[發明專利]一種半導體晶圓結構的刻蝕方法

有效

• 申請號: 201810188891.6
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN110246737B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/311
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)提供待刻蝕半導體晶圓結構，所述待刻蝕半導體晶圓結構具有中心區域及包圍所述中心區域的邊緣區域，所述邊緣區域由邊緣環包圍；

2)對所述待刻蝕半導體晶圓結構進行刻蝕，當所述邊緣環與所述待刻蝕半導體晶圓結構具有不同高度時，所述刻蝕包括過刻蝕步驟；在所述過刻蝕步驟中，通入于所述邊緣區域的刻蝕氣體的流量大于通入于所述中心區域的刻蝕氣體的流量，且施加于所述待刻蝕半導體晶圓結構的射頻偏壓功率大于標準射頻偏壓功率，所述標準射頻偏壓功率為當所述邊緣環的高度與所述待刻蝕半導體晶圓結構的高度相等時施加于所述待刻蝕半導體晶圓結構的射頻偏壓功率；

其中，所述刻蝕還包括主刻蝕步驟，所述主刻蝕步驟中，通入于所述邊緣區域的刻蝕氣體的流量與通入于所述中心區域的刻蝕氣體的流量相等，且施加于所述待刻蝕半導體晶圓結構的射頻偏壓功率與所述標準射頻偏壓功率相等。

2.根據權利要求1所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：當所述邊緣環的高度大于當前所述待刻蝕半導體晶圓結構的高度時，在所述過刻蝕步驟中，通入于所述邊緣區域的刻蝕氣體的流量大于通入于所述中心區域的刻蝕氣體的流量的范圍介于0～1.5sccm之間，且施加于所述待刻蝕半導體晶圓結構的射頻偏壓功率大于所述標準射頻偏壓功率的百分比范圍介于0～3％之間。

3.根據權利要求1所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：當所述邊緣環的高度小于當前所述待刻蝕半導體晶圓結構的高度時，在所述過刻蝕步驟中，通入于所述邊緣區域的刻蝕氣體的流量大于通入于所述中心區域的刻蝕氣體的流量的范圍介于0～2.5sccm之間，且施加于所述待刻蝕半導體晶圓結構的射頻偏壓功率大于所述標準射頻偏壓功率的百分比范圍介于0～3％之間。

4.根據權利要求1所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕包括：

a1)對所述待刻蝕半導體晶圓結構進行所述主刻蝕步驟，所述主刻蝕步驟后，位于所述邊緣區域的第一邊緣刻蝕槽的孔徑小于位于所述中心區域的第一中心刻蝕槽的孔徑，且位于所述邊緣區域的所述第一邊緣刻蝕槽的深度小于位于所述中心區域的所述第一中心刻蝕槽的深度；

a2)對所述待刻蝕半導體晶圓結構進行所述過刻蝕步驟，以使得所述過刻蝕步驟后，位于所述邊緣區域的第二邊緣刻蝕槽的孔徑與位于所述中心區域的第二中心刻蝕槽的孔徑相等，且位于所述邊緣區域的所述第二邊緣刻蝕槽的深度與位于所述中心區域的所述第二中心刻蝕槽的深度相等。

5.根據權利要求4所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：所述過刻蝕步驟后，所述第二邊緣刻蝕槽的孔徑與所述第二中心刻蝕槽的孔徑范圍介于100-110nm之間。

6.根據權利要求4所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：所述過刻蝕步驟后，所述第二邊緣刻蝕槽的延伸方向與豎直方向的夾角介于0～2°之間。

7.根據權利要求4所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：所述待刻蝕半導體晶圓結構包含依次層疊的晶圓基底、停止層及多層復合掩膜結構。

8.根據權利要求7所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：所述停止層包括氮化硅層；所述多層復合掩膜結構自下而上依次包括硼磷硅玻璃層、中部氮化硅層、中部氧化硅層、頂部氮化硅層、聚合多晶硅層及頂部氧化硅層。

9.根據權利要求7所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：經過一次所述主刻蝕步驟及一次所述過刻蝕步驟，在所述停止層上表面形成所述第二邊緣刻蝕槽及所述第二中心刻蝕槽。

10.根據權利要求7所述的半導體晶圓結構的刻蝕方法，其特征在于：對所述多層復合掩膜結構中的每一層的刻蝕步驟包括一次所述主刻蝕步驟及一次所述過刻蝕步驟。