制造半导体装置和图案化半导体结构的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115775728A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202111267926.3(22)申请日2021.10.29(30)优先权数据17/447,0702021.09.08US(71)申请人南亚科技股份有限公司地址中国台湾新北市泰山区南林路98号(72)发明人欧阳兴(74)专利代理机构北京派特恩知识产权代理有限公司11270专利代理师薛恒徐川(51)Int.Cl.H01L21/311(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称制造半导体装置和图案化半导体结构的方法(57)摘要本公开提供一种制造半导体装置的方法，方法包括以下步骤。形成半导体堆叠，其包括含硅层、沉积在部分的含硅层上的氧化物、底层和光阻层。图案化光阻层以形成光阻层中的第一开口。蚀刻底层以将第一开口延伸进底层，其中第一开口暴露氧化物的顶表面。使用第一蚀刻剂蚀刻氧化物和底层，其中氧化物和底层的蚀刻速率的比例约1:1。使用第二蚀刻剂蚀刻氧化物和含硅层以形成第一开口下方的第二开口，其中氧化物的蚀刻速率高于含硅层的蚀刻速率。本公开提供的方法包括两步骤蚀刻工艺，从而在图案化含硅层之前可以完全移除底层中的氧化物，因此使用底层图案化含硅层时，可以在含硅层中形成符合临界尺寸的开口。CN115775728ACN115775728A权利要求书1/2页1.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包括：形成半导体堆叠，该半导体堆叠包括:含硅层；氧化物，沉积在部分的该含硅层上；底层，覆盖该氧化物和该含硅层；以及光阻层，在该底层上方；图案化该光阻层，以形成第一开口在该光阻层中；蚀刻该底层，以将该第一开口延伸进该底层，其中该第一开口暴露该氧化物的顶表面；使用第一蚀刻剂蚀刻该氧化物和该底层，其中该氧化物的第一蚀刻速率和该底层的第二蚀刻速率的比例约1:1；以及使用不同于该第一蚀刻剂的第二蚀刻剂蚀刻该氧化物和该含硅层，以形成该第一开口下方的第二开口，其中该氧化物的第三蚀刻速率高于该含硅层的第四蚀刻速率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该氧化物的该第三蚀刻速率和该含硅层的该第四蚀刻速率的比例约3:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在蚀刻该底层以延伸该第一开口之后，该底层中的该第一开口的宽度大于该氧化物的最大宽度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在蚀刻该氧化物和该含硅层之后，该底层中的该第一开口的宽度大于该底层中的该第二开口的宽度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在蚀刻该底层以延伸该第一开口之后，在该氧化物的该顶表面和该第一开口的底表面之间的第一高度是25％至35％的在该顶表面和该氧化物的底表面之间的第二高度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一蚀刻剂包括CHF3和O2的混合物。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二蚀刻剂包括CHF3和CH2F2的混合物。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该半导体堆叠进一步包括底部抗反射涂层设置在该底层和该光阻层之间，以及蚀刻该底层以延伸该第一开口进一步包括蚀刻该底部抗反射涂层。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将该第二开口延伸穿过该含硅层，以将该半导体装置分离成两部分。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将该第二开口延伸穿过该含硅层；以及使用绝缘材料填充该第二开口以形成绝缘体。11.一种图案化半导体结构的方法，其特征在于，包括：图案化第一光阻层，以形成该第一光阻层中的第一开口；图案化该第一光阻层下的第二光阻层，以将该第一开口延伸进该第二光阻层，其中该第二光阻层中的氧化物的顶表面高于该第一开口的底表面；使用第一蚀刻剂蚀刻该氧化物和该第二光阻层，其中该氧化物的第一蚀刻速率接近于该第二光阻层的第二蚀刻速率；以及使用第二蚀刻剂蚀刻该氧化物和该氧化物下的含硅层，以形成该第一开口下方的第二开口，其中该氧化物的第三蚀刻速率高于该含硅层的第四蚀刻速率。2CN115775728A权利要求书2/2页12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在图案化该第二光阻层之后，该第一开口的该底表面的宽度大于该氧化物的最大宽度。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在蚀刻该氧化物和该含硅层之后，该第一开口的该底表面的宽度大于该含硅层中的该第二开口的宽度。14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在蚀刻该氧化物和该含硅层之后，该含硅层中的该第二开口的宽度接近于该氧化物的最大宽度。15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在蚀刻该氧化物和该含硅层之后，该第一开口的该底表面高于在该第二光阻层和该含硅层之间的界面。16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在蚀刻该氧化物和该含硅