[發明專利]氮化硅高深寬比孔的循環刻蝕方法

在審

• 申請號: 201210265970.5
• 申請日: 2012-07-29
• 公開（公告）號: CN103578973A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 孟令款
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 北京藍智輝煌知識產權代理事務所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

1.一種氮化硅高深寬比孔的循環刻蝕方法，首先將已經形成半導體所需圖形的氮化硅薄膜的半導體器件放入刻蝕腔體內，其特征在于，所述方法接著還包括如下步驟：

步驟一、向所述刻蝕腔體內通入碳氟基氣體，采用干法等離子體工藝進行氮化硅薄膜的刻蝕并形成孔，同時生成碳氟聚合物沉積在所述孔的底部及側壁；

步驟二、關閉步驟一的氣體，再向所述刻蝕腔體內通入氧化性氣體，采用等離子體處理工藝去除所述孔的底部及側壁上的碳氟聚合物；

重復進行上述兩步驟，直至所述孔的刻蝕形貌達到要求。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟二中，所述孔的底部的碳氟聚合物被所述氧化性氣體轟擊并反應掉，而所述側壁上的碳氟聚合物則會保留一部分。

3.如權利要求1或2所述方法，其特征在于，當增加步驟一中的碳氟基氣體流量從而增加聚合物的量、同時降低步驟二中的氧化性氣體流量時，所述孔的形貌為略傾斜；當降低步驟一中的碳氟基氣體流量從而減少聚合物的量、同時增加步驟二中的氧化性氣體流量時，所述孔的形貌為陡直；通過將參數調節到介于上述二者之間時，即可根據需求而獲得不同的孔的刻蝕形貌。

4.如權利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟一在通入碳氟基氣體的同時還通入用于提升刻蝕速度的氧化性氣體、和/或通入用于形成穩定的等離子體的稀釋性氣體；所述步驟二在通入氧化性氣體的同時還通入用于形成穩定的等離子體的稀釋性氣體。

5.如權利要求4所述方法，其特征在于，所述碳氟基氣體選自CHF₃、CH₂F₂及CH₃F中至少其一；所述氧化性氣體選自CO、O₂中至少其一；所述稀釋性氣體為Ar。

6.如權利要求5所述方法，其特征在于，刻蝕陡直形貌的高深寬比孔時，采用LAM?Exelan?HPt的刻蝕設備，采用雙射頻系統，高頻系統為27MHz，低頻系統為2MHz，步驟一，腔體壓力保持在80mt，30sccm?CH₂F₂，高低頻功率選擇1000W/200W；步驟二，腔體壓力保持在90mt，20sccm?O₂，高低頻功率選擇1000W/200W；或者：

刻蝕陡直形貌的高深寬比孔時，采用中微半導體Pr?i?mo-DRIE的刻蝕設備，采用雙射頻系統，高頻系統為27MHz，低頻系統為2MHz，其中步驟一，腔體壓力保持在10-100mt，優選50mt，90sccm?CH2F2，500sccmAr，高低頻功率選擇800W/1200W；步驟二，腔體壓力保持在10-100mt，優選50mt，120sccm?O2，高低頻功率選擇800W/1000W。

7.如權利要求5所述方法，其特征在于，刻蝕略傾斜形貌的高深寬比孔時，采用LAM?Exelan?HPt的刻蝕設備，采用雙射頻系統，高頻系統為27MHz，低頻系統為2MHz，步驟一，腔體壓力保持在80mt，將CH₂F₂的流量增大到35sccm，高低頻功率選擇1000W/200W；步驟二，腔體壓力保持在90mt，將O₂的流量降低到15sccm，高低頻功率選擇1000W/200W；或者：

刻蝕略傾斜形貌的高深寬比孔時，采用中微半導體Pr?i?mo-DR?I?E的刻蝕設備，采用雙射頻系統，高頻系統為27MHz，低頻系統為2MHz，步驟一，腔體壓力保持在80mt，將CH₂F₂的流量增大到100sccm，高低頻功率選擇1000W/200W；步驟二，腔體壓力保持在90mt，將O₂的流量降低到100sccm。

8.如權利要求6或7所述方法，其特征在于，步驟一還通入8sccm?O₂，以及500sccm?Ar；步驟二還通入500sccm?Ar。

9.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述半導體器件為單層結構，步驟一的刻蝕停止在硅襯底上；或者

所述半導體器件為多層結構，步驟一的刻蝕停止在介電層之上或之下。

10.如權利要求9所述方法，其特征在于，所述介電層的材質可以是氧化硅、硅或其他襯底。