CN101126161A - 超厚多晶硅回刻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超厚多晶硅回刻的方法，包括如下步骤：用六氟化硫、氯气、氧气和氦气对多晶硅进行刻蚀；经前述步骤处理的多晶硅再用溴化氢、氯气和氧气进行刻蚀。本发明的超厚多晶硅回刻的方法能有效提高刻蚀速度，且使刻蚀过程更清洁稳定，同时还提高了设备的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体生产工艺方法，尤其涉及一种超厚多晶硅回刻的方法。
背景技术
在POWER MOS器件的制作过程中，需要成长极厚的多晶硅(12000，常规厚度3000左右)，目前的干法刻蚀方法主要是使用溴化氢(HBr)，氯气(CL2)，氧气(O2)进行一步刻蚀。但是使用这种刻蚀方式，刻蚀效率很低，并且刻蚀过程中会产生非常多的聚合物，容易造成刻蚀残留，使刻蚀过程变得极不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种超厚多晶硅回刻的方法，该方法在提高刻蚀速率的同时，使刻蚀过程更清洁、稳定。
为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：
一种超厚多晶硅回刻的方法，包括如下步骤：
(1)用六氟化硫、氯气、氧气和氦气对多晶硅进行刻蚀；
(2)经步骤(1)处理的多晶硅再用溴化氢、氯气和氧气进行刻蚀。
本发明的超厚多晶硅回刻的方法，在不改变产品特性的前提下，有效提高了刻蚀速度，且使刻蚀过程更清洁稳定，同时还提高了设备的利用率，设备经本发明方法刻蚀后，清洗频度有一定程度的降低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有工艺进行超厚多晶硅刻蚀的过程示意图；
图2是本发明方法进行超厚多晶硅刻蚀的过程示意图。
具体实施方式
本发明超厚多晶硅回刻的方法，包括如下步骤：
(1)用六氟化硫、氯气、氧气和氦气对多晶硅进行刻蚀；
(2)经步骤(1)处理的多晶硅再用溴化氢、氯气和氧气进行刻蚀。
所述步骤(1)中的气体用量范围为：Osccm＜六氟化硫≤85sccm，Osccm＜氯气≤125sccm，Osccm≤氧气≤7sccm，Osccm≤氦气≤175sccm。
所述步骤(2)中的气体用量范围为：30sccm≤溴化氢≤185sccm，Osccm≤氯气≤85sccm，Osccm≤氧气≤5sccm。
图1所示为应用现有工艺对超厚多晶硅进行刻蚀的过程，该工艺使用溴化氢(HBr)，氯气(CL2)，氧气(O2)进行一步刻蚀，刻蚀进程缓慢，且刻蚀过程中产生大量的聚合物，容易造成刻蚀残留，使刻蚀过程变得不稳定。刻蚀时间约7～8分钟。
本发明超厚多晶硅回刻的方法改进现有工艺，对超厚多晶硅，采用两步刻蚀过程，第一步主刻蚀用六氟化硫(SF6)、氯气(CL2)、氧气(O2)和氦气(He)对多晶硅进行高速清洁刻蚀；第二步使用溴化氢(HBr)，氯气(CL2)，氧气(O2)进行追加刻蚀。该两步刻蚀使用的压力范围为：6mT≤压力≤70mT，使用的上部功率范围为：100W≤功率≤700W，且使用的下部电压范围为：-225V≤电压≤-15V。
六氟化硫(SF6)是一种比溴化氢(HBr)化学作用强的刻蚀气体，配以合适的上部/下部功率，及合适的气体配比，能够达到极高的刻蚀速率；同时，由于氟离子的活性，对于刻蚀过程中产生的聚合物(主要在追加刻蚀中由溴化氢与氧和硅聚合生成)有很强的清除作用。
主刻蚀将12000的多晶硅刻蚀到仅剩2000～3000多晶硅，再使用溴化氢(HBr)，氯气(CL2)，氧气(O2)进行追加刻蚀，将剩余的2000左右的多晶硅刻完，并将深沟道中的多晶硅刻蚀至基板下方。较低的速率可以更精确地控制刻蚀停止在多晶硅与基板氧化膜的界面，并精确地控制多晶硅在深沟道中的凹陷量，追加刻蚀的刻蚀时间约1分半钟。
本发明方法的整个刻蚀过程，仅需要3分钟左右，而使用现有工艺刻蚀需要7～8分钟，且经本发明方法刻蚀后产品表面与现有工艺相比，聚合物及残留物都减少很多，使刻蚀过程更清洁稳定。
Claims (6)
1.一种超厚多晶硅回刻的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用六氟化硫、氯气、氧气和氦气对多晶硅进行刻蚀；
(2)经步骤(1)处理的多晶硅再用溴化氢、氯气和氧气进行刻蚀。
2.如权利要求1所述的超厚多晶硅回刻的方法，其特征在于，步骤(1)所述的气体用量范围为：0sccm＜六氟化硫≤85sccm，0sccm＜氯气≤125sccm，0sccm≤氧气≤7sccm，0sccm≤氦气≤175sccm。
3.如权利要求1所述的超厚多晶硅回刻的方法，其特征在于，步骤(2)所述的气体用量范围为：30sccm≤溴化氢≤185sccm，0sccm≤氯气≤85sccm，0sccm≤氧气≤5sccm。
4.如权利要求1所述的超厚多晶硅回刻的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)所述的刻蚀使用的压力范围为：6mT≤压力≤70mT。
5.如权利要求1所述的超厚多晶硅回刻的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)所述的刻蚀使用的上部功率范围为：100W≤功率≤700W。
6.如权利要求1所述的超厚多晶硅回刻的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)所述的刻蚀使用的下部电压范围为：-225V≤电压≤-15V。
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|---|---|---|---|---|
| CN103377904A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 一种多晶硅沟槽回刻蚀方法 |
| CN107910260A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 扬州扬杰电子科技股份有限公司 | 一种多晶硅回刻方法 |
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