制作半导体装置的沟槽结构的干式蚀刻方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113764268A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202010821132.6(22)申请日2020.08.14(30)优先权数据1091186202020.06.03TW(71)申请人台湾奈米碳素股份有限公司地址中国台湾新竹科学工业园区苗栗县竹南镇科研路50-1号5楼(72)发明人张光瑞廖育萱蔡群贤李庭鹃蔡群荣(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人杜兆东(51)Int.Cl.H01L21/3065(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称制作半导体装置的沟槽结构的干式蚀刻方法(57)摘要本发明涉及制作半导体装置的沟槽结构的干式蚀刻方法。所述干式蚀刻方法包括以下步骤：步骤1：提供半导体基材。半导体基材上设置有图案化的光阻层且放置于反应腔室。步骤2：引入第一蚀刻气体至反应腔室以进行第一蚀刻方法，而形成沟槽。第一蚀刻气体包括六氟化硫、氧气、氦、三氟化氮以及第一有机硅化物。步骤3：引入第二蚀刻气体至反应腔室以进行第二蚀刻方法，而将沟槽往下蚀刻。第二蚀刻气体包括六氟化硫、氧气、氦以及第二有机硅化物。步骤4：引入第三蚀刻气体至反应腔室以进行第三蚀刻方法。第三蚀刻气体包括氢溴酸、氧气以及氦。CN113764268ACN113764268A权利要求书1/2页1.一种制作半导体装置的沟槽结构的干式蚀刻方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：提供半导体基材，该半导体基材上设置有图案化的光阻层且放置于反应腔室，该半导体基材具有被该光阻层遮蔽的保留区域及露出的待蚀刻区域，该反应腔室包括上电极及下电极；步骤2：引入第一蚀刻气体至该反应腔室以进行第一蚀刻方法，从而移除部分的该待蚀刻区域而形成沟槽，该沟槽具有第一深度，该第一蚀刻气体包括六氟化硫、氧气、氦、三氟化氮及第一有机硅化物；步骤3：引入第二蚀刻气体至该反应腔室以进行第二蚀刻方法，从而将该沟槽从该第一深度往下蚀刻至第二深度，该第二蚀刻气体包括六氟化硫、氧气、氦及第二有机硅化物，其中，该第二蚀刻方法中的该反应腔室的压力大于该第一蚀刻方法中的该反应腔室的压力；以及步骤4：引入第三蚀刻气体至该反应腔室以进行第三蚀刻方法，该第三蚀刻气体包括氢溴酸、氧气及氦；其中该反应腔室内的每秒温度变化不超过+/-1％，该反应腔室的每秒压力变化不超过+/-5％，该上电极或该下电极的每秒功率变化不超过+/-1％。2.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第一蚀刻方法中，六氟化硫的流速介于10sccm至2000sccm之间，氧气的流速介于10sccm至500sccm之间，氦的流速介于10sccm至500sccm之间，三氟化氮的流速介于10sccm至300sccm之间，该第一有机硅化物的流速介于50sccm至200sccm之间。3.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第一蚀刻方法中，六氟化硫相对该第一蚀刻气体的体积百分比为30％，氧气相对该第一蚀刻气体的体积百分比为20％，氦相对该第一蚀刻气体的体积百分比为20％，三氟化氮相对该第一蚀刻气体的体积百分比为10％，该第一有机硅化物相对该第一蚀刻气体的体积百分比为20％。4.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第一蚀刻方法中，该上电极的功率为3000W，该下电极的功率为500W。5.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第二蚀刻方法中，六氟化硫的流速介于10sccm至2000sccm之间，氧气的流速介于10sccm至500sccm之间，氦的流速介于10sccm至500sccm之间，该第二有机硅化物的流速介于50sccm至200sccm之间。6.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第二蚀刻方法中，六氟化硫相对该第二蚀刻气体的体积百分比为20％，氧气相对该第二蚀刻气体的体积百分比为20％，氦相对该第二蚀刻气体的体积百分比为40％，该第二有机硅化物相对该第二蚀刻气体的体积百分比为20％。7.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第二蚀刻方法中，该上电极的功率为7000W，该下电极的功率为2000W。8.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第三蚀刻方法中，氢溴酸的流速介于10sccm至2000sccm之间，氧气的流速介于10sccm至500sccm之间，氦的流速介于10sccm至500sccm之间。9.根据权利要求1所述的干式蚀刻方法，其特征在于，在该第三蚀刻方法中，氢溴酸相对该第三蚀刻气体的体积百分比为60％，氧气相对该第三蚀刻气体的体积百分比为10％，2CN113764268A权利要求书2/2页氦相对该第三蚀刻气体的体积百分比为30％。10.根据