[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310646324.8
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103606534A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃秋平;卞祖洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/3065
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底表面形成具有開口的掩膜層；

在第一刻蝕階段內(nèi)，以所述掩膜層為掩膜，采用博世刻蝕工藝刻蝕所述半導(dǎo)體襯底，形成通孔，所述博世刻蝕工藝包括循環(huán)進(jìn)行的多個處理周期，每個處理周期包括一個刻蝕步驟和一個沉積步驟，一個處理周期的總時間為博世刻蝕的循環(huán)時間，所述博世刻蝕的循環(huán)時間大于或等于10s，使得在刻蝕過程中，隨著所述通孔的深度不斷增加，所述通孔的頂部寬度始終大于掩膜層的開口寬度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，第一刻蝕階段內(nèi)，所述博世刻蝕工藝的循環(huán)時間為10s～120s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，第一刻蝕階段中，所述掩膜層開口的一側(cè)側(cè)壁的底部與同一側(cè)的通孔的側(cè)壁頂部之間的距離為底切值，所述底切值大于0um小于6um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述博世刻蝕的第一個處理周期后形成的底切值大于1.8um。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述博世刻蝕的第一個處理周期中，先進(jìn)行刻蝕步驟，然后進(jìn)行沉積步驟。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述博世刻蝕中的刻蝕步驟采用的刻蝕氣體為SF₆，刻蝕溫度為-10℃～50℃，反應(yīng)腔壓強(qiáng)為60mTorr～180mTorr，源射頻功率為1000W～3000W，偏置射頻功率為40W～200W，SF₆的流量為600sccm～2000sccm，單次刻蝕步驟的時間為8s～100s。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述博世刻蝕中的沉積步驟采用的沉積氣體為C₄F₈、C₄F₆、CHF₃、CH₂F₂、C₅F₈或COS中的一種或幾種，沉積溫度為-10℃～50℃，反應(yīng)腔壓強(qiáng)為30mTorr～100mTorr，源射頻功率為1000W～3000W，偏置射頻功率為5W～200W，沉積氣體的流量為300sccm～1000sccm，單次沉積步驟的時間為2s～20s。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，第一刻蝕階段內(nèi)所述掩膜層的開口寬度小于待形成通孔的寬度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括：在第一刻蝕階段之后進(jìn)行第二刻蝕階段，所述第二刻蝕階段中，通孔頂部側(cè)壁表面形成有穩(wěn)定存在的聚合物層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述第二刻蝕階段內(nèi)改變所述博世刻蝕的循環(huán)時間，繼續(xù)刻蝕所述通孔至預(yù)設(shè)深度。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在第二刻蝕階段內(nèi)，所述掩膜層的開口逐漸增大至大于所述通孔的頂部開口寬度。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述掩膜層的材料為光刻膠、無定形碳、SiO₂、SiN、SiON、TiN、TaN、SiN、SiCN、SiC或BN。

13.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底表面形成具有開口的掩膜層；

在第一刻蝕階段內(nèi)，以所述掩膜層為掩膜刻蝕所述半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成通孔，所述通孔的深度不斷增加的同時保持所述通孔的頂部寬度始終大于掩膜層的開口寬度。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，第一刻蝕階段中，所述掩膜層開口的一側(cè)側(cè)壁的底部與同一側(cè)的通孔的側(cè)壁頂部之間的距離為底切值，所述底切值大于0um小于6um。