2000W。
4.根据权利要求1所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述第二反应气体为惰性气体。
5.根据权利要求4所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或者氦气。
6.根据权利要求1所述的干法刻蚀方法，其特征在于，在所述在第二射频功率的激发下第二反应气体形成等离子体的过程中，所述反应腔室内的气压小于20mt。
干法刻蚀方法
技术领域
背景技术
[0002] 干法刻蚀是一种利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，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，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；另一方面，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。
[0003] 在生产显示面板的过程中，需要利用干法刻蚀对玻璃基板上的多层介质层进行刻蚀，且对每一层介质层的完成刻蚀后，则需要执行一次“转换步骤”处理，“转换步骤”处理用于为下一介质层的刻蚀营造一个干净的环境。“转换步骤”的步骤具体包括关闭干法刻蚀设备中的射频模块并停止向反应腔室内通入用于被等离子体化的反应气体，与此同时，利用真空泵对反应腔室进行抽真空处理。
[0004] 待“转换步骤”结束后，再向反应腔室内通入刻蚀下一介质层所需要的反应气体，并再次开启射频模块以激发反应气体形成等离子体以对下一介质层进行刻蚀。
[0005] 然而，在执行“转换步骤”时，反应腔室内停止通入气体，且射频模块被关闭，使得反应腔室内的等离子体突然熄灭，此时悬浮于等离子体中的颗粒污染物会掉落在玻璃基板上，造成后续制程的污染，导致显示面板的不良。
发明内容
[0006] 本发明提供一种干法刻蚀方法，可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃基板上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种干法刻蚀方法，包括：
[0008] 在对第一介质层进行刻蚀后，向所述反应腔室通入第二反应气体，在第二射频功率的激发下所述第二反应气体形成等离子体，以使由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合；
[0009] 对所述反应腔室进行抽真空处理；
[0010] 对位于所述第一介质层下方的第二介质层进行刻蚀。
[0011] 可选地，所述对第一介质层进行刻蚀包括：
[0012] 向所述反应腔室通入第一反应气体，在第一射频功率的激发下所述第一反应气体形成等离子体，以使由第一反应气体形成的等离子体对第一介质层进行刻蚀；
[0013] 所述第二射频功率小于所述第一射频功率。
[0014] 可选地，所述对位于所述第一介质层下方的第二介质层进行刻蚀包括：
[0015] 向所述反应腔室通入第三反应气体，在第三射频功率的激发下第三反应气体形成等离子体，以使由第三反应气体形成的等离子体对第二介质层进行刻蚀；
[0016] 所述第三射频功率大于所述第二射频功率。
[0017] 可选地，所述第二反应气体与所述第三反应气体相同。
[0018] 可选地，所述第二射频功率的范围为：500～2000W。
[0019] 可选地，所述第二反应气体为惰性气体。
[0020] 可选地，所述惰性气体为氩气或者氦气。
[0021] 可选地，在所述在第二射频功率的激发下第二反应气体形成等离子体的过程中，所述反应腔室内的气压小于20mt。
[0022] 本发明具有以下有益效果：
[0023] 本发明提供一种干法刻蚀方法，在对第一介质层进行刻蚀后，通过向反应腔室内通入第二反应气体，并在第二射频功率的激发下形成等离子体，该第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合形成尘埃等离子体，然后再对反应腔室进行抽真空处理，本发明的技术方案可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃基板上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。附图说明
[0025] 图2为本发明实施例二提供的干法刻蚀方法的流程图；
[0026] 图3为本发明实施例三提供的干法刻蚀方法的流程图；
[0027] 图4为本发明实施例四提供的干法刻蚀方法的流程图。
具体实施方式
[0028] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的干法刻蚀方法进行详细描述。
[0029] 实施例一
[0030] 图1为本发明实施例一提供的干法刻蚀方法的流程图，如图1所示，该干法刻蚀方法包括：
[0031] 步骤101：在对第一介质层进行刻蚀后，向反应腔室通入第二反应气体，在第二射频功率的激发下第二反应气体形成等离子体，以使由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合。
[0032] 本发明与背景技术的区别在于，在执行“转换步骤”时，向反应腔室内通入有第二反应气体、且射频模块仍在进行工作，此时第二反应气体在射频模块提供的第二射频功率下被激发为等离子体，由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合以形成尘埃等离子体，从而保证反应腔室内的颗粒污染物处于悬浮状态。
[0033] 步骤102：对反应腔室进行抽真空处理。
[0034] 通过执行步骤101，使得在对第一介质层进行刻蚀后，反应腔室内的颗粒污染物仍处于悬浮状态，此时再通过真空泵对反应腔室进行愁真空处理，从而将悬浮的颗粒污染物抽出，从而达到了清洁反应腔室的目的。
[0035] 需要说明的是，本实施例中可以先执行步骤101，且在执行步骤101一段时间后再执行步骤102，或者直接同时执行步骤101和步骤102。
[0036] 步骤103：对位于第一介质层下方的第二介质层进行刻蚀。
[0037] 通过执行步骤101和步骤102之后，反应腔室内部以及第二介质层的表面又处于洁净的状态，从而保证了第二介质层的刻蚀工艺的顺利进行。
[0038] 需要说明的是，本发明提供的干法刻蚀方法不仅仅限于对两层介质层的刻蚀。通过重复执行上述步骤101、步骤102和步骤103，从而可实现对三层或多层介质层的刻蚀。
[0039] 本发明实施一提供的干法刻蚀方法，在对第一介质层进行刻蚀后，通过向反应腔室内通入第二反应气体，并在第二射频功率的激发下形成等离子体，该第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合形成尘埃等离子体，然后再对反应腔室进行抽真空处理，本发明的技术方案可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃基板上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。
[0040] 实施例二
[0041] 图2为本发明实施例二提供的干法刻蚀方法的流程图，如图2所示，该干法刻蚀方法包括：
[0042] 步骤201：向反应腔室内通入第一反应气体，在第一射频功率的激发下第一反应气体形成等离子体，以使由第一反应气体形成的等离子体对第一介质层进行刻蚀。
[0043] 步骤201与现有技术中的利用等离子体刻蚀介质层的过程相同，此处不再赘述。
[0044] 步骤202：向反应腔室内通入第二反应气体，在第二射频功率的激发下第二反应气体形成等离子体，以使由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合，第二射频功率小于第一射频功率。
[0045] 在执行步骤202的过程中，第二射频功率小于第一射频功率，从而使得反应腔室内的形成的等离子体的量较少，此时由第二反应气体形成的等离子体对第二介质层的刻蚀作用较小，从而减小该步骤对后续第二介质层的刻蚀工艺的影响，可选地，第二射频功率的范围为：500～2000W
[0046] 为一步的减小由第二反应气体形成的等离子体对第二介质层的刻蚀作用，本实施还可通过减少反应腔室内的第二反应气体的量，从而使得反应腔室内的等离子的量减少，进而使得反应腔室内等离子体对第二介质层的作用减小，可选地，在执行步骤202的过程中，反应腔室内的气压小于20mt。
[0047] 步骤203：对反应腔室进行抽真空处理。
[0048] 需要说明的是，本实施例中可以先执行步骤202，且在执行步骤202一段时间后再执行步骤203，或者直接同时执行步骤202和步骤203。
[0049] 步骤204：向反应腔室内通入第三反应气体，在第三射频功率的激发下第三反应气体形成等离子体，以使由第三反应气体形成的等离子体对第二介质层进行刻蚀，第三射频功率大于第二射频功率。
[0050] 步骤204的刻蚀过程与现有技术中的利用等离子体刻蚀介质层的过程相同，此处不再赘述。优选地，在步骤204中的第三射频功率大于第二射频功率，从而能有效的防止由第二反应气体形成的等离子体对第二介质层的刻蚀。
[0051] 在本实施例中，需要说明的是，在执行完步骤203后，反应腔室内会存在少量的第二反应气体，为避免第二反应气体与第三反应气体产生化学反应而影响步骤204的进行，可使得第二反应气体与第三反应气体为相同的气体，或者将第二反应气体设置为惰性气体，如：氦气、氩气。
[0052] 需要进一步说明的是，本实施例中的第一反应气体、第二反应气体以及第三反应气体均可为纯净物或者混合物。
[0053] 本发明实施二提供的干法刻蚀方法，在对第一介质层进行刻蚀后，通过向反应腔室内通入第二反应气体，并在第二射频功率的激发下形成等离子体，该第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合形成尘埃等离子体，再对反应腔室进行抽真空处理，本发明的技术方案可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃基板上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。
[0054] 实施例三
[0055] 本发明实施例三以形成薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)中的钝化层和栅极绝缘层的过程为例来描述本发明的提供的干法刻蚀方法，其中，钝化层位于的栅极绝缘层上方。虽然栅极绝缘层和钝化层的材料均为氮化硅(化学式为Si3N4)，但是钝化层的硬度要强于栅极绝缘层，因此需要进行两步刻蚀。在刻蚀氮化硅材料以形成钝化层和栅极绝缘层的过程中选用的反应气体相同，均为氧气和六氟化硫的混合气体。
[0056] 图3为本发明实施例三提供的干法刻蚀方法的流程图，如图3所示，该干法刻蚀方法包括：
[0057] 步骤301：在射频功率为10000～20000W、反应腔室内气压为100～150mt的环境下将由氧气和六氟化硫组成的第一反应气体激发为等离子体，并利用由第一反应气体形成的等离子体对氮化硅材料进行刻蚀以形成钝化层。
[0058] 步骤302：在射频功率为500～2000W、反应腔室内气压为0～20mt的环境下将由氧气和六氟化硫组成的第二反应气体激发为等离子体，并利用由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合。
[0059] 需要说明的是，在本实施例中，由于用于对钝化层进行刻蚀的第一反应气体和用于对栅极绝缘层进行刻蚀的第三反应气体相同均为氧气和六氟化硫组成的反应气体，此处为避免第二反应气体与第一反应气体或第三反应气体产生反应，，第二反应气体选用与第一反应气体和第三反应气体相同的气体。同时，第二反应气体与第一反应气体和第三反应气体相同的气体，还可有效的避免设置额外的进气设备和储气设备，从而减小设备的成本。
[0060] 同时，步骤302中的射频功率也小于步骤301和步骤304中的射频功率。
[0061] 步骤303：对反应腔室进行抽真空处理。
[0062] 本实施例中可以先执行步骤302，且在执行步骤302一段时间后再执行步骤303，或者直接同时执行步骤302和步骤303。
[0063] 步骤304：在射频功率为8000～15000W、反应腔室内气压为100～150mt的环境下将由氧气和六氟化硫组成的第三反应气体激发为等离子体，并利用由第三反应气体形成的等离子体对氮化硅材料进行刻蚀以形成栅极绝缘层。
[0064] 由于步骤302中产生的等离子体对栅极绝缘层的氮化硅材料的刻蚀作用较小，因此步骤302不影响步骤304的执行。
[0065] 本发明实施三提供的干法刻蚀方法，在对氮化硅材料进行刻蚀以形成钝化层后，通过向反应腔室内通入由氧气和六氟化硫组成的第二反应气体，并在500～2000W射频功率的激发下形成等离子体，该第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合形成尘埃等离子体，再对反应腔室进行抽真空处理，本发明的技术方案可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃基板上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。
[0066] 实施例四
[0067] 本发明实施例四以刻蚀光刻胶层和非晶硅层为例来描述本发明的提供的干法刻蚀方法，其中光刻胶层位于非晶硅层的上方。在刻蚀光刻胶层的过程中所选用的反应气体为氧气和六氟化硫组成的混合气体，而在刻蚀非晶硅层的过程中所选用的反应气体为氧气和氯气组成的混合气体。
[0068] 图4为本发明实施例四提供的干法刻蚀方法的流程图，如图4所示，该干法刻蚀方法包括：
[0069] 步骤401：在射频功率为10000～20000W、反应腔室内气压为100～150mt的环境下将由氧气和六氟化硫组成的第一反应气体激发为等离子体，并利用由第一反应气体所形成的等离子体对光刻胶层进行刻蚀。
[0070] 步骤402：向反应腔室内通入由氦气和氩气组成的第二反应气体，在射频功率为500～2000W、反应腔室内气压为0～20mt的环境下将第二反应气体激发为等离子体，并利用由第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合。
[0071] 需要说明的是，在本实施例中，由于用于对光刻胶层进行刻蚀的第一反应气体和用于对非晶硅层进行刻蚀的第三反应气体不同，为避免第二反应气体与第一反应气体或第三反应气体反应，此处第二反应气体选用由惰性气体组成的混合气体。
[0072] 同时，步骤402中的射频功率也小于步骤401和步骤404中的射频功率。
[0073] 步骤403：对反应腔室进行抽真空处理。
[0074] 本实施例中可以先执行步骤402，且在执行步骤402一段时间后再执行步骤403，或者直接同时执行步骤402和步403。
[0075] 步骤404：在射频功率为10000～20000W、反应腔室内气压为100～150mt的环境下将由氯气和六氟化硫组成的第三反应气体激发为等离子体，并利用由第三反应气体形成的等离子体对非晶硅层进行刻蚀。
[0076] 由于步骤402中产生的等离子体对栅极绝缘层的氮化硅材料的刻蚀作用较小，因此步骤402不影响步骤404的执行。
[0077] 本发明实施四提供的干法刻蚀方法，在对光刻胶层进行刻蚀后，通过向反应腔室内通入由氦气和氩气组成的第二反应气体，并在500～2000W射频功率的激发下形成等离子体，该第二反应气体形成的等离子体与反应腔室内的颗粒污染物结合形成尘埃等离子体，然后再对反应腔室进行抽真空处理，本发明的技术方案可有效的避免在执行“转换步骤”过程中颗粒污染物掉落在玻璃基板上，同时，提高了抽真空的效率，减少了反应腔室内颗粒污染物的数量。
[0078] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
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