CN103681302B - 选择性蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种选择性蚀刻方法，包括下列步骤：提供一硅基板；在该硅基板上形成一图案化硅氧化物罩幕；以及导入一混合气体对该硅基板进行蚀刻，用以在该硅基板中形成一狭缝，并同时完全移除该图案化硅氧化物罩幕，其中该混合气体包括氟碳气体与卤素气体，且该氟碳气体与该卤素气体的比例介于1∶1～5∶1。本发明的方法不仅可以省略单独的移除四乙氧基硅烷罩幕层的步骤，而且有助于改善硅基板(狭缝)侧壁粗糙的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体制备方法，特别涉及一种选择性蚀刻方法。
背景技术
在半导体制备方法中，当完成蚀刻硅基板的步骤后(例如在板中形成狭缝或开口)，须续移除其上所覆盖例如四乙氧基硅烷(TEOS)的罩幕层(masklayer)，以利后续制备过程的进行。但，一般而言，当完成蚀刻硅基板的步骤时，浅沟槽隔离物(shallowtrenchisolation,STI)结构业已形成且暴露在外，此时，若径向移除罩幕层，则浅沟槽隔离物(STI)结构势必在此移除过程中遭受损害。因此，如何在蚀刻硅基板的同时，也一并移除其上所覆盖的罩幕层而不须额外再增加后续移除罩幕层的步骤是本领域在改善半导体制备方法上持续努力的方向。
发明内容
为解决上述现阶段存在的技术缺陷，本发明提供一种选择性蚀刻方法，包括下列步骤：
提供一硅基板；
在该硅基板上形成一图案化硅氧化物罩幕；以及
导入一混合气体对该硅基板进行蚀刻，用以在该硅基板中形成一狭缝(slit)，并同时完全移除该图案化硅氧化物罩幕，其中该混合气体包括氟碳(fluorocarbon)气体与卤素气体，且该氟碳气体与该卤素气体的比例介于1:1～5:1。
根据本发明的构思，该硅基板为多晶硅。
根据本发明的构思，该硅氧化物罩幕为四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane,TEOS)。
根据本发明的构思，以一等离子体蚀刻(plasmaetching)方法对该硅基板进行蚀刻。
根据本发明的构思，该氟碳气体包括四氟甲烷(CF4)与三氟甲烷(CHF3)。
根据本发明的构思，该四氟甲烷(CF4)与三氟甲烷(CHF3)的比例介于1:1～1:3。
根据本发明的构思，该卤素气体包括氟气或氯气。
根据本发明的构思，该狭缝的深度大于200nm。
在蚀刻硅基板的方法中，本发明通过调整混合气体中属于氟碳(fluorocarbon)气体类且以造成非等向性蚀刻(anisotropicetching)效应为主的四氟甲烷(CF4)与三氟甲烷(CHF3)气体之间的比例至一特定比例以增加此蚀刻过程对例如四乙氧基硅烷(TEOS)罩幕层的蚀刻选择性(selectivity)，以致当完成硅基板蚀刻在板中形成狭缝(slit)时，四乙氧基硅烷(TEOS)罩幕层可同时被完全移除，不须再另进行后续移除四乙氧基硅烷(TEOS)罩幕层的步骤。此外，调整混合气体中属于卤素(halogen)气体类的氟气或氯气的比例至一特定比例可有效降低蚀刻硅基板时对硅基板所造成的等向性蚀刻(isotropicetching)效应，有助改善硅基板中的狭缝的侧壁粗糙的问题。
附图说明
图1A～1D为本发明实施例中的一种选择性蚀刻方法示意图。
【主要部件符号说明】
10～硅基板；
12～氮化硅层；
14～硅氧化物层；
16～图案化光阻层；
18～混合气体；
20～狭缝。
具体实施方式
请参阅图1A～1D，说明本发明的一实施例，一种选择性蚀刻方法，包括下列步骤:
首先，请参阅图1A，提供一硅基板10。在一实施例中，硅基板10可为多晶硅。之后，形成一氮化硅层12于硅基板10上。在一实施例中，通过例如化学气相沉积(chemicalvapordeposition,CVD)方法形成氮化硅层12于硅基板10上。接着，形成一硅氧化物层14于氮化硅层12上。在一实施例中，硅氧化物层14可为四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane,TEOS)。在一实施例中，通过例如化学气相沉积(chemicalvapordeposition,CVD)方法形成硅氧化物层14于氮化硅层12上。之后，形成一图案化光阻层16于硅氧化物层14上。
接着，以图案化光阻层16为一罩幕(mask)，对硅氧化物层14与氮化硅层12进行蚀刻(图案化)，以形成图案化的硅氧化物层14与氮化硅层12。在一实施例中，以图案化光阻层16为一罩幕，通过例如等离子蚀刻(plasmaetching)方法对硅氧化物层14与氮化硅层12进行蚀刻(图案化)，以形成图案化的硅氧化物层14与氮化硅层12。之后，移除图案化光阻层16，如图1B所示。
接着，请参阅图1C，以图案化的硅氧化物层14与氮化硅层12为一罩幕(mask)，导入一混合气体18对硅基板10进行一蚀刻，用以在硅基板10中形成一狭缝(slit)20，值得注意的是，在形成狭缝20的过程中，图案化的硅氧化物层14将同时被完全移除，如图1D所示。在一实施例中，以图案化的硅氧化物层14与氮化硅层12为一罩幕，导入一混合气体18，通过例如等离子蚀刻(plasmaetching)方法对硅基板10进行蚀刻，用以在硅基板10中形成狭缝20。在一实施例中，在硅基板10中所形成狭缝20的深度大于200nm。
上述导入用于蚀刻的混合气体18包括氟碳(fluorocarbon)气体与卤素(halogen)气体，且氟碳气体与卤素气体的比例介于1:1～5:1。在一实施例中，氟碳(fluorocarbon)气体可包括四氟甲烷(CF4)与三氟甲烷(CHF3)。在一实施例中，四氟甲烷(CF4)与三氟甲烷(CHF3)的比例大体介于1:1～1:3。在一实施例中，卤素气体可包括氟气或氯气。
在蚀刻硅基板的方法中，本发明通过调整混合气体中属于氟碳(fluorocarbon)气体类且以造成非等向性蚀刻(anisotropicetching)效应为主的四氟甲烷(CF4)与三氟甲烷(CHF3)气体之间的比例至一特定比例以增加此蚀刻过程对例如四乙氧基硅烷(TEOS)罩幕层的蚀刻选择性(selectivity)，以致当完成硅基板蚀刻在板中形成狭缝(slit)时，四乙氧基硅烷(TEOS)罩幕层可同时完全被移除，不须再另进行后续移除四乙氧基硅烷(TEOS)罩幕层的步骤。此外，调整混合气体中属于卤素(halogen)气体类的氟气或氯气的比例至一特定比例可有效降低蚀刻硅基板时对硅基板所造成的等向性蚀刻(isotropicetching)效应，有助改善硅基板中的狭缝的侧壁粗糙的问题。
Claims (8)
1.一种选择性蚀刻方法，其特征在于，包括下列步骤：
提供一硅基板；
在所述硅基板上形成一图案化硅氧化物罩幕；以及
导入一混合气体对所述硅基板进行蚀刻，用以在所述硅基板中形成一狭缝，并同时完全移除所述图案化硅氧化物罩幕，所述混合气体包括氟碳气体与卤素气体，且所述氟碳气体与所述卤素气体的比例介于1∶1～5∶1。
2.根据权利要求1所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，所述硅基板为多晶硅。
3.根据权利要求1所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，所述硅氧化物罩幕为四乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，以等离子蚀刻方法对所述硅基板进行蚀刻。
5.根据权利要求1所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，所述氟碳气体包括四氟甲烷与三氟甲烷。
6.根据权利要求5所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，所述四氟甲烷与三氟甲烷的比例介于1∶1～1∶3。
7.根据权利要求1所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，所述卤素气体包括氟气或氯气。
8.根据权利要求1所述的选择性蚀刻方法，其特征在于，所述狭缝的深度大于200nm。
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