本申請涉及半導體器件及集成電路，尤其涉及一種背面金屬層的刻蝕方法。

背景技術：

1、在半導體集成電路制造業(yè)中，存儲器的存儲單元(cell)器件和邏輯(logic)器件通常集成在同一晶圓上，而邏輯器件的電極通常是通過晶圓背面溝槽中的金屬層引出。

2、參考圖1，其示出了對襯底背面的金屬層進行刻蝕前的剖面示意圖；參考圖2，其示出了對襯底背面的金屬層進行刻蝕后的剖面示意圖。示例性的，襯底110用于形成存儲器，其上包括存儲單元區(qū)域和外圍區(qū)域，存儲單元區(qū)域用于形成存儲單元器件，外圍區(qū)域用于形成邏輯器件，圖1和圖2中以邏輯區(qū)域的剖面圖做示例性說明，襯底110具有正面和背面，正面用于形成存儲單元器件和邏輯器件，背面形成有溝槽301，背面從下而上依次形成有介質層120和金屬層130，如圖1所示，通常形成的金屬層130在溝槽301底部的厚度大于溝槽外的厚度，因此在對介質層120和金屬層130進行選擇性刻蝕后，為了保證將溝槽301內的金屬層130全部去除，很容易導致溝槽301外產(chǎn)生過刻蝕現(xiàn)象(如圖2中虛線所示)，且有一定的幾率在溝槽301的側壁造成金屬殘留(圖2中未示出)，從而降低了產(chǎn)品的可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N背面金屬層的刻蝕方法，可以解決相關技術中提供的背面金屬的刻蝕方法容易使得溝槽外產(chǎn)生過刻蝕現(xiàn)象和溝槽內具有金屬殘留的問題，該方法包括：

2、提供一襯底，所述襯底具有正面和背面，從俯視角度觀察，所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域的正面用于形成存儲單元器件，所述第二區(qū)域的正面用于形成邏輯器件，所述第二區(qū)域的背面形成有溝槽，所述背面從下而上依次形成有介質層和金屬層，所述溝槽內的金屬層的厚度大于所述溝槽外的金屬層的厚度；

3、對目標區(qū)域進行第一次刻蝕，直至所述目標區(qū)域的介質層被去除；

4、對所述目標區(qū)域進行第二次刻蝕，直至所述目標區(qū)域的金屬層被去除，在進行第二次刻蝕的過程中，供給的偏置功率呈脈沖方波。

5、在一些實施例中，所述金屬層包括鎢層，或鎢層和氮化鈦層。

6、在一些實施例中，所述介質層包括二氧化硅層。

7、在一些實施例中，所述第一次刻蝕和所述第二次刻蝕在tcp設備中進行。

8、在一些實施例中，在進行第二次刻蝕的過程中，脈沖方波的占空比為20％至50％。

9、在一些實施例中，在進行第二次刻蝕的過程中，所述偏置功率的取值范圍為100瓦至250瓦。

10、在一些實施例中，在進行第二次刻蝕的過程中，所述偏置功率的頻率大于100赫茲。

11、本申請技術方案，至少包括如下優(yōu)點：

12、通過采用常規(guī)方式的第一次刻蝕去除目標區(qū)域的介質層，持續(xù)不斷地產(chǎn)生等離子體，在對溝槽內的金屬層進行刻蝕時采用脈沖模式，一方面可通過控制占空比使大部分刻蝕處于偏置功率關閉的階段，此時電子密度降到最低，接近表面處的鞘層完全崩塌，提高了分子的平均自由程，使大通量的負離子以及中性粒子能到達底部刻蝕金屬層，同時刻蝕副產(chǎn)物能停留在頂部進行保護，另一方面可通過控制頻率使得電子依然能擴散到側壁，保證側壁無金屬殘留，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和良率。

技術特征：

1.一種背面金屬層的刻蝕方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬層包括鎢層，或鎢層和氮化鈦層。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述介質層包括二氧化硅層。

4.根據(jù)權利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述第一次刻蝕和所述第二次刻蝕在tcp設備中進行。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在進行第二次刻蝕的過程中，脈沖方波的占空比為20％至50％。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在進行第二次刻蝕的過程中，所述偏置功率的取值范圍為100瓦至250瓦。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，在進行第二次刻蝕的過程中，所述偏置功率的頻率大于100赫茲。

技術總結
本申請公開了一種背面金屬層的刻蝕方法，包括：提供一襯底，該襯底具有正面和背面，從俯視角度觀察，該襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域的正面用于形成存儲單元器件，第二區(qū)域的正面用于形成邏輯器件，第二區(qū)域的背面形成有溝槽，襯底的背面從下而上依次形成有介質層和金屬層，溝槽內的金屬層的厚度大于溝槽外的金屬層的厚度；對目標區(qū)域進行第一次刻蝕，直至目標區(qū)域的介質層被去除；對目標區(qū)域進行第二次刻蝕，直至目標區(qū)域的金屬層被去除，在進行第二次刻蝕的過程中，供給的偏置功率呈脈沖方波。本申請通過在對溝槽內的金屬層進行刻蝕時則采用脈沖模式，能夠降低溝槽外的襯底的損耗和溝槽內的金屬殘留。

技術研發(fā)人員：任婷婷,姚道州,楊鑫,杜保田,惠科石,王玉新
受保護的技術使用者：華虹半導體（無錫）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15