[發明專利]多晶硅刻蝕方法

有效

• 申請號: 202010190047.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111415900B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 向磊;戴鴻冉;熊磊
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司;上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/306
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種多晶硅刻蝕方法，涉及半導體制造領域。該方法包括提供一襯底，襯底內形成有淺溝槽隔離，淺溝槽隔離高于有源區，襯底表面依次覆蓋有多晶硅層、硬掩膜層、BARC、光阻；根據光阻定義的圖形區域，利用四氟化碳氣體刻蝕去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于BARC的厚度，利用氯氣、氧氣和氦氣刻蝕去除淺溝槽隔離上方的BARC，利用氯氣、氧氣和氦氣按時間刻蝕有源區上方的BARC；根據光阻定義的圖形區域對硬掩膜層進行刻蝕，去除光阻和BARC，刻蝕多晶硅層；解決了現有技術中增加BARC過刻蝕過程后特征尺寸均勻性變差的問題，達到了改善特征尺寸的均勻性，以及保證特征尺寸的大小的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種多晶硅刻蝕方法。

背景技術

在制作半導體器件時，一般會在襯底上制作淺溝槽隔離，利用淺溝槽隔離定義出有源區。在一些情況下，淺溝槽隔離會高出有源區，形成臺階，比如，淺溝槽隔離與有源區的高度差為500A，即臺階高度為500A。

隨著工藝復雜度增加，在多晶硅柵刻蝕的過程中，淺溝槽隔離與有源區表面的夾角處會殘留有多晶硅，且殘留的多晶硅無法通過刻蝕去除。如圖1所示，淺溝槽隔離11與有源區12表面的夾角處有多晶硅13殘留。常規方法中，當淺溝槽隔離上方的BARC(BottomAnti-Reflective coating，底部抗反射層)被刻蝕去除后，增加過刻蝕處理來保證臺階下方的BARC被去除。

然而，過刻蝕BARC時也會刻蝕掉一部分硬掩膜層，由于不同圖形之間有不同的負載效應，不同圖形對應的硬掩膜層會產生不同的刻蝕效果，導致特征尺寸的均勻性很差，影響半導體器件的良率。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本申請提供了一種多晶硅刻蝕方法。該技術方案如下：

一方面，本申請實施例提供了一種多晶硅刻蝕方法，該方法包括：

提供一襯底，襯底內形成有淺溝槽隔離，淺溝槽隔離用于定義有源區，淺溝槽隔離高于有源區，襯底表面依次覆蓋有多晶硅層、硬掩膜層、BARC、光阻；

根據光阻定義的圖形區域，利用四氟化碳氣體刻蝕去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于BARC的厚度；

根據光阻定義的圖形區域，利用氯氣、氧氣和氦氣刻蝕去除淺溝槽隔離上方的BARC；

根據光阻定義的圖形區域，利用氯氣、氧氣和氦氣按時間刻蝕有源區上方的BARC；

根據光阻定義的圖形區域，采用干法刻蝕對硬掩膜層進行刻蝕；

去除光阻和BARC；

根據硬掩膜層定義的圖形區域，刻蝕多晶硅層。

可選的，根據光阻定義的圖形區域，利用氯氣、氧氣和氦氣刻蝕去除淺溝槽隔離上方的BARC，包括：

根據光阻定義的圖形區域，利用氯氣、氧氣和氦氣刻蝕去除淺溝槽隔離上方的BARC，刻蝕過程中源功率為第一功率；

根據光阻定義的圖形區域，利用氯氣、氧氣和氦氣按時間刻蝕有源區上方的BARC，包括：

根據光阻定義的圖形區域，利用氯氣、氧氣和氦氣按時間刻蝕有源區上方的BARC，刻蝕過程中源功率為第二功率；

第一功率小于第二功率。

可選的，根據光阻定義的圖形區域，利用四氟化碳氣體刻蝕去除預定厚度的BARC，預定厚度小于BARC的厚度，包括：

根據光阻定義的圖形區域，利用四氟化碳氣體刻蝕去除預定厚度的BARC，預定厚度小于BARC的厚度；

其中，刻蝕過程中，氣壓為5-10mt，源功率為300-500W，偏壓電壓為80-100V，溫度為50-55℃。