基片刻蝕方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基片刻蝕方法，其包括以下步驟：基片刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，并開啟激勵電源和偏壓電源，以對基片刻蝕預(yù)定刻蝕深度；等離子體處理步驟，停止向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，同時向反應(yīng)腔室通入處理氣體，并關(guān)閉偏壓電源，處理氣體用于清除堆積在基片側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物；循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟至少兩次，并以所述基片刻蝕步驟的總循環(huán)次數(shù)中的至少一次循環(huán)次數(shù)為間隔進行一次所述等離子體處理步驟。本發(fā)明提供的基片刻蝕方法，其在獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌的前提下，不僅可以簡化刻蝕步驟，而且無需對刻蝕設(shè)備作任何改動，從而可以降低設(shè)備的制造成本。
【專利說明】基片刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基片刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著半導(dǎo)體裝置集成度的增加，單個元件的尺寸漸趨小型化，這就對在基片上刻蝕淺溝槽的刻蝕工藝有了更高的要求，以能夠獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌。
[0003]目前，人們通常采用一種連續(xù)性刻蝕的方法對基片進行刻蝕，即，一步完成對基片刻蝕的總刻蝕深度，并通過調(diào)節(jié)激勵功率、刻蝕氣體(如,HeO)的流量等的參數(shù)來改善基片溝槽的側(cè)壁形貌的光滑性。然而，在進行基片刻蝕工藝，尤其是在進行工藝節(jié)點為32nm及以下的基片刻蝕工藝時，反應(yīng)所產(chǎn)生的反應(yīng)副產(chǎn)物會在基片溝槽的硬掩膜層的側(cè)壁快速堆積，導(dǎo)致基片溝槽的開口尺寸變小，從而造成進入溝槽中的等離子體的數(shù)量減少，進而使基片溝槽的關(guān)鍵尺寸(如溝槽寬度)隨刻蝕深度的增加而急劇縮小，從而無法獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌。此外，由于堆積在硬掩膜層側(cè)壁上的反應(yīng)副產(chǎn)物還會增加累積在硬掩膜層上的電荷，電荷所產(chǎn)生的電場作用會導(dǎo)致等離子體的刻蝕方向由原來的豎直方向朝向溝槽側(cè)壁偏離，從而造成溝槽側(cè)壁上出現(xiàn)凹進的刻蝕形貌。
[0004]為了獲得理想的基片刻蝕形貌，人們還采用另一種基片刻蝕方法，如圖2所示，為現(xiàn)有的另一種基片刻蝕方法進行各工序時基片的溝槽形貌示意圖。該基片刻蝕方法主要包括以下工序:
[0005](a)使用含鹵化氫氣體的刻蝕工序。將露出掩膜101的基片102刻蝕到預(yù)定深度。
[0006](b)使用含氟氣體的刻蝕工序。即，將刻蝕氣體更換為含氟氣體，并進一步刻蝕基片。
[0007](c)保護膜形成工序。采用濺射的方法在基片102上形成保護膜103，保護膜103沉積在掩膜101的頂部和溝槽104的側(cè)壁和底部。
[0008](d)保護膜去除工序。僅保留溝槽104的側(cè)壁104a上的保護膜103，并將其余的保護膜103去除。
[0009](e)重復(fù)步驟(b)、(C)和(d)，直至基片的溝槽達到工藝所需的刻蝕深度。
[0010]上述基片刻蝕方法雖然可以在一定程度上獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌，但是，其在實際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題:
[0011]其一，由于上述基片刻蝕方法的刻蝕步驟繁雜，容易導(dǎo)致在整個基片刻蝕的過程中掉落污染顆粒，從而造成基片被污染，進而降低了產(chǎn)品的良品率。
[0012]其二，由于上述基片刻蝕方法的保護膜形成工序是采用濺射的方式在基片上形成保護膜，這種方式需要對刻蝕設(shè)備進行特殊設(shè)計，以使其具有濺射功能，從而導(dǎo)致設(shè)備的制造成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種基片刻蝕方法，其在獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌的前提下，不僅可以簡化刻蝕步驟，而且無需對刻蝕設(shè)備作任何改動，從而可以降低設(shè)備的制造成本。
[0014]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種基片刻蝕方法，包括以下步驟:
[0015]基片刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，并開啟激勵電源和偏壓電源，以對基片刻蝕預(yù)定刻蝕深度；
[0016]等離子體處理步驟，停止向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，同時向反應(yīng)腔室通入處理氣體，并關(guān)閉偏壓電源，所述處理氣體用于清除堆積在基片側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物；
[0017]循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟至少兩次，并以所述基片刻蝕步驟的總循環(huán)次數(shù)中的至少一次循環(huán)次數(shù)為間隔進行一次所述等離子體處理步驟。
[0018]其中，所述處理氣體包括氧氣、氮氣或惰性氣體。
[0019]其中,在所述等離子體處理步驟中,所述處理氣體的流量范圍在100?600sccm。
[0020]其中，所述激勵電源的激勵功率的范圍在100?1000W。
[0021]其中，所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在5?45mT。
[0022]其中，所述等離子體處理步驟的時間為5?20s。
[0023]優(yōu)選地，在所述基片刻蝕步驟中，所述預(yù)定刻蝕深度大于等于三分之一的總刻蝕深度且小于等于三分之二的總刻蝕深度。
[0024]其中，所述刻蝕氣體包括主反應(yīng)氣體和輔助反應(yīng)氣體，其中所述主反應(yīng)氣體包括氯氣、溴化氫或者氯氣和溴化氫的混合氣體；所述輔助反應(yīng)氣體包括氧氣和氦氣的混合氣體，或者包括氧氣、氦氣和含氟氣體的混合氣體。
[0025]其中，在所述基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體的流量范圍在50?350sccm;除氧氣之外的所述輔助反應(yīng)氣體的流量范圍在50?150sCCm ;所述氧氣的流量范圍在5?30sccm ;所述激勵電源的激勵功率的范圍在600?1200W ;所述偏壓電源的偏壓功率的范圍在100?300W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在10?45mT ;刻蝕時間的范圍在10?40so
[0026]優(yōu)選地，循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟兩次，并在兩次所述基片刻蝕步驟之間進行一次所述等離子體處理步驟；并且
[0027]在兩次所述基片刻蝕步驟中的第一次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sccm ;所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量為15sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;所述刻蝕時間的范圍在18?25s ;所述預(yù)定刻蝕深度的范圍在1000?1500A;
[0028]在兩次所述基片刻蝕步驟中的第二次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sccm ;所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量為15sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;所述刻蝕時間的范圍在20?25s ;在完成所述第二次基片刻蝕步驟之后，所述總刻蝕深度為3 000 A;[0029]在所述等離子體處理步驟中，所述處理氣體為氧氣，所述氧氣的流量為200sCCm ；所述激勵電源的激勵功率為500W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;反應(yīng)時間為10s。
[0030]優(yōu)選地，循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟兩次，并在兩次所述基片刻蝕步驟之間進行一次所述等離子體處理步驟；并且
[0031]在兩次所述基片刻蝕步驟中的第一次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sccm ;所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量為15sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;所述刻蝕時間的范圍在18?25s ;所述預(yù)定刻蝕深度的范圍在丨000?1500A;
[0032]在兩次所述基片刻蝕步驟中的第二次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sccm ;所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量的范圍在5?13sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在5?IOmT ;所述刻蝕時間的范圍在20?25s ;在完成所述第二次基片刻蝕步驟之后，所述總刻蝕深度為3 000A;
[0033]在所述等離子體處理步驟中，所述處理氣體為氧氣，所述氧氣的流量為200sCCm ；所述激勵電源的激勵功率為500W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;反應(yīng)時間為10s。
[0034]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0035]本發(fā)明提供的基片刻蝕方法，其循環(huán)進行基片刻蝕步驟至少兩次，并在完成至少一次基片刻蝕步驟之后進行一次等離子體處理步驟，即，將完成總刻蝕深度的基片刻蝕工藝分為多次完成預(yù)定深度的基片刻蝕步驟，并在進行一次或多次基片刻蝕步驟之后穿插進行一次等離子體處理步驟，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅刻蝕步驟簡單，而且無需對刻蝕設(shè)備作任何改動，從而可以降低設(shè)備的制造成本。
[0036]而且，由于在進行等離子體處理步驟的過程中關(guān)閉了偏壓電源，S卩，偏壓功率為零，這可以中和基片的掩膜層側(cè)壁上累積的部分電荷，從而可以避免出現(xiàn)因電荷所產(chǎn)生的電場作用而導(dǎo)致的等離子體的刻蝕方向由原來的豎直方向朝向溝槽側(cè)壁偏離，從而造成溝槽側(cè)壁上出現(xiàn)凹進的刻蝕形貌的問題，進而可以改善基片側(cè)壁形貌的光滑性。此外，由于在進行等離子體處理步驟的過程中，向反應(yīng)腔室中通入的處理氣體可以有效清除堆積在基片的掩膜層側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物，從而可以在一定程度上防止基片溝槽的開口尺寸變小，進而可以避免出現(xiàn)基片溝槽的關(guān)鍵尺寸(如溝槽寬度)隨刻蝕深度的增加而急劇縮小的問題，從而可以獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為采用現(xiàn)有的基片刻蝕工藝獲得的基片刻蝕形貌的電鏡掃描圖；
[0038]圖2為現(xiàn)有的另一種基片刻蝕方法進行各工序時基片的溝槽形貌示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明提供的基片刻蝕方法的一種流程框圖；
[0040]圖4a為本發(fā)明提供的基片刻蝕方法的完成步驟SI后獲得的基片的溝槽形貌示意圖；[0041]圖4b為本發(fā)明提供的基片刻蝕方法的完成步驟S2后獲得的基片的溝槽形貌示意圖；
[0042]圖4c為本發(fā)明提供的基片刻蝕方法的完成步驟S3后獲得的基片的溝槽形貌示意圖；以及
[0043]圖5為本發(fā)明提供的基片刻蝕方法的另一種流程框圖。
【具體實施方式】
[0044]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的基片刻蝕方法進行詳細(xì)描述。
[0045]圖3為本發(fā)明提供的基片刻蝕方法的流程框圖。請參閱圖3，該方法是將基片刻蝕工藝分為兩次基片刻蝕步驟，即:第一基片刻蝕步驟和第二基片刻蝕步驟，并在二者之間，即，在完成第一基片刻蝕步驟之后，且在進行第二基片刻蝕步驟之前，進行一次等離子體處理步驟。具體地，包括以下步驟:
[0046]步驟SI，第一基片刻蝕步驟。在步驟SI中，向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，并開啟激勵電源和偏壓電源，以對基片刻蝕預(yù)定刻蝕深度。刻蝕氣體包括主反應(yīng)氣體和輔助反應(yīng)氣體，其中，主反應(yīng)氣體是指氣體流量相對較大的氣體，其可以包括氯氣、溴化氫或者兩者的混合氣體；輔助反應(yīng)氣體是指氣體流量相對較小的氣體，其可以包括氧氣和氦氣的混合氣體，或者包括氧氣、氦氣和諸如氟化硫、氟化氮等的含氟氣體的混合氣體。
[0047]在實際應(yīng)用中，主反應(yīng)氣體的流量范圍在50?350sccm ;除氧氣之外的輔助反應(yīng)氣體的流量范圍在50?150SCCm ;氧氣的流量范圍在5?30SCCm ;激勵電源的激勵功率的范圍在600?1200W ;偏壓電源的偏壓功率的范圍在100?300W ;反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在10?45mT ;刻蝕時間的范圍在10?40s。優(yōu)選地，主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；并且，氯氣的流量為250sccm ;溴化氫的流量為60SCCm ;氧氣的流量為15SCCm ;氦氣的流量為lOOsccm ;激勵電源的激勵功率為800W ；偏壓電源的偏壓功率為200W ;反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;刻蝕時間的范圍在18?25s ；預(yù)定刻蝕深度的范圍在1000?1500A。
[0048]在完成步驟SI之后，如圖4a所示，在基片20的掩膜層21的側(cè)壁上堆積有反應(yīng)生成的反應(yīng)副產(chǎn)物22，并且基片20的溝槽達到預(yù)定刻蝕深度，該預(yù)定刻蝕深度占總刻蝕深度的比例可根據(jù)具體情況自由設(shè)定，優(yōu)選地，預(yù)定刻蝕深度大于等于三分之一的總刻蝕深度且小于等于三分之二的總刻蝕深度，以防止因反應(yīng)時間過長而導(dǎo)致在基片的掩膜層側(cè)壁上堆積的反應(yīng)副產(chǎn)物過多。
[0049]步驟S2，等離子體處理步驟。停止向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，同時向反應(yīng)腔室通入處理氣體，并關(guān)閉偏壓電源(即，偏壓功率為零)。在步驟S2中，處理氣體用于清除堆積在基片的掩膜層側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物，其可以包括氧氣、氮氣或者諸如氦氣、氬氣等惰性氣體。在實際應(yīng)用中，處理氣體的流量范圍在100?600sCCm ;激勵電源的激勵功率的范圍在100?1000W ;反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在5?45mT ;等離子體處理步驟的反應(yīng)時間的范圍在5?20s。
[0050]優(yōu)選地，處理氣體為氧氣。在本實施例中，氧氣的流量為200sCCm;激勵電源的激勵功率為500W;反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT;反應(yīng)時間為10s。在完成步驟S2之后，如圖4b所示，通入的氧氣會在基片20的溝槽的內(nèi)表面上形成鈍化層23，例如，氧氣會與硅基片發(fā)生氧化反應(yīng)而在硅基片的溝槽的內(nèi)表面形成氧化硅鈍化層。在進行后續(xù)的基片刻蝕步驟的過程中，鈍化層23和堆積在掩膜層21側(cè)壁的反應(yīng)副產(chǎn)物22會在基片的溝槽側(cè)壁形成一層保護層，該保護層可以有效阻止等離子體朝向基片20的溝槽側(cè)壁方向刻蝕，而僅朝向基片20的溝槽底部方向刻蝕，從而可以避免基片20的溝槽側(cè)壁上出現(xiàn)凹進的刻蝕形貌，進而可以提高基片側(cè)壁形貌的光滑性。此外，鈍化層23的厚度可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時間、反應(yīng)腔室的腔室壓力、激勵電源的激勵功率以及氣體流量等參數(shù)而設(shè)定。
[0051]此外，借助處理氣體清除堆積在基片的掩膜層側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物，可以在一定程度上防止基片溝槽的開口尺寸變小，從而可以避免出現(xiàn)基片溝槽的關(guān)鍵尺寸(如溝槽寬度)隨刻蝕深度的增加而急劇縮小的問題，進而可以獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌。而且，由于關(guān)閉了偏壓電源，即，偏壓功率為零，這可以起到中和在掩膜層側(cè)壁上累積的電荷的作用，從而可以避免出現(xiàn)因電荷所產(chǎn)生的電場作用而導(dǎo)致的等離子體的刻蝕方向由原來的豎直方向朝向基片的溝槽側(cè)壁偏離，從而造成溝槽側(cè)壁上出現(xiàn)凹進的刻蝕形貌的問題，進而可以改善基片側(cè)壁形貌的光滑性。
[0052]步驟S3，第二基片刻蝕步驟。在步驟S3中，停止向反應(yīng)腔室通入處理氣體，同時向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，并開啟偏壓電源，以對基片進行刻蝕，直至完成總刻蝕深度。步驟S3的具體工作過程與步驟SI相類似，在此不再贅述。如圖4c所示，在完成步驟S3之后，鈍化層23隨刻蝕深度的增加而逐漸被消耗，甚至完全被消除，而且，堆積在掩膜層21側(cè)壁上的反應(yīng)副產(chǎn)物22的厚度也逐漸減小，并且殘留的反應(yīng)副產(chǎn)物可以在后續(xù)的清洗工序中進行清除，從而不僅可以獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌，而且可以提高基片溝槽側(cè)壁形貌的光滑性。[0053]在實際應(yīng)用中，該步驟所采用的參數(shù)可以與第一基片刻蝕步驟所采用的參數(shù)相同，或者，也可以對氧氣的流量和反應(yīng)腔室的腔室壓力等的參數(shù)進行調(diào)節(jié)，例如，可以使第二刻蝕步驟的氧氣的流量相對于第一刻蝕步驟的氧氣的流量減少2~IOsccm,例如，當(dāng)?shù)谝换涛g步驟的氧氣的流量為15sccm時，第二刻蝕步驟的氧氣的流量范圍可以在5~13sccm ;和/或，使第二刻蝕步驟的腔室壓力相對于第一刻蝕步驟的腔室壓力下降5~10mT，例如，當(dāng)?shù)谝豢涛g步驟的腔室壓力為15mT時，第二刻蝕步驟的腔室壓力范圍可以在5~10mT。此外，在完成弟二次基片刻蝕步驟之后，優(yōu)選地，總刻蝕深度可以為3000A。
[0054]需要說明的是，在本實施例中，處理氣體為氧氣，但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應(yīng)用中，氮氣或氦氣也可以在進行等離子體處理步驟的過程中在基片20的溝槽的內(nèi)表面上形成鈍化層。
[0055]還需要說明的是，在本實施例中，基片刻蝕方法是將基片刻蝕工藝分為兩次基片刻蝕步驟，即:第一基片刻蝕步驟和第二基片刻蝕步驟，并在二者之間進行一次等離子體處理步驟。但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況將基片刻蝕工藝分成三次或三次以上的基片刻蝕步驟，即，循環(huán)進行基片刻蝕步驟至少兩次，且每次基片刻蝕步驟完成預(yù)定刻蝕深度，并在完成所有的基片刻蝕步驟之后即完成總刻蝕深度，而且，以基片刻蝕步驟的總循環(huán)次數(shù)中的至少一次循環(huán)次數(shù)為間隔進行一次等離子體處理步驟，換言之，可以在循環(huán)進行多次基片刻蝕步驟的過程中穿插進行一次或多次等離子體處理步驟。
[0056]例如，如圖5所示，本實施例提供的基片刻蝕方法還可以將基片刻蝕工藝分為四次基片刻蝕步驟，即:第一基片刻蝕步驟至第四基片刻蝕步驟，并在第二基片刻蝕步驟與第三基片刻蝕步驟之間，以及第三基片刻蝕步驟與第四基片刻蝕步驟之間，進行一次等離子體處理步驟。具體地，包括以下步驟:
[0057]步驟S10,第一基片刻蝕步驟。
[0058]步驟S20，第二基片刻蝕步驟。
[0059]步驟S30,等離子體處理步驟。
[0060]步驟S40，第三基片刻蝕步驟。
[0061]步驟S50,等離子體處理步驟。
[0062]步驟S60，第四基片刻蝕步驟。
[0063]其中，上述步驟S10、步驟S20、步驟S40和步驟S60的具體工作過程與前述的步驟SI相類似，上述步驟S30和步驟S50的具體工作過程與前述的步驟S2相類似，由于步驟SI和步驟S2在前文中已有了詳細(xì)地描述，在此不再贅述。容易理解，在完成步驟S60之后即完成總刻蝕深度，換言之，四次基片刻蝕步驟所完成的預(yù)定刻蝕深度之和等于總刻蝕深度，并且每次基片刻蝕步驟中的預(yù)定刻蝕深度可以根據(jù)具體情況自由設(shè)定。
[0064]綜上所述，本實施例提供的上述基片刻蝕方法，其循環(huán)進行基片刻蝕步驟至少兩次，并在完成至少一次基片刻蝕步驟之后進行一次等離子體處理步驟，即，將完成總刻蝕深度的基片刻蝕工藝分為多次完成預(yù)定深度的基片刻蝕步驟，并在進行一次或多次基片刻蝕步驟之后穿插進行一次等離子體處理步驟，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅刻蝕步驟簡單，而且無需對刻蝕設(shè)備作任何改動，從而可以降低設(shè)備的制造成本。
[0065]而且，由于在進行等離子體處理步驟的過程中關(guān)閉了偏壓電源，S卩，偏壓功率為零，這可以中和基片的掩膜層側(cè)壁上累積的部分電荷，從而可以避免出現(xiàn)因電荷所產(chǎn)生的電場作用而導(dǎo)致的等離子體的刻蝕方向由原來的豎直方向朝向溝槽側(cè)壁偏離，從而造成溝槽側(cè)壁上出現(xiàn)凹進的刻蝕形貌的問題，進而可以改善基片側(cè)壁形貌的光滑性。此外，由于在進行等離子體處理步驟的過程中，向反應(yīng)腔室中通入的處理氣體可以有效清除堆積在基片的掩膜層側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物，從而可以在一定程度上防止基片溝槽的開口尺寸變小，進而可以避免出現(xiàn)基片溝槽的關(guān)鍵尺寸(如溝槽寬度)隨刻蝕深度的增加而急劇縮小的問題，從而可以獲得具有理想的深寬比的基片刻蝕形貌。
[0066]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基片刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟: 基片刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，并開啟激勵電源和偏壓電源，以對基片刻蝕預(yù)定刻蝕深度； 等離子體處理步驟，停止向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，同時向反應(yīng)腔室通入處理氣體，并關(guān)閉偏壓電源，所述處理氣體用于清除堆積在基片側(cè)壁的一部分反應(yīng)副產(chǎn)物； 循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟至少兩次，并以所述基片刻蝕步驟的總循環(huán)次數(shù)中的至少一次循環(huán)次數(shù)為間隔進行一次所述等離子體處理步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的基片刻蝕方法，其特征在于，所述處理氣體包括氧氣、氮氣或惰性氣體。
3.如權(quán)利要求1所述的基片刻蝕方法，其特征在于，在所述等離子體處理步驟中，所述處理氣體的流量范圍在100~600sccm。
4.如權(quán)利要求1所述的基片刻蝕方法，其特征在于，所述激勵電源的激勵功率的范圍在 100 ~1000ffo
5.如權(quán)利要求1所述的基片刻蝕方法，其特征在于，所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在5~45mT。
6.如權(quán)利要求1所述的基片刻蝕方法，其特征在于，所述等離子體處理步驟的時間為5 ~20so
7.如權(quán)利要求1-6任意一項權(quán)利要求所述的基片刻蝕方法，其特征在于，在所述基片刻蝕步驟中，所述預(yù)定刻蝕深度大于等于三分之一的總刻蝕深度且小于等于三分之二的總刻蝕深度。
8.如權(quán)利要求1-6任意一項權(quán)利要求所述的基片刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括主反應(yīng)氣體和輔助反應(yīng)氣體，其中 所述主反應(yīng)氣體包括氯氣、溴化氫或者氯氣和溴化氫的混合氣體； 所述輔助反應(yīng)氣體包括氧氣和氦氣的混合氣體，或者包括氧氣、氦氣和含氟氣體的混合氣體。
9.如權(quán)利要求8所述的基片刻蝕方法，其特征在于，在所述基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體的流量范圍在50~350sCCm ;除氧氣之外的所述輔助反應(yīng)氣體的流量范圍在50~150sccm ;所述氧氣的流量范圍在5~30sccm ； 所述激勵電源的激勵功率的范圍在600~1200W ;所述偏壓電源的偏壓功率的范圍在100~300W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在10~45mT ;刻蝕時間的范圍在10~40s。
10.如權(quán)利要求9所述的基片刻蝕方法，其特征在于，循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟兩次，并在兩次所述基片刻蝕步驟之間進行一次所述等離子體處理步驟；并且 在兩次所述基片刻蝕步驟中的第一次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sCCm ；所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量為15sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;所述刻蝕時間的范圍在18~25s ;所述預(yù)定刻蝕深度的范圍在1000~丨500A; 在兩次所述基片刻蝕步驟中的第二次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sCCm ；所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量為15sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;所述刻蝕時間的范圍在20~25s ;在完成所述第二次基片刻蝕步驟之后，所述總刻蝕深度為3000A; 在所述等離子體處理步驟中，所述處理氣體為氧氣，所述氧氣的流量為200Sccm ;所述激勵電源的激勵功率為500W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;反應(yīng)時間為10s。
11.如權(quán)利要求9所述的基片刻蝕方法，其特征在于，循環(huán)進行所述基片刻蝕步驟兩次，并在兩次所述基片刻蝕步驟之間進行一次所述等離子體處理步驟；并且 在兩次所述基片刻蝕步驟中的第一次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sCCm ；所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量為15sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;所述刻蝕時間的范圍在18~25s ;所述預(yù)定刻蝕深度的范圍在1000~1500A; 在兩次所述基片刻蝕步驟中的第二次基片刻蝕步驟中，所述主反應(yīng)氣體為氯氣和溴化氫的混合氣體，所述輔助反應(yīng)氣體為氧氣和氦氣的混合氣體；所述氯氣的流量為250sCCm ；所述溴化氫的流量為60sccm ;所述氧氣的流量的范圍在5~13sccm ;所述氦氣的流量為IOOsccm ;所述激勵電源的激勵功率為800W ;所述偏壓電源的偏壓功率為200W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在5~IOmT ;所述刻蝕時間的范圍在20~25s ;在完成所述第二次基片刻蝕步驟之后，所述總刻蝕深度為3000A; 在所述等離子體處理步驟中，所述處理氣體為氧氣，所述氧氣的流量為200Sccm ;所述激勵電源的激勵功率為500W ;所述反應(yīng)腔室的腔室壓力為15mT ;反應(yīng)時間為10s。
【文檔編號】H01L21/3065GK103915330SQ201310007774
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月9日
【發(fā)明者】符雅麗, 王春, 邢濤, 楊盟 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司