CN116631864A - 高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备 - Google Patents
高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116631864A CN116631864A CN202310397307.9A CN202310397307A CN116631864A CN 116631864 A CN116631864 A CN 116631864A CN 202310397307 A CN202310397307 A CN 202310397307A CN 116631864 A CN116631864 A CN 116631864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- gas
- depth
- opening
- side wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 551
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 183
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 138
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 224
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 106
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 4
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 60
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 102100022717 Atypical chemokine receptor 1 Human genes 0.000 description 1
- 101000678879 Homo sapiens Atypical chemokine receptor 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31127—Etching organic layers
- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
- H01L21/31138—Etching organic layers by chemical means by dry-etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
- H01J37/3023—Programme control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
- H01J37/3056—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching for microworking, e.g. etching of gratings, trimming of electrical components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
Abstract
本发明提供一种高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备，涉及半导体技术领域。该高深宽比开口刻蚀方法包括：利用n个刻蚀步顺序对待刻蚀膜层进行刻蚀以形成目标刻蚀开口，n个刻蚀步所达到的刻蚀深度与待刻蚀膜层中的n个以深宽比划分的深度位置一一对应，其中，n≥2；n个刻蚀步分别采用不同的工艺气体，各个刻蚀步所采用的工艺气体均包括刻蚀气体和保护性气体，保护性气体用于在刻蚀过程中对开口的侧壁进行保护；其中，刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中保护性气体的含量越高。该高深宽比开口刻蚀方法能够以较高刻蚀速率刻蚀得到目标刻蚀开口的基础上，确保对开口侧壁形貌的精确传递。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备。
背景技术
随着对半导体芯片要求的不断提高，市场对制造工艺精度的要求也越来越严格。刻蚀工艺为半导体芯片制造中获取开口的重要手段，然而刻蚀过程中，由于刻蚀的不完全各向异性，刻蚀气体在纵向刻蚀的同时会对开口的侧壁产生横向刻蚀，且随着开口刻蚀深度的不断加大，开口深度较小区域的侧壁受到的横向刻蚀重复度较为严重，从而导致开口侧壁形貌无法精确传递；为了减小开口侧壁的横向刻蚀，部分刻蚀工艺过程中会在刻蚀气体中加入保护性气体以对开口侧壁起到保护作用，然而保护性气体保护侧壁的同时也会对刻蚀气体的纵向刻蚀起到阻碍作用，从而导致刻蚀效率偏低，且严重的甚至会导致开口侧壁形貌扭曲而无法传递侧壁形貌。
发明内容
本发明的目的包括提供一种高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备，以解决现有刻蚀工艺的刻蚀效率低且对开口侧壁形貌传递精确度较低的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供一种高深宽比开口刻蚀方法，包括：
利用n个刻蚀步顺序对待刻蚀膜层进行刻蚀以形成目标刻蚀开口，所述n个刻蚀步所达到的刻蚀深度与所述待刻蚀膜层中的n个以深宽比划分的深度位置一一对应，其中，n≥2；
所述n个刻蚀步分别采用不同的工艺气体，各个所述刻蚀步所采用的工艺气体均包括刻蚀气体和保护性气体，所述保护性气体用于在刻蚀过程中对所述开口的侧壁进行保护；
其中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中保护性气体的含量越高。
可选地，n个所述刻蚀步中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中刻蚀气体与保护性气体的流量比越小。
可选地，n个所述刻蚀步中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其刻蚀工艺条件中的下电源射频功率越小。
可选地，各个所述刻蚀步所采用的上电源射频功率大致相同。
可选地，n个所述刻蚀步中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其刻蚀速率越低。
可选地，所述待刻蚀膜层为含碳膜层，所述刻蚀气体包括O2；所述保护性气体包括SO2、COS和含H类气体中的至少一者。
可选地，所述待刻蚀膜层为先进膜层。
可选地，所述n个刻蚀步的任意两个相邻刻蚀步中，
在前的刻蚀步完成后，执行灭辉操作；
将工艺条件调节为在后的刻蚀步所对应的工艺条件，重新启辉以进行所述在后的刻蚀步。
可选地，所述目标刻蚀开口为孔状或线条状；
所述n＝3，所述n个刻蚀步顺序包括第一刻蚀步、第二刻蚀步和第三刻蚀步；其中，
所述第一刻蚀步所达到的刻蚀深度为所述目标刻蚀开口的深宽比约为8；
所述第二刻蚀步所达到的刻蚀深度为所述目标刻蚀开口的深宽比约为12；
所述第三刻蚀步所达到的刻蚀深度为所述目标刻蚀开口的深宽比大于12。
可选地，所述第一刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体和所述保护性气体的比例为1.5～2；
和/或，所述第二刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体和所述保护性气体的比例为0.8～1.2；
和/或，所述第三刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体和所述保护性气体的比例为0.3～0.5。
可选地，所述第一刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体的流量范围为200～400sccm，所述保护性气体的流量范围为100～200sccm；
和/或，所述第二刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体的流量范围为100～200sccm，所述保护性气体的流量范围为200～300sccm；
和/或，所述第三刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体的流量范围为50～100sccm，所述保护性气体的流量范围为200～300sccm。
可选地，所述第一刻蚀步采用的下电源射频功率为200～300W；
和/或，所述第二刻蚀步采用的下电源射频功率为150～200W；
和/或，所述第三刻蚀步采用的下电源射频功率为100～150W。
可选地，所述第一刻蚀步、所述第二刻蚀步和所述第三刻蚀步采用的上电源射频功率为800～1000W。
可选地，所述第一刻蚀步的刻蚀速率为
和/或，所述第二刻蚀步的刻蚀速率为
和/或，所述第三刻蚀步的刻蚀速率为
本实施例还提供一种半导体工艺设备，包括：工艺腔室、承载基座、第一射频电源、第二射频电源和控制器，其中，
所述承载基座用于承载待加工晶圆；
所述第一射频电源用于向所述工艺腔室加载上电源射频功率；
所述第二射频电源用于向所述承载基座加载下电源射频功率；
所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述刻蚀方法。
本发明提供的高深宽比开口刻蚀方法中，根据目标刻蚀开口的深宽比将其纵向刻蚀深度划分为n个深度位置及相应的n个深度段，且沿纵向刻蚀方向，根据各深度段的深度调整各刻蚀步采用工艺气体中保护性气体的含量，从而对刻蚀过程中保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度以及刻蚀气体对开口侧壁的刻蚀速率进行逐步调整，对于深宽比较小的深度段，刻蚀步中以刻蚀气体的刻蚀速率为主导，刻蚀气体能够以较高的刻蚀速率完成对深度段的刻蚀，同时刻蚀气体对开口侧壁横向刻蚀的时长及重复度较小，保护强度较弱的侧壁保护层已经可以实现对开口侧壁的保护，从而以较高速率完成对该深度段开口侧壁形貌的精确传递；对于深宽比较大的深度段，刻蚀步中以保护性气体形成的侧壁保护层为主导，通过损失一定程度的纵向刻蚀速率，以提高侧壁保护层对开口侧壁的保护强度，同时减弱刻蚀气体对开口侧壁的横向刻蚀，以确保对该深度段开口侧壁形貌的精确传递，且基于深度比较小的深度段的刻蚀速率较高，能够对深度比较大的深度段的刻蚀速率进行弥补，从而在提高刻蚀精确度的同时，还能够保证整个刻蚀过程具备较高的刻蚀速率、较短的刻蚀时长，相应确保对产品的刻蚀效率。
本实施例提供的半导体工艺设备具备上述刻蚀方法的所有有益效果，这里不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例提供的半导体工艺设备的示意图；
图2为能够应用于本发明实施例提供的高深宽比开口刻蚀方法的待加工晶圆的其中一种结构示意图；
图3为待刻蚀膜层根据本发明提供的高深宽比开口刻蚀方法制备的开口形貌的电镜图；
图4为相关技术中刻蚀气体和保护性气体的流量比保持偏低时制备的开口形貌的电镜图；
图5为相关技术中刻蚀气体和保护性气体的流量比保持偏高时制备的开口形貌的电镜图；
图6为根据本发明实施例提供的高深宽比开口刻蚀方法的其中一种流程示意图。
附图标记说明：
10-待加工晶圆；11-基片Si；12-先进膜层；13-抗反射层；14-光阻膜层；110-工艺腔室；120-承载基座；130-第一射频电源；140-第一匹配器；150-线圈；160-介质窗；170-第二匹配器；180-第二射频电源。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
首先需要说明的是，本申请中所述“高深宽比”是指大于10:1的深度与宽度(或直径)比。
本实施例提供一种高深宽比开口刻蚀方法，包括：利用n个刻蚀步顺序对待刻蚀膜层进行刻蚀以形成目标刻蚀开口，n个刻蚀步所达到的刻蚀深度与待刻蚀膜层中的n个以深宽比划分的深度位置一一对应，其中，n≥2；n个刻蚀步分别采用不同的工艺气体，各个刻蚀步所采用的工艺气体均包括刻蚀气体和保护性气体，保护性气体用于在刻蚀过程中对开口的侧壁进行保护；其中，刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中保护性气体的含量越高。
将待刻蚀的膜层作为待刻蚀膜层，需要在待刻蚀膜层刻蚀的开口作为目标刻蚀开口，本申请根据待刻蚀膜层的深宽比将目标刻蚀开口划分为n个深度位置，且第n个深度位置为目标刻蚀开口的最大深度位置，n个深度位置将目标刻蚀开口的深度划分为n个深度段，利用n个不同的刻蚀步依次对n个深度段进行刻蚀；各刻蚀步采用的工艺气体均包括用于刻蚀的刻蚀气体和用于对开口侧壁进行保护的保护性气体，保护性气体加入后，刻蚀过程中，保护性气体能够与开口侧壁反应生成侧壁保护层、与开口底壁反应生成底壁阻碍层，其中，侧壁保护层能够对开口的侧壁起到隔挡保护作用，且工艺气体中保护性气体的含量越高，其生成侧壁保护层对侧壁的保护强度越高，从而削弱刻蚀气体对开口侧壁的横向刻蚀，相应提高开口侧壁形貌的传递精确度；其中，底壁阻碍层虽然会对纵向刻蚀速率形成阻碍，但是能够在刻蚀气体的纵向轰击下破碎，从而确保纵向刻蚀的进行。
深度段所处深宽比越大，表征深度段的深度越大，沿纵向刻蚀方向，n个深度段依次为第一深度段、第二深度段……第n深度段，相应地，n个刻蚀步分别为第一刻蚀步、第二刻蚀步……第n刻蚀步；其中，第一深度段所处的深宽比最小，相应地，工艺气体中保护性气体的含量最低，保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度较弱，同时，由于保护性气体与开口底壁形成底壁阻碍层对开口底壁的阻碍作用较弱，则刻蚀气体能够保持较高的纵向刻蚀速率；通过第一刻蚀步对第一深度段进行刻蚀的过程中，虽然侧壁保护层的保护强度较弱，但是由于刻蚀气体的纵向刻蚀速率较快，侧壁保护层尚未被横向刻蚀破坏，刻蚀气体已经可以完成对第一深度段的纵向刻蚀，从而于第一深度段快速且精确地完成对开口侧壁形貌的传递。第二刻蚀步继续对第二深度段进行刻蚀，刻蚀气体在对第二深度段进行刻蚀的过程中，同时也会对开口第一深度段的侧壁产生二次重复刻蚀，由于第二深度段所处的深宽比要小于第一深度段所处的深宽比，则第二深度段相应的工艺条件中，保护性气体含量增多，相应地，保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度增强、与开口底壁形成底壁阻碍层的阻碍作用增强，从而减弱刻蚀气体对侧壁保护层的横向刻蚀速率，在损失一定纵向刻蚀速率的基础上，有效减少刻蚀气体对第一深度段及第二深度段开口侧壁的横向刻蚀，进而确保第二深度段对侧壁形貌的传递，并且减少刻蚀过程对第一深度段开口侧壁的二次横向刻蚀损坏，确保第一深度段侧壁的形貌传递。类似地，直至第n刻蚀步对第n深度段进行刻蚀，由于第n深度段所处的深宽比最小，则第n深度段相应的工艺气体中，保护性气体与侧壁形成侧壁保护层的保护强度较强，通过进一步损失纵向刻蚀速率，以进一步提高侧壁保护层对开口的第一深度段、第二深度段……第n深度段侧壁的保护作用，并进一步减弱刻蚀气体对侧壁保护层的横向刻蚀，虽然以较低的速度完成对第n深度段的纵向刻蚀，但能够确保开口侧壁形貌传递的精确性。
则上述高深宽比开口刻蚀方法中，根据目标刻蚀开口的深宽比将其纵向刻蚀深度划分为n个深度位置及相应的n个深度段，且沿纵向刻蚀方向，根据各深度段的深度调整各刻蚀步采用工艺气体中保护性气体的含量，从而对刻蚀过程中保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度以及刻蚀气体对开口侧壁的刻蚀速率进行逐步调整，对于深宽比较小的深度段，刻蚀步中以刻蚀气体的刻蚀速率为主导，刻蚀气体能够以较高的刻蚀速率完成对深度段的刻蚀，同时刻蚀气体对开口侧壁横向刻蚀的时长及重复度较小，保护强度较弱的侧壁保护层已经可以实现对开口侧壁的保护，从而以较高速率完成对该深度段开口侧壁形貌的精确传递；对于深宽比较大的深度段，刻蚀步中以保护性气体形成的侧壁保护层为主导，通过损失一定程度的纵向刻蚀速率，以提高侧壁保护层对开口侧壁的保护强度，同时减弱刻蚀气体对开口侧壁的横向刻蚀，以确保对该深度段开口侧壁形貌的精确传递，且基于深度比较小的深度段的刻蚀速率较高，能够对深度比较大的深度段的刻蚀速率进行弥补，从而在提高刻蚀精确度的同时，还能够保证整个刻蚀过程具备较高的刻蚀速率、较短的刻蚀时长，相应确保对产品的刻蚀效率。
可选地，本实施例中，n个刻蚀步中，刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其刻蚀速率越低。根据深度段不同，除上述对工艺气体中保护性气体的含量进行调整，以调节侧壁保护层对侧壁的保护强度外，还可以同时对刻蚀步的刻蚀速率进行调整，具体地，当刻蚀步对深宽比较小的深度段进行刻蚀时，保护性气体的含量较低且刻蚀速率较高，虽然保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度较低，但是较高的刻蚀速率能够有效缩短刻蚀步完成所需刻蚀时长，相应缩短对侧壁保护层的横向刻蚀时长，从而在确保开口侧壁的形貌传递精确度的基础上，提高该刻蚀步刻蚀速率。当刻蚀步对深宽比较大的深度段进行刻蚀时，保护性气体的含量增高且刻蚀速率有所降低，则保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度增大的基础上，通过降低刻蚀速率以进一步减弱横向刻蚀对侧壁保护层造成的损坏，从而通过进一步损失纵向刻蚀速率以进一步减弱对该深度段侧壁的刻蚀以及上方深度段的重复刻蚀，相应进一步确保侧壁保护层对开口侧壁的保护作用，保证开口侧壁的形貌传递精确度。其中，深度比较小的深度段的刻蚀速率较高，能够对深度比较大的深度段的刻蚀速率进行弥补，在进一步提高刻蚀精确度的同时，还能够保证整个刻蚀过程具备较高的刻蚀速率、较短的刻蚀时长。
具体地，本实施例中，可以通过工艺气体中刻蚀气体与保护性气体的流量比表征工艺气体中保护性气体的含量，具体地，n个刻蚀步中，刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中刻蚀气体与保护性气体的流量比越小。对待刻蚀膜层进行刻蚀时，向工艺腔室内通入刻蚀气体和保护性气体，其中，刻蚀气体与保护性气体的流量比越大，工艺气体中刻蚀气体的含量越低、保护性气体的含量越高，则刻蚀气体对待刻蚀膜层刻蚀作用的主导地位越高、保护性气体对开口侧壁的保护作用越低，相应地，刻蚀气体对待刻蚀膜层的刻蚀速率越高，保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度越低且对刻蚀气体的纵向刻蚀速率的阻碍越低。根据刻蚀深度对刻蚀气体与保护性气体的流量比进行调节，即可同时实现对保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度的调节，以及刻蚀气体纵向刻蚀速率的调节，从而实现刻蚀深度较小时，刻蚀气体的刻蚀速率高、保护性气体对开口侧壁的保护作用弱，在确保对开口侧壁形貌精确传递的基础上，能够快速完成对深度段的刻蚀；以及刻蚀深度较大时，刻蚀气体的刻蚀速率低、保护性气体对开口侧壁的保护作用强，在损失一定纵向刻蚀速率的基础上，确保保护性气体对已经完成刻蚀以及正在刻蚀的侧壁的保护作用，从而确保开口侧壁形貌的精确传递；此外，深度较小深度段的高刻蚀速率能够对深度较大深度段的低刻蚀速率起到弥补作用，以确保整个刻蚀过程能够保持较高的刻蚀速率，进而确保对产品的刻蚀效率。
具体地，本实施例中，待刻蚀膜层可以为含碳膜层，刻蚀气体包括O2；保护性气体包括SO2、COS和含H类气体中的至少一者。这里是待刻蚀膜层的其中一类具体形式，待刻蚀膜层为含碳膜层，则刻蚀气体可以选用O2，保护性气体可以自SO2、COS和含H类气体中选取，以保护性气体仅选用SO2为示例：工艺过程中，向工艺腔室内通入O2和SO2，O2作为刻蚀气体可以与待刻蚀膜层中的碳成分发生反应，同时SO2中的氧成分也可以作为刻蚀成分与待刻蚀膜层中的碳成分发生反应，且SO2中的硫成分作为保护成分能够与待刻蚀膜层中的碳成分形成S-C键附着于开口的侧壁而形成保护层；对不同深度段进行刻蚀时，通过调节O2和SO2的流量比即可改变氧成分与待刻蚀膜层中碳成分的反应速率以及硫成分与碳成分形成保护层的速率及强度，从而实现对待刻蚀膜层不同深度段刻蚀速率及保护层强度的调节。
其中，保护性气体选用COS时，COS中的硫成分作为保护成分能够与待刻蚀膜层中的碳成分形成S-C键附着于开口的侧壁而形成保护层，从而起到保护作用；同时，COS中的氧成分可以作为刻蚀成分与待刻蚀膜层中的碳成分发生反应而起到刻蚀作用。保护性气体选用含H类气体时，如CHF3或CH2F2，其中的H成分能够与待刻蚀膜层中的碳成分形成C-H键而附着于开口的侧壁而形成保护层。当然，可以从SO2、COS和含H类气体中选取其中一者作为配合O2使用的保护性气体，也可以同时选取多者共同作为片配合O2使用的保护性气体。
具体地，待刻蚀膜层可以为待加工晶圆10中的先进膜层12(APF，AdvancedPatterning Film)。先进膜层12应用于硬掩膜刻蚀中，其与抗反射膜层13(DARC，Dielectroc Anti Reflective Coating)的结合能够有效减少刻蚀工艺对光阻膜层14(PR，Photo Resi)的依附，从而使刻蚀工艺能够达到较小的工艺节点；将硬掩膜刻蚀工艺中的先进膜层12作为本申请中的待刻蚀膜层，根据先进膜层12中目标刻蚀开口的深宽比对不同刻蚀步的刻蚀深度进行划分，并对不同刻蚀步刻蚀过程中保护性气体与开口侧壁形成保护层的强度以及刻蚀气体的刻蚀速率进行调节，使得刻蚀先进膜层12深度较小的深度段时，在确保开口侧壁传递精确度的基础上，能够以较高刻蚀速率完成；同时，刻蚀先进膜层12深度较大的深度段时，在损失一部分纵向刻蚀速率的基础上，能够精确传递开口侧壁形貌，且深度较小深度段的刻蚀速率能够弥补深度较大深度段的刻蚀速率，使得先进膜层12的整体刻蚀速率较高且能够精确传递开口侧壁形貌。
当然，在其他实施例中，待刻蚀膜层也可以为含碳膜层以外的待刻蚀膜层，或者为非含碳膜层，上述先进膜层12仅为其中一种具体形式，并不作为限定。
具体地，本实施例中，目标刻蚀开口为孔状或线条状；n＝3，n个刻蚀步顺序包括第一刻蚀步、第二刻蚀步和第三刻蚀步；其中，第一刻蚀步所达到的刻蚀深度为目标刻蚀开口的深宽比约为8；第二刻蚀步所达到的刻蚀深度为目标刻蚀开口的深宽比约为12；第三刻蚀步所达到的刻蚀深度为目标刻蚀开口的深宽比大于12。目标刻蚀开口的深度比0～8对应的深度段为第一深度段，深度比8～12对应的深度段为第二深度段，深度比大于12的深度段为第三深度段，第一刻蚀步对第一深度段进行刻蚀，第二刻蚀步对第二深度段进行刻蚀，第三刻蚀步对第三深度段进行刻蚀；刻蚀过程中，第一深度段的刻蚀深度最小，则第一刻蚀步中工艺气体对该深度段开口侧壁横向刻蚀的重复度较低，保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层的保护强度较低、刻蚀气体具备较高刻蚀速率时，能够快速完成对第一深度段的刻蚀且能够保证开口侧壁形貌的精确传递；第二深度段的深度大于第一深度段，第二刻蚀步中工艺气体对第一深度段开口侧壁横向刻蚀的重复度较高，增大保护性气体的含量以提高侧壁保护层对开口侧壁的保护强度，通过损失一定纵向刻蚀速率以确保第一深度段及第二深度段侧壁形貌的精确传递；第三深度段的深度大于第一深度段及第二深度段，第一深度段和第二深度段侧壁横向刻蚀的重复度进一步提高，通过进一步增大第三刻蚀步工艺气体中保护性气体的含量以进一步提高侧壁保护层对开口侧壁的保护强度，以确保开口侧壁形貌的精确传递。
需要说明的是，上述“深宽比约为8”是指深宽比为8±10％，更优选地为8±5％；类似地，上述“深宽比约为12”是指深宽比为12±10％，更优选地为12±5％。
此外，在其他实施例中，可以根据待刻蚀膜层的最大深度比以及对形貌精确度的要求将设定n＝2、4或5等等，上述n＝3并不作为限定。
本实施例中，待刻蚀膜层为含碳膜层且刻蚀气体为O2，保护性气体为SO2时，第一刻蚀步采用工艺气体中刻蚀气体和保护性气体的比例可以为1.5～2，具体地，刻蚀气体的流量范围可以为200～400sccm，保护性气体的流量范围可以为100～200sccm。第二刻蚀步采用工艺气体中刻蚀气体和保护性气体的比例可以为0.8～1.2；刻蚀气体的流量范围为100～200sccm，保护性气体的流量范围为200～300sccm。第三刻蚀步采用工艺气体中刻蚀气体和保护性气体的比例可以为0.3～0.5；刻蚀气体的流量范围为50～100sccm，保护性气体的流量范围为200～300sccm。第一刻蚀步的刻蚀速率可以为第二刻蚀步的刻蚀速率可以为/>第三刻蚀步的刻蚀速率为/>
根据大量实验得出，对于上述不同刻蚀步，其采用工艺气体中相应比例的刻蚀气体和保护性气体能够对应相应深度段所需的保护层的保护强度及刻蚀速率，从而确保开口侧壁形貌的精确传递并保证较高的刻蚀速率。
可选地，本实施例中，n个刻蚀步中，刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其刻蚀工艺条件中的下电源射频功率越小。刻蚀过程中，下电源射频功率的大小决定对工艺腔室内等离子体向下牵引力的大小，通过调节刻蚀离子体的纵向轰击作用强度，以改变刻蚀离子体的纵向刻蚀速率及其反射导致的横向刻蚀强度；具体地，当刻蚀步对应深度段的深度较小时，下电源射频功率较大，则刻蚀离子体在下电源射频功率较大牵引力下，其纵向刻蚀速率进一步增大，虽然刻蚀离子体反射导致的横向刻蚀强度有所加强，但是刻蚀气体完成对该深度段的刻蚀时长相应缩短，保护性气体与开口侧壁形成侧壁保护层依然能够确保对开口侧壁的保护，从而在确保开口侧壁形貌精确传递的基础上，进一步提高刻蚀气体对相应深度段的刻蚀速率、缩短刻蚀时长；当刻蚀步对应深度段的深度较大时，下电源射频功率随之减小，则刻蚀离子体在下电源射频功率较小的牵引力下，其纵向刻蚀速率随之减小，相应地，刻蚀离子体反射导致的横向刻蚀强度也随之减弱，通过损失一定的纵向刻蚀速率，以减弱横向刻蚀对已经完成刻蚀以及正在刻蚀的开口侧壁造成的破坏，从而确保深度较大深度段侧壁形貌的精确传递。
在根据深度段对刻蚀气体与保护性气体流量比进行调节的基础上，同时通过上述对下电源射频功率的调节，对于深度较小的深度段，在确保开口侧壁形貌传递精确度的基础上，能够进一步提高相应深度段的纵向刻蚀速率；对于深度较大的深度段，通过减弱刻蚀离子体反射导致的横向刻蚀强度，在损失一定纵向刻蚀速率的基础上，能够进一步提高开口在相应深度段侧壁形貌的传递精确度，并且综合所有深度段的刻蚀速率，整个刻蚀过程依然能够保持较高的刻蚀速率，从而确保产品加工效率。
可选地，本实施例中，各个刻蚀步所采用的上电源射频功率可以大致相同，针对不同刻蚀步，无需对其上电源射频功率进行调节，在确保工艺效果的基础上，降低不同刻蚀步对工艺条件进行调节的繁琐度。
具体地，第一刻蚀步的工艺条件包括：反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W，下电源射频功率为200～300W；第二刻蚀步的工艺条件包括：反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W，下电源射频功率为150～200W；第三刻蚀步的工艺条件包括：反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W，下电源射频功率为100～150W。
本实施例中，n个刻蚀步的任意两个相邻刻蚀步中，在前的刻蚀步完成后，执行灭辉操作；将工艺条件调节为在后的刻蚀步所对应的工艺条件，重新启辉以进行在后的刻蚀步。在前的刻蚀步完成后，灭辉操作，然后对下一刻蚀步的工艺条件中的刻蚀气体和保护性气体的流量比、下电源射频功率等进行调节，然后重新启辉并进行下一刻蚀步，从而确保下一刻蚀步整个刻蚀过程中刻蚀气体和保护性气体的流量稳定性，相应确保各刻蚀步工艺条件的精确控制，进而进一步提高各刻蚀步开口侧壁形貌的精确传递，减少连续启辉导致刻蚀气体和保护性气体流量比调节的一定时间后气流紊乱，而影响刻蚀效果情况的发生。
示例性地，参考图2所示，待加工晶圆10自下向上包括基片Si11、沉积于基片Si11上的先进膜层12、沉积于先进膜层12上的抗反射层13以及设于抗反射层13上的光阻掩膜层14，以光阻掩膜层14为掩膜对抗反射层13刻蚀完成后得到图形抗反射层，以光阻掩膜层14和图形抗反射层作为掩膜，采用本申请的高深宽比开口刻蚀方法对先进膜层12进行刻蚀：
刻蚀气体选用O2，保护性气体选用SO2，首先根据先进膜层12中目标刻蚀开口的深宽比范围0～Gmax将其划分为三个深度位置并对应得到三个深度段，具体地，当G≤8时为第一深度段，刻蚀深度根据大量实验确定第一刻蚀步的工艺条件为以下条件时能够以较高刻蚀速率完成对第一深度段的刻蚀，且能够较好地保证开口侧壁形貌的精确传递：反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W，下电源射频功率为200～300W，O2的流量范围为200～400sccm，SO2的流量范围为100～200sccm，且O2和SO2的流量比为1.5～2；启辉并以上述工艺条件对先进膜层12的第一深度段进行刻蚀，刻蚀时长持续近100s后完成对第一深度段的刻蚀，第一刻蚀步的刻蚀速率保持在/>其中，当O2和SO2的流量比为1.6时，刻蚀速率约为/>且开口侧壁能够保持竖直；当O2和SO2的流量比＜1.5时，刻蚀速率＜/>且随着流量比的下降，刻蚀速率会快速下降，导致刻蚀效率较低，且SO2比例偏高时会导致开口侧壁刻蚀均匀度较差，而导致开口侧壁扭曲无法传递设定形貌；当O2和SO2的流量比＞2时，刻蚀速率偏高、SO2与开口侧壁形成的侧壁保护层的保护强度偏弱，侧壁横向刻蚀严重甚至会刻断。
8＜G＜12为第二深度段，刻蚀深度确定第二刻蚀步的工艺条件为：反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W，下电源射频功率为150～200W，O2的流量范围为100～200sccm，SO2的流量范围为200～300sccm，且O2和SO2的流量比为0.8～1.2；相较第一刻蚀步的工艺条件，第二刻蚀步工艺条件中的下电源射频功率有所下降、O2的流量有所减小、SO2的流量有所增大，且O2和SO2的流量比有所下降。第一刻蚀步的刻蚀结束后，灭辉操作，并将工艺条件调节为第二刻蚀步相应的工艺条件，重新启辉并以上述工艺条件对先进膜层12的第二深度段进行刻蚀，刻蚀时长持续近100s后完成对第二深度段的刻蚀，第二刻蚀步的刻蚀速率保持在/>其中，当O2和SO2的流量比为0.9时，刻蚀速率约为/>且开口侧壁能够保持竖直；当O2和SO2的流量比＜0.8时，刻蚀速率＜/>刻蚀效率较低，且SO2比例偏高时会导致开口侧壁刻蚀均匀度较差，而导致开口侧壁扭曲无法传递设定形貌；当O2和SO2的流量比＞1.2时，刻蚀速率偏高、SO2与开口侧壁形成的侧壁保护层的保护强度偏弱，侧壁横向刻蚀严重而导致关键尺寸偏移。其中，下电源射频功率的降低，能够减弱对刻蚀离子体向下的牵引力，从而缓解由于刻蚀离子体反射对侧壁造成的横向刻蚀。
G≥12为第三深度段，刻蚀深度确定第三刻蚀步的工艺条件为：反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W，下电源射频功率为100～150W，O2的流量范围为50～100sccm，SO2的流量范围为200～300sccm，且O2和SO2的流量比为0.3～0.5；相较第二刻蚀步的工艺条件，第三刻蚀步工艺条件中的下电源射频功率进一步下降、O2的流量有所减小、SO2的流量不变，且O2和SO2的流量比进一步下降。第二刻蚀步的刻蚀结束后，灭辉操作，并将工艺条件调节为第三刻蚀步相应的工艺条件，重新启辉并以上述工艺条件对先进膜层12的第三深度段进行刻蚀，直至完成对第三深度段的刻蚀，第三刻蚀步的刻蚀速率保持在/>其中，当O2和SO2的流量比＜0.3时，刻蚀速率＜刻蚀速率较低甚至会发生刻蚀停止的现象，开口侧壁关键尺寸偏移无法有效传递设定形貌；当O2和SO2的流量比＞0.5时，刻蚀速率偏高、SO2与开口侧壁形成的侧壁保护层的保护强度偏弱，由于刻蚀重复度的积累，侧壁横向刻蚀严重而导致关键尺寸偏移无法有效传递设定形貌。其中，下电源射频功率进一步降低，通过进一步减弱对刻蚀离子体向下的牵引力，以进一步缓解由于刻蚀离子体反射对侧壁造成的横向刻蚀。
三个刻蚀步的刻蚀均完成后，第一刻蚀步较高的刻蚀速率可以对第二刻蚀步及第三刻蚀步的刻蚀速率进行弥补，使得整个先进膜层12的平均刻蚀速率保持在
其他工艺条件相同仅O2和SO2流量比不同的情况下，图3为先进膜层12采用上述三个刻蚀步刻蚀得到开口的刻蚀形貌，其中，开口的竖直度较高、开口扭曲度较小且未发生刻断现象，较佳地传递了设定的侧壁形貌；图4为整个刻蚀过程中O2和SO2的流量比均为0.2时得到开口的刻蚀形貌，由于O2流量偏低、SO2流量偏高，导致侧壁保护层对侧壁的保护强度及底壁阻碍层对纵向刻蚀的阻碍程度偏高，使得刻蚀速率偏低且侧壁受到的横向刻蚀不均匀而发生形貌扭曲，无法精确传递设定的侧壁形貌；图5为整个刻蚀过程中O2和SO2的流量比均为2时得到开口的刻蚀形貌，其中，由于O2流量偏高、SO2流量偏低，导致刻蚀速率偏高、侧壁保护层的保护强度偏弱，开口深度较小区域侧壁的横向刻蚀较为严重，部分开口的该区域侧壁甚至已经被刻断，无法精确传递设定的侧壁形貌。
图6为根据本发明实施例提供的高深宽比开口刻蚀方法的其中一种流程示意图。如图6所示出的，该刻蚀方法包括以下步骤：
S601根据目标刻蚀开口的深宽比进行划分得到待刻蚀膜层的三个深度位置，相应得到第一深度段、第二深度段和第三深度段。
S602确定第一刻蚀步采用工艺气体中的刻蚀气体为O2、保护性气体为SO2，且O2和SO2的流量比为1.5～2，下电源射频功率为200～300W，将工艺条件调节为第一刻蚀步相应的工艺条件，启辉并对第一深度段进行刻蚀。其中，O2的流量范围为200～400sccm，SO2的流量范围为100～200sccm，且第一刻蚀步的反应腔室压力为10～15mT，上电源射频功率为800～1000W。
S603灭辉操作。
S604确定第二刻蚀步采用工艺气体中O2和SO2的流量比为0.8～1.2，下电源射频功率为150～200W，将工艺条件调节为第二刻蚀步相应的工艺条件，重新启辉并对第二深度段进行刻蚀。其中，O2的流量范围为100～200sccm，SO2的流量范围为200～300sccm，且第二刻蚀步的反应腔室压力和上电源射频功率保持不变。
S605灭辉操作。
S606确定第三刻蚀步采用工艺气体中O2和SO2的流量比为0.3～0.5，下电源射频功率为100～150W，将工艺条件调节为第三刻蚀步相应的工艺条件，重新启辉并对第三深度段进行刻蚀。其中，O2的流量范围为50-100sccm，SO2的流量范围为200～300sccm，且第三刻蚀步的反应腔室压力和上电源射频功率保持不变。
本实施例还提供一种半导体工艺设备，如图1所示，包括：工艺腔室110、承载基座120、第一射频电源130、第二射频电源180和控制器，其中，承载基座120用于承载待加工晶圆10；第一射频电源130用于向工艺腔室110加载上电源射频功率；第二射频电源180用于向承载基座120加载下电源射频功率；控制器包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述刻蚀方法。该半导体工艺设备能够执行上述刻蚀方法，具备上述刻蚀方法的所有有益效果，这里不再赘述。
具体地，该半导体工艺设备中，工艺腔室110内承载基座120的上方设有介质窗160，介质窗160的上方设有线圈150，线圈150与第一射频电源130之间设有第一匹配器140；承载基座120与第二射频电源180之间设有第二匹配器170。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，包括：
利用n个刻蚀步顺序对待刻蚀膜层进行刻蚀以形成目标刻蚀开口，所述n个刻蚀步所达到的刻蚀深度与所述待刻蚀膜层中的n个以深宽比划分的深度位置一一对应，其中，n≥2；
所述n个刻蚀步分别采用不同的工艺气体，各个所述刻蚀步所采用的工艺气体均包括刻蚀气体和保护性气体，所述保护性气体用于在刻蚀过程中对所述开口的侧壁进行保护；
其中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中保护性气体的含量越高。
2.根据权利要求1所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，n个所述刻蚀步中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其采用的工艺气体中刻蚀气体与保护性气体的流量比越小。
3.根据权利要求1所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，n个所述刻蚀步中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其刻蚀工艺条件中的下电源射频功率越小。
4.根据权利要求3所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，各个所述刻蚀步所采用的上电源射频功率大致相同。
5.根据权利要求1所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，n个所述刻蚀步中，所述刻蚀步所达到的刻蚀深度越深，其刻蚀速率越低。
6.根据权利要求1所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述待刻蚀膜层为含碳膜层，所述刻蚀气体包括O2；所述保护性气体包括SO2、COS和含H类气体中的至少一者。
7.根据权利要求6所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述待刻蚀膜层为先进膜层(12)。
8.根据权利要求1所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述n个刻蚀步的任意两个相邻刻蚀步中，
在前的刻蚀步完成后，执行灭辉操作；
将工艺条件调节为在后的刻蚀步所对应的工艺条件，重新启辉以进行所述在后的刻蚀步。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述目标刻蚀开口为孔状或线条状；
所述n＝3，所述n个刻蚀步顺序包括第一刻蚀步、第二刻蚀步和第三刻蚀步；其中，
所述第一刻蚀步所达到的刻蚀深度为所述目标刻蚀开口的深宽比约为8；
所述第二刻蚀步所达到的刻蚀深度为所述目标刻蚀开口的深宽比约为12；
所述第三刻蚀步所达到的刻蚀深度为所述目标刻蚀开口的深宽比大于12。
10.根据权利要求9所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体和所述保护性气体的比例为1.5～2；
和/或，所述第二刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体和所述保护性气体的比例为0.8～1.2；
和/或，所述第三刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体和所述保护性气体的比例为0.3～0.5。
11.根据权利要求9所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体的流量范围为200～400sccm，所述保护性气体的流量范围为100～200sccm；
和/或，所述第二刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体的流量范围为100～200sccm，所述保护性气体的流量范围为200～300sccm；
和/或，所述第三刻蚀步采用工艺气体中所述刻蚀气体的流量范围为50～100sccm，所述保护性气体的流量范围为200～300sccm。
12.根据权利要求9所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步采用的下电源射频功率为200～300W；
和/或，所述第二刻蚀步采用的下电源射频功率为150～200W；
和/或，所述第三刻蚀步采用的下电源射频功率为100～150W。
13.根据权利要求9所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步、所述第二刻蚀步和所述第三刻蚀步采用的上电源射频功率为800～1000W。
14.根据权利要求9所述的高深宽比开口刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀步的刻蚀速率为
和/或，所述第二刻蚀步的刻蚀速率为
和/或，所述第三刻蚀步的刻蚀速率为
15.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：工艺腔室(110)、承载基座(120)、第一射频电源(130)、第二射频电源(180)和控制器，其中，
所述承载基座(120)用于承载待加工晶圆(10)；
所述第一射频电源(130)用于向所述工艺腔室(110)加载上电源射频功率；
所述第二射频电源(180)用于向所述承载基座(120)加载下电源射频功率；
所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-14任一项所述的刻蚀方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310397307.9A CN116631864A (zh) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | 高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310397307.9A CN116631864A (zh) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | 高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116631864A true CN116631864A (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=87608880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310397307.9A Pending CN116631864A (zh) | 2023-04-12 | 2023-04-12 | 高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116631864A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117092881A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-21 | 上海铭锟半导体有限公司 | 一种纳米压印母版的制备方法 |
-
2023
- 2023-04-12 CN CN202310397307.9A patent/CN116631864A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117092881A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-21 | 上海铭锟半导体有限公司 | 一种纳米压印母版的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7361607B2 (en) | Method for multi-layer resist plasma etch | |
| US8105949B2 (en) | Substrate processing method | |
| US20060016781A1 (en) | Dry etching method | |
| US20130122712A1 (en) | Method of etching high aspect ratio features in a dielectric layer | |
| US20160086857A1 (en) | Semiconductor structure and fabrication method | |
| US6180533B1 (en) | Method for etching a trench having rounded top corners in a silicon substrate | |
| KR20030066673A (ko) | 반도체 구조에서 텅스텐 또는 질화 텅스텐 전극 게이트식각 방법 | |
| US20010001743A1 (en) | Mechanism for etching a silicon layer in a plasma processing chamber to form deep openings | |
| JPS6352118B2 (zh) | ||
| KR20010042983A (ko) | 고 종횡비 개구를 형성하는 방법 | |
| CN116631864A (zh) | 高深宽比开口刻蚀方法及半导体工艺设备 | |
| US6607675B1 (en) | Method of etching carbon-containing silicon oxide films | |
| US20090057266A1 (en) | Line edge roughness control | |
| US6365325B1 (en) | Aperture width reduction method for forming a patterned photoresist layer | |
| KR101046818B1 (ko) | 에칭 프로세스에서 최소선폭 균일성을 조절하는 방법 | |
| US6921723B1 (en) | Etching method having high silicon-to-photoresist selectivity | |
| JPH10150019A (ja) | フォトレジスト選択性を向上し重合体密着性を改善するためのプラズマ反応処理法 | |
| US6383941B1 (en) | Method of etching organic ARCs in patterns having variable spacings | |
| US20030155329A1 (en) | Method for improved plasma etching control | |
| US6544896B1 (en) | Method for enhancing etching of TiSix | |
| US11315797B2 (en) | Plasma etching method using gas molecule containing sulfur atom | |
| US20040084411A1 (en) | Method of etching a silicon-containing dielectric material | |
| TWI650814B (zh) | 電漿蝕刻方法 | |
| US20020192969A1 (en) | Method for etching silicon trenches | |
| US8877079B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing a semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |