DE102020125660A1 - Bosch-tiefenätzung mit hohem seitenverhältnis - Google Patents

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Shih-Chang Liu
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Abstract

Bei einigen Verfahren wird eine erste Aussparung in einem ausgewählten Bereich eines Substrats geätzt. Auf Seitenwänden und einer Unterseite der ersten Aussparung wird ein erster Polymerbelag hergestellt. Ein Teil des ersten Polymerbelags wird von der Unterseite entfernt, während ein übriger Teil des ersten Polymerbelags entlang den Seitenwänden bestehen bleibt. Die erste Aussparung wird vertieft, um eine zweite Aussparung zu erzeugen, während der übrige Teil des ersten Polymerbelags entlang den Seitenwänden bestehen bleibt. Ein erster Oxidbelag wird entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung und entlang Seitenwänden und einer Unterseite der zweiten Aussparung hergestellt. Ein Teil des ersten Oxidbelags wird von der Unterseite der zweiten Aussparung entfernt, während ein übriger Teil des ersten Oxidbelags auf den Seitenwänden der ersten Aussparung und auf den Seitenwänden der zweiten Aussparung bestehen bleibt.

Description

  • Hintergrund
  • Der rasch expandierende MEMS-Markt (MEMS: mikroelektromechanisches System) und andere Bereiche der Halbleiterbearbeitung können Ätzverfahren zum Erzielen von tiefen Gräben in Siliziumsubstraten verwenden. Zum Beispiel können einige mikrofluidische Vorrichtungen sowie chemische, biologische und optische Wandler davon profitieren, dass sie tiefe Gräben mit einem hohen Seitenverhältnis und extrem glatten Seitenwänden haben. Unter anderem sind auch Entkopplungskondensatoren, DRAM- und/oder CMOS-Vorrichtungen (DRAM: dynamische Direktzugriffsspeicher; CMOS: komplementärer Metalloxidhalbleiter) Anwendungsgebiete, in denen eine tiefe Grabenätzung vorteilhaft sein kann.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 zeigt eine Methodik in Form eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens zum Erzeugen eines tiefen Grabens mit hohem Seitenverhältnis gemäß einigen Ausführungsformen.
    • Die 2 bis 17 zeigen eine Reihe von Schnittansichten, die gemeinsam ein Verfahren zum Erzeugen eines tiefen Grabens mit hohem Seitenverhältnis gemäß einigen Ausführungsformen darstellen.
    • 18 zeigt eine Methodik in Form eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens zum Erzeugen eines tiefen Grabens mit hohem Seitenverhältnis gemäß einigen Ausführungsformen.
    • Die 19 bis 43 zeigen eine Reihe von Schnittansichten, die gemeinsam ein Verfahren zum Erzeugen eines tiefen Grabens mit hohem Seitenverhältnis gemäß einigen Ausführungsformen darstellen.
    • 44 zeigt einen Entkopplungskondensator gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachstehende Beschreibung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt hergestellt werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element hergestellt werden können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Erfindung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
  • Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen der in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden.
  • Der Begriff „Graben“ wird zwar herkömmlich zum Definieren einer langen schmalen Rinne verwendet, aber der in der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff „Graben“ ist nicht auf eine lange schmale Rinne beschränkt, sondern er soll weit gefasst werden und rechteckige Öffnungen, die nicht so lang und schmal sind, quadratische Öffnungen, kreisförmige oder abgerundete Öffnungen oder sogar Öffnungen mit schlängelnden oder polygonalen Geometrien einschließen, die im Sinne der vorliegenden Erfindung alle jeweils als ein „Graben“ angesehen werden.
  • Der Bosch-Prozess ist ein Prozess, der herkömmlich zur tiefen Siliziumätzung verwendet wird und mit wechselnden Abscheidungs- und Ätzzyklen durchgeführt wird. Obwohl sie in zahlreichen Anwendungsgebieten zweckmäßig sind, kommt es bei herkömmlichen Bosch-Prozessen zu einer erhöhten seitlichen Ätzung in oberen Bereichen des Grabens, während untere Bereiche des Grabens eine geringere seitliche Ätzung haben. Die vorliegende Erfindung umfasst einen Oxidationsschritt auf verschiedenen Stufen eines Bosch-Prozesses, um die seitliche Ätzung in oberen Bereichen des Grabens zu reduzieren, sodass Gräben mit einem höheren Seitenverhältnis als bei früheren Ansätzen bereitgestellt werden.
  • Um einige Ausführungsformen darzulegen, zeigt 1 ein etwas allgemeines Herstellungsverfahren in Form eines Ablaufdiagramms, während die 2 bis 17 gemeinsam ein detaillierteres Herstellungsverfahren als eine Reihe von Schnittansichten zeigen. Es dürfte wohlverstanden sein, dass dieses und/oder andere Verfahren, die hier dargestellt und/oder beschrieben werden, zwar eine Anzahl von Schritten darstellen und/oder beschreiben, aber nicht alle dieser Schritte unbedingt erforderlich sind und es auch andere, nicht-dargestellte Schritte geben kann. Außerdem kann die Reihenfolge der Schritte bei einigen Ausführungsformen von dem abweichen, was in den Figuren dargestellt ist. Darüber hinaus können die dargestellten Schritte bei einigen Implementierungen weiter in Teilschritte unterteilt werden, während bei anderen Implementierungen einige der dargestellten Schritte gleichzeitig ausgeführt werden können.
  • Ein Verfahren 100 beginnt mit einem Schritt 102, in dem ein Substrat bereitgestellt wird. In einem Block 104 wird ein Bosch-Prozess mit wechselnden Abscheidungs- und Ätzzyklen durchgeführt, um einen Graben in einem ausgewählten Bereich des Substrats zu erzeugen. In einem Schritt 106 wird ein Ätzprozess durchgeführt, um einen Graben in dem ausgewählten Bereich des Substrats zu erzeugen. In einem Schritt 108 wird nach dem Durchführen des Ätzprozesses zum Erzeugen des Grabens ein Herstellungsprozess zum Herstellen eines Polymerbelags auf Seitenwänden und einer Unterseite des Grabens durchgeführt. In einem Schritt 110 wird der Polymerbelag von der Unterseite des Grabens, während er auf den Seitenwänden des Grabens bestehen bleibt, und eine Ätzung wird durchgeführt, um die Tiefe des Grabens zu vergrößern. Der Ätzprozess und der Herstellungsprozess für den Polymerbelag können in aufeinanderfolgenden Zyklen durchgeführt werden (z. B. wiederholt werden, wie es durch 112 angegeben ist), bis eine erste gewünschte Grabentiefe erreicht ist und/oder bis eine festgelegte Anzahl von Bosch-Ätzzyklen durchgeführt worden ist. Wenn ein noch tieferer Graben gewünscht wird („Ja“ bei 114), wird in einem Schritt 116 ein Oxid auf den Seitenwänden und der Unterseite des Grabens abgeschieden. Dann wird in einem Schritt 118 mit einer Ätzung das Oxid auf der Unterseite des Grabens durchbrochen, während es auf den Seitenwänden des Grabens bestehen bleibt. Wenn das Oxid auf den Seitenwänden des vertieften Grabens an der richtigen Stelle ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 108 zurück (wie durch 120 angegeben), und ein Polymerbelag wird auf den Seitenwänden des Grabens hergestellt. An dieser Stelle wird der Polymerbelag entlang inneren Seitenwänden des Oxids hergestellt, das die Seitenwände des Grabens belegt. Anschließend wird in dem Schritt 110 der Polymerbelag von der Unterseite des Grabens entfernt, und der Graben wird wieder in das Substrat vertieft. Auch hier können der Ätzprozess und der Herstellungsprozess für den Polymerbelag in aufeinanderfolgenden Zyklen durchgeführt werden (z. B. wiederholt werden, wie es durch die Bezugszahl 112 angegeben ist), bis eine zweite gewünschte Grabentiefe erreicht ist und/oder bis eine festgelegte Anzahl von Zyklen durchgeführt worden ist. Das Verfahren wird in dieser Weise fortgesetzt, bis eine gewünschte Gesamttiefe für den Graben erreicht ist (z. B. „Nein“ bei 114), und dann kann das Verfahren in einem Schritt 122 zu einer weiteren Bearbeitung übergehen.
  • Durch Einfügen eines Oxidationsschritts in einen Bosch-Prozess kann mit dem Verfahren die seitliche Ätzung in oberen Bereichen des Grabens reduziert werden, sodass Gräben mit höheren Seitenverhältnissen als bei früheren Ansätzen bereitgestellt werden können. Ein solcher Ansatz kann in zahlreichen Anwendungsgebieten zweckmäßig sein, unter anderem bei Entkopplungskondensatoren, MEMS-Vorrichtungen, CMOS-Vorrichtungen und DRAMs.
  • Die 2 bis 17 zeigen eine Reihe von Schnittansichten, die gemeinsam ein Verfahren zum Erzeugen eines tiefen Grabens mit hohem Seitenverhältnis gemäß einigen Ausführungsformen darstellen.
  • 2 zeigt ein Substrat 200 und kann einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 102, entsprechen. Es dürfte wohlverstanden sein, dass ein „Substrat“, auf das hier Bezug genommen wird, jede Art von Substrat sein kann und normalerweise ein Halbleitersubstrat ist, wie etwa ein massiver monokristalliner Siliziumwafer, ein binäres Verbundsubstrat (z. B. ein GaAs-Wafer), ein ternäres Verbundsubstrat (z. B. AlGaAs) oder ein Verbundwafer höherer Ordnung, über dem weitere isolierende oder leitende Schichten hergestellt werden können oder auch nicht. Wenn ein Halbleitersubstrat verwendet wird, kann es auch Nicht-Halbleitermaterialien aufweisen, unter anderem ein Oxid in einem Silizium-auf-Isolator-Substrat (SOI-Substrat), einem partiellen SOI-Substrat, Polysilizium, einen Isolator, ein Oxid, ein Metall, amorphes Silizium oder ein organisches Material. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat 200 außerdem mehrere Wafer oder Dies umfassen, die aufeinandergestapelt sind oder in anderer Weise aneinanderhaften. Das Substrat 200 kann Wafer, die aus einem Siliziumrohling geschnitten worden sind, und/oder andere Arten von Halbleitern/Nicht-Halbleitern und/oder abgeschiedene oder aufgewachsene (z. B. epitaxiale) Schichten aufweisen, die auf einem darunter befindlichen Substrat hergestellt sind.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Maskenschicht 202 über dem Substrat 200 hergestellt und strukturiert worden. Die Maskenschicht 202 kann zum Beispiel eine strukturierte Fotoresistschicht, eine strukturierte Nitridschicht, eine strukturierte Oxidschicht und/oder eine andere Art von Hartmaske sein, die für eine Ätzung während später durchzuführender Bosch-Ätzzyklen relativ unempfindlich ist. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen die Maskenschicht 202 eine Fotoresistschicht ist, wird diese im Allgemeinen als eine Flüssigkeit auf eine Oberseite des Substrats 200 aufgebracht (z. B. aufgeschleudert) und wird dann gehärtet, um sie zu verfestigen. Nachdem die Fotoresistschicht gehärtet worden ist, wird eine Fotomaske oder ein Retikel über der Fotoresistschicht positioniert, und Licht wird durch die Fotomaske oder das Retikel geleitet, um selektiv einige Bereiche der Fotoresistschicht zu belichten, während andere Bereiche unbelichtet bleiben. Dann wird die Fotoresistschicht entwickelt, wodurch entweder die belichteten Bereiche oder die unbelichteten Bereiche entfernt werden (in Abhängigkeit davon, ob das Fotoresist ein positives oder ein negatives Fotoresist ist), sodass die Maskenschicht 202 mit einer oder mehreren Öffnungen 204 zurückbleibt, die einem ausgewählten Bereich des Substrats entsprechen.
  • Die 3 bis 5, die nachstehend näher beschrieben werden, zeigen einen Bosch-Prozess, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 104, entspricht. Durch den Bosch-Prozess entsteht in dem Substrat ein Graben (ein Graben 502, siehe 5). Der Bosch-Prozess umfasst eine Reihe von Ätzschritten (3 und 5) und einen Abscheidungsschritt (4), die bei jedem Zyklus des Bosch-Prozesses in der Regel einander abwechseln.
  • Insbesondere beginnt der Bosch-Prozess in 3, was einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 106, entsprechen kann. In 3 wird ein Plasma 300, das ein fluorbasiertes Plasma sein kann, zum Ätzen einer ersten Aussparung 302 in das Substrat 200 verwendet. Beim Erzeugen der ersten Aussparung 302 werden mit dem fluorbasierten Plasma 300 abgerundete Seitenwände 304, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite 306 ausgespart. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Tiefe d1 der ersten Aussparung 302 etwa 0,01 µm bis etwa 1 µm betragen, und eine Breite w1 der ersten Aussparung 302 kann etwa 0,1 µm bis etwa 1000 µm betragen. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden.
  • Der Bosch-Prozess wird in 4 fortgesetzt, was einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 108, entsprechen kann. In 4 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma 400, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines ersten Polymerbelags 402 auf Seitenwänden der ersten Aussparung 302 verwendet. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Polymerbelag 402 nur auf den Graben-Seitenwänden, aber nicht auf der Graben-Unterseite hergestellt werden, während bei anderen Ausführungsformen, wie etwa der dargestellten Ausführungsform, der erste Polymerbelag 402 auf den Seitenwänden und der Unterseite des Grabens hergestellt werden kann und dann von der Graben-Unterseite entfernt werden kann, bevor der nächste Ätzschritt (siehe z. B. 5) ausgeführt wird. Der erste Polymerbelag 402 kann aus C, F, Si und/oder 0 bestehen und kann eine Dicke von etwa 10 Å bis etwa 300 Å haben. Bei einigen Ausführungsformen kann zum Herstellen des ersten Polymerbelags 402 C4F8-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden.
  • 5 zeigt einen Ätzprozess, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 110, entsprechen kann. In 5 wird ein fluorbasiertes Plasma 500 zum Ätzen einer zweiten Aussparung 502 in das Substrat 200 verwendet. Wie die erste Aussparung 302 kann die zweite Aussparung 502 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite haben. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 500, das zum Erzeugen der zweiten Aussparung 502 verwendet wird, das Gleiche wie das fluorbasierte Plasma 300, das zum Erzeugen der ersten Aussparung 302 verwendet wird. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass die Breiten der ersten und der zweiten Aussparung ungefähr gleichgroß sind, und begünstigt „vertikale“ oder nahezu vertikale Graben-Seitenwände. Wenn jedoch der resultierende Graben V-förmig oder wellig sein soll oder eine andere Seitenwandflächen-Geometrie haben soll, können auch die Plasmabedingungen für das Plasma 300 und das Plasma 500 unterschiedlich sein. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 500 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des Polymerbelags 402 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 6 zeigt einen Oxidationsprozess, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 116, entsprechen kann. In 6 wird der verbliebene Polymerbelag entfernt, und ein erster Oxidationsprozess 600 wird durchgeführt, um eine erste Oxidschicht 602 entlang Seitenwänden und einer Unterseite der zweiten Aussparung 502 herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen ist der erste Oxidationsprozess 600 zum Beispiel ein thermischer Oxidationsprozess, der in einem Ofen durchgeführt wird, sodass die erste Oxidschicht 602 Siliziumdioxid aufweist. Bei anderen Ausführungsformen kann der erste Oxidationsprozess 600 andere Formen annehmen, wie zum Beispiel eine chemische Aufdampfung (CVD), eine physikalische Aufdampfung (PVD) oder eine Atomlagenabscheidung (ALD). Bei weiteren Ausführungsformen kann die Schicht 602 statt eines Oxids alternativ ein Nitrid, wie etwa Siliziumnitrid oder Siliziumoxidnitrid, oder ein Carbid, wie etwa Siliziumcarbid, oder dergleichen aufweisen.
  • 7 zeigt einen Ätzprozess, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 118, entsprechen kann. In 7 wird eine Ätzung 700 durchgeführt, um einen Teil der ersten Oxidschicht 602 von der Unterseite der zweiten Aussparung 502 zu entfernen und einen übrigen Teil der ersten Oxidschicht 602 entlang den Seitenwänden der zweiten Aussparung 502 bestehen zu lassen. Die Ätzung 700 ist normalerweise eine isotrope Ätzung, die stark vertikal ist, wie etwa eine Trockenätzung und/oder eine hochgradig gerichtete Plasmaätzung.
  • 8 zeigt einen Herstellungsprozess 800, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 108 nach 120, entsprechen kann. In 8 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines zweiten Polymerbelags 802 auf den Seitenwänden der zweiten Aussparung 502 verwendet. Normalerweise ist das Fluorkohlenstoff-basierte Plasma 800 das Gleiche wie das Fluorkohlenstoff-basierte Plasma 400. Der zweite Polymerbelag 802 erstreckt sich entlang inneren Seitenwänden der ersten Oxidschicht 602 und auf einer Unterseite der zweiten Aussparung 502.
  • 9 zeigt einen Herstellungsprozess, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 110 nach 120, entsprechen kann. In 9 ist eine dritte Aussparung 902 zum Beispiel unter Verwendung eines fluorbasierten Plasmas 900 geätzt worden. Wie die erste Aussparung 302 und die zweite Aussparung 502 kann die dritte Aussparung 902 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite haben. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 900, das zum Erzeugen der dritten Aussparung 902 verwendet wird, das Gleiche wie das fluorbasierte Plasma 300, das zum Erzeugen der ersten Aussparung 302 verwendet wird, und/oder das Gleiche wie das fluorbasierte Plasma 500, das zum Erzeugen der zweiten Aussparung 502 verwendet wird. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 900 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des zweiten Polymerbelags 802 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 10 zeigt einen Ätzprozess, der einigen Ausführungsformen von 1, Schritt 116 nach 120, entsprechen kann. In 10 wird nach dem Entfernen des verbliebenen zweiten Polymerbelags 802 ein zweiter Oxidationsprozess 1000 durchgeführt, um eine zweite Oxidschicht 1002 entlang Seitenwänden und einer Unterseite der dritten Aussparung 902 herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen haben die oberen Bereiche der zweiten Oxidschicht (1002u) eine zweite Dicke t2, die größer als die erste Dicke t1 (siehe 6) ist. Die unteren Bereiche der zweiten Oxidschicht (10021), die neu vorhanden sind, haben eine dritte Dicke t3. Die dritte Dicke t3 kann kleiner als die zweite Dicke 12 sein und kann in einigen Fällen gleich der ersten Dicke t1 sein. Wenn zum Beispiel der zweite Oxidationsprozess 1000 eine thermische Oxidation ist, können die oberen Bereiche der zweiten Oxidschicht 1000u eine zweite Dicke t2 haben, die um nicht mehr als 50 % größer als die dritte Dicke t3 der unteren Bereiche der Oxidschicht 1000l ist. Dies liegt daran, dass sich das Oxidwachstum bei der thermischen Oxidation verlangsamt, wenn das Oxid dicker wird, sodass die oberen Bereiche 1002u (in denen das Oxid bereits vorhanden ist) niedrigere Oxidationsgeschwindigkeiten als die unteren Bereiche 1002l haben (in denen vor dem zweiten Oxidationsprozess nur wenig oder gar kein Oxid vorhanden ist).
  • In den 11 bis 16 werden Abscheidungsprozesse (11 und 14), Ätzprozesse (12 und 15) und Oxidationsprozesse (13 und 16) mehrfach wiederholt, bis ein Graben 1604 eine gewünschte Gesamttiefe dt erreicht, die zum Beispiel in 16 gezeigt ist. 11 zeigt einen Herstellungsprozess 1100, der der Gleiche wie in 4 (Prozess 400) und/oder in 8 (Prozess 800) sein kann, in dem ein dritter Polymerbelag 1102 hergestellt wird. 12 zeigt einen Ätzprozess 1200, der der Gleiche wie in 5 (Prozess 500) und/oder in 9 (Prozess 900) sein kann, in dem eine vierte Aussparung 1202 erzeugt wird. 13 zeigt einen Oxidationsprozess 1300, der der Gleiche wie in 6 (Prozess 600) und/oder in 10 (Prozess 1000) sein kann, in dem eine dritte Oxidschicht 1302 hergestellt wird. 14 zeigt einen Herstellungsprozess 1400, der der Gleiche wie in 4 (Prozess 400), in 8 (Prozess 800) und/oder 11 (Prozess 1100) sein kann, in dem ein vierter Polymerbelag 1402 hergestellt wird. 15 zeigt einen Ätzprozess 1500, der der Gleiche wie in 5 (Prozess 500), in 9 (Prozess 900) und/oder in 12 (Prozess 1200) sein kann, in dem eine fünfte Aussparung 1502 erzeugt wird. 16 zeigt einen Oxidationsprozess 1600, der der Gleiche wie in 6 (Prozess 600), in 10 (Prozess 1000) und/oder in 13 (Prozess 1300) sein kann. Wenn die Gesamtanzahl von Ätzzyklen eine festgelegte Anzahl erreicht und/oder wenn die Gesamttiefe des Grabens eine gewünschte Gesamttiefe dt erreicht, kann der Graben 1604 fertig sein und der Graben-Ätzprozess wird beendet, wie in 16 gezeigt ist, und eine weitere Bearbeitung kann durchgeführt werden.
  • In 16 kann die endgültige Oxidschicht 1602 unterschiedliche Dicken entlang den Seitenwänden des Grabens in unterschiedlichen Tiefen haben. Diese Dicken können mit zunehmender Tiefe des Grabens 1604 in diskreten Stufen abnehmen. Wenn die Oxidschicht 1602 zum Beispiel mit aufeinanderfolgenden thermischen Oxidationsprozessen hergestellt wird, können erste (z. B. oberste) Seitenwandbereiche der Oxidschicht 1602 eine erste Enddicke tf1 haben, zweite (z. B. mittelobere) Seitenwandbereiche der Oxidschicht 1602 können eine zweite Enddicke tf2 haben (wobei tf2 < tf1 ist), dritte (z. B. mitteluntere) Seitenwandbereiche der Oxidschicht 1602 können eine dritte Enddicke tf3 haben (wobei tf3 < tf2 ist), und vierte (z. B. unterste) Seitenwandbereiche und die Unterseite der Oxidschicht 1602 können eine vierte Enddicke tf4 haben (wobei tf4 < tf3 ist). Außerdem bleibt die erste Enddicke tf1 über einem oder mehreren oberen Bogen konstant und geht dann diskret in die zweite Enddicke tf2 über, die über einem oder mehreren mitteloberen Bogen konstant bleibt. Die zweite Enddicke tf2 geht dann diskret in die dritte Enddicke tf3 über, die über einem oder mehreren mittelunteren Bogen konstant bleibt, und die dritte Enddicke tf3 geht dann diskret in die vierte Enddicke tf4 über, die über einem oder mehreren untersten Bogen und über der Unterseite des fertigen Grabens konstant bleibt.
  • 16 ist zwar für vier Dicken beschrieben worden, aber in Abhängigkeit davon, wie viele Oxidationszyklen über die Tiefe des Grabens durchgeführt werden, kann es mehr als vier oder weniger als vier Dicken geben, wobei in der Regel die Dicken der Oxidschicht 1602 mit zunehmender Tiefe des Grabens abnehmen. In einigen Fällen, zum Beispiel wenn die Oxidschicht 1602 mit aufeinanderfolgenden thermischen Oxidationsprozessen hergestellt wird, ist eine erste Differenz zwischen der ersten Enddicke tf1 und der zweiten Enddicke tf2 kleiner als eine zweite Differenz zwischen der zweiten Enddicke tf2 und der dritten Enddicke tf3, und die zweite Differenz ist kleiner als eine dritte Differenz zwischen der dritten Enddicke tf3 und der vierten Enddicke tf4, und so weiter. In anderen Fällen, zum Beispiel wenn die Oxidschicht 1602 durch CVD, PVD oder ALD hergestellt wird, ist eine Differenz zwischen der ersten Enddicke tf1 und der zweiten Enddicke tf2 gleich einer Differenz zwischen der zweiten Enddicke tf2 und der dritten Enddicke tf3, und so weiter, aber die Differenz zwischen der ersten Enddicke tf1 und der zweiten Enddicke tf2 könnte in einigen Fällen größer oder kleiner als die Differenz zwischen der zweiten Enddicke tf2 und der dritten Enddicke tf3 sein.
  • Von oben betrachtet, kann der Graben 1604 eine von mehreren unterschiedlichen Konfigurationen haben. Bei einigen Ausführungsformen kann der Graben 1604, von oben betrachtet, rechteckig sein und eine Breite von etwa 2 µm bis etwa 5 µm und eine Tiefe von etwa 30 µm haben. Bei anderen Ausführungsformen können die Gräben, von oben betrachtet, im Wesentlichen kreisförmig sein und einen Radius von etwa 50 µm und eine Tiefe von etwa 150 µm haben. Die Seitenwände der Gräben können jeweils einen Winkel mit einer Substrat-Oberseite bilden, der ungefähr 90° (90° ± 3°) beträgt, sodass die Seitenwände ungefähr vertikal sind. Bei einigen Ausführungsformen kann der Graben 1604 zum Beispiel ein Seitenverhältnis (Tiefe : Breite) von etwa 3 : 1 bis etwa 100 : 1 haben.
  • In 17 kann eine weitere Bearbeitung durchgeführt werden (siehe z. B. 1, Schritt 122). Zum Beispiel können wechselnde leitfähige Schichten (z. B. 1702 und 1704) und Isolierschichten (z. B. 1706) konform entlang den Graben-Seitenwänden und der Graben-Unterseite hergestellt werden, sodass eine Kondensatorstruktur in dem Graben entsteht. Die leitfähigen Schichten können zum Beispiel ein Metall oder Polysilizium aufweisen, und die Isolierschichten können Siliziumdioxid oder ein dielektrisches High-k-Material aufweisen.
  • Es dürfte wohlverstanden sein, dass sich die Bedingungen für die Ätz-, Abscheidungs- und Oxidationsprozesse, die in den 3 bis 17 verwendet werden, in Abhängigkeit von der gewünschten Ätzrate, dem Seitenverhältnis und der gewünschten Seitenwandglätte stark ändern können. Im Allgemeinen führen Ätzprozesse mit einer kürzeren Dauer für jeden Zyklus zu einer langsameren Ätzung, aber zu kleineren Seitenwandbogen, während Ätzprozesse mit einer längeren Dauer für jeden Zyklus zu einer schnelleren Ätzung, aber zu größeren Seitenwandbogen führen. Der Endpunkt für den Bosch-Prozess kann dann sein, wenn die Anzahl von Zyklen eine festgelegte Anzahl erreicht hat, bei der das Erreichen der gewünschten Gesamttiefe dt zu erwarten ist, oder er kann dadurch bestimmt werden, dass eine Echtzeit-Überwachung der Grabentiefe durchgeführt wird und der Prozess beendet wird, wenn das Messergebnis anzeigt, dass die gewünschte Grabentiefe erreicht ist.
  • Durch die Verwendung des Oxidationsprozesses (z. B. 6, 10, 13 und 16) kann der resultierende Graben 1604 eine kleinere Änderung der Grabenbreite zeigen, die zwischen Seitenwänden an der Oberseite des Grabens und Seitenwänden an der Unterseite des Grabens gemessen wird. Insbesondere werden im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen, bei denen die Oberseite des Grabens breitere Seitenwände als seine Unterseite hatte (z. B. auf Grund der stärkeren seitlichen Ätzung an der Oberseite des Grabens), werden bei einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung Seitenwände bereitgestellt, die eine einheitlichere Grabenbreite an der Oberseite des Grabens und an dessen Unterseite haben.
  • 18 zeigt einige Beispiele eines weiteren Verfahrens 1800 gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung. Wie später zu erkennen sein dürfte, ist dieses Verfahren 1800 flexibel und ermöglicht das Durchführen eines Oxidationsprozesses mit weniger als allen Bosch-Ätz-/Abscheidungszyklen. Auf Grund dieser Flexibilität kann der Prozess so angepasst werden, dass weniger Oxidationsschritte (z. B. eine Oxidation für je 100 Ätz-/Abscheidungszyklen) verwendet werden, wodurch schnellere Ätzungen begünstigt werden, die eine geringfügig stärkere Änderung der Grabenbreite zwischen der Ober- und der Unterseite des Grabens zeigen, oder der Prozess kann so angepasst werden, das mehr Oxidationsschritte verwendet werden (z. B. eine Oxidation für jeden Ätz-/Abscheidungszyklus), wodurch langsamere Ätzungen ermöglicht werden, die eine geringfügig kleinere Änderung der Grabenbreite zwischen der Ober- und der Unterseite des Grabens zeigen.
  • Das Verfahren 1800 beginnt mit einem Schritt 1802, in dem ein Substrat bereitgestellt wird.
  • In einem Schritt 1803 werden Variablen „EtchCycle“ und „TotalEtchCycles“ auf einen vorgegebenen Wert (z. B. null) initialisiert, eine Variable N wird auf einen ersten vorgegebenen Wert gesetzt, und eine Variable M wird auf einen zweiten vorgegebenen Wert gesetzt, der gleich oder verschieden von N sein kann.
  • Kurz gesagt, in einem Schritt 1804 werden ein oder mehrere Bosch-Ätzzyklen durchgeführt, um einen Graben in einem ausgewählten Bereich des Substrats zu erzeugen. Die Bosch-Ätzzyklen werden in einer Anzahl durchgeführt, bis N Ätzzyklen in einem Schritt 1814 erreicht worden sind. Nachdem die N Bosch-Ätzzyklen zum Erzeugen des Grabens durchgeführt worden sind, kann in einem Schritt 1816 ein Oxidationsprozess durchgeführt werden, um Seitenwände und eine Unterseite des Grabens zu oxidieren. Wenn eine Gesamtanzahl von Ätzzyklen kleiner als M bleibt (und/oder wenn eine vorgegebene Grabentiefe noch nicht erreicht worden ist) („Nein“ bei 1817), können Oxidbereiche von der Unterseite des Grabens entfernt werden und weitere Bosch-Ätzzyklen können durchgeführt werden (Schritte 1818 und 1820). Wenn hingegen die Gesamtanzahl von Ätzzyklen M erreicht hat (und/oder wenn die vorgegebene Grabentiefe erreicht worden ist) („Ja“ bei 1817), ist der Ätzprozess fertig, und es kann eine weitere Bearbeitung durchgeführt werden. Es versteht sich, dass die 2 bis 17 ein Beispiel zeigen, in dem N = 1 und M = 4 ist, und die 19 bis 43 ein Beispiel zeigen, in dem N = 3 und M = 6 ist, aber im Allgemeinen können N und M alle Werte annehmen.
  • Insbesondere wird in einem Schritt 1805 eine Maskenschicht so strukturiert, dass sie einem ausgewählten Bereich des Substrats entspricht.
  • In einem Schritt 1806 wird ein Ätzprozess, wie zum Beispiel eine SF6-Plasmaätzung, durchgeführt, um einen Graben in dem ausgewählten Bereich des Substrats zu erzeugen.
  • In einem Schritt 1807 werden die Variablen EtchCycles und TotalEtchCycles jeweils inkrementiert.
  • In einem Schritt 1808 wird nach dem Erzeugen des Grabens mit dem Ätzprozess ein Prozess z. B. unter Verwendung eines C4F8-Plasmas durchgeführt, um einen Polymerbelag auf Seitenwänden und einer Unterseite des Grabens herzustellen.
  • In einem Schritt 1810 wird der Polymerbelag von der Unterseite des Grabens entfernt, bleibt aber auf den Seitenwänden des Grabens bestehen, und eine Ätzung, zum Beispiel unter Verwendung eines SF6-Plasmas, wird durchgeführt, um die Tiefe des Grabens zu vergrößern. Bei einigen Ausführungsformen wird in dem Schritt 1810 außerdem der Polymerbelag auf den Seitenwänden des Grabens gedünnt, sodass der Polymerbelag in der Nähe der Oberseite des Grabens dünner ist und in der Nähe der Unterseite des Grabens dicker ist.
  • Nachdem der Graben vertieft worden ist, werden in einem Schritt 1811 verbliebene Teile des Polymerbelags entfernt.
  • Wie durch 1812 angegeben ist, können der Ätzprozess und die Herstellung des Polymerbelags in aufeinanderfolgenden Zyklen durchgeführt (z. B. wiederholt) werden, bis eine vorgegebene Anzahl (N) von Ätzzyklen durchgeführt worden ist (und/oder bis eine erste gewünschte Grabentiefe erreicht worden ist).
  • Wenn ein noch tieferer Graben gewünscht wird („Ja“ bei 1814), werden in einem Schritt 1816 Seitenwände und eine Unterseite des vergrößerten Grabens oxidiert.
  • Wenn die aktuelle Anzahl von TotalEtchCycles noch nicht die vorgegebene Anzahl M ist („Nein“ bei 1817), geht das Verfahren zu einem Schritt 1818 weiter, in dem eine Ätzung durchgeführt wird, um das Oxid auf der Unterseite des Grabens zu durchbrechen, während es auf den Seitenwänden des Grabens bestehen bleibt. Wenn das Oxid auf den Seitenwänden verbleibt, geht das Verfahren zu dem Schritt 1807 zurück, in dem die Variablen EtchCycles und TotalEtchCycles jeweils inkrementiert werden, und in dem Schritt 1808 wird wieder ein Polymerbelag auf den Seitenwänden des Grabens hergestellt. An dieser Stelle wird der Polymerbelag entlang inneren Seitenwänden des Oxids hergestellt, das die Seitenwände des Grabens belegt. Anschließend wird in dem Schritt 1810 der Polymerbelag von der Unterseite des Grabens entfernt, und der Graben wird wieder in das Substrat vertieft. Auch hier können der Ätzprozess und der Herstellungsprozess für den Polymerbelag in aufeinanderfolgenden Zyklen durchgeführt werden (z. B. wiederholt werden, wie es durch die Bezugszahl 1812 angegeben ist), bis eine zweite gewünschte Grabentiefe erreicht ist und/oder bis eine festgelegte Anzahl N von Ätzzyklen durchgeführt worden ist (d. h., „Ja“ bei 1814). Das Verfahren wird in dieser Weise fortgesetzt, bis die vorgegebene Gesamtanzahl M von Ätzzyklen erreicht worden ist (und/oder eine gewünschte Tiefe für den Graben erreicht worden ist) (d. h., „Ja“ bei 1817), und dann kann das Verfahren in einem Schritt 1822 zu einer weiteren Bearbeitung übergehen.
  • Kommen wir nun zu den 19 bis 43, in denen eine Reihe von Schnittansichten gezeigt ist, die gemeinsam ein Verfahren zum Erzeugen eines tiefen Grabens mit hohem Seitenverhältnis gemäß einigen Ausführungsformen darstellen.
  • 19 zeigt ein Substrat 1900 und kann einigen Ausführungsformen von 1, Schritte 1802 und 1805, entsprechen. Wie in 19 gezeigt ist, ist eine Maskenschicht 1902 über dem Substrat 1900 hergestellt und strukturiert worden. Die Maskenschicht 1902 kann zum Beispiel eine strukturierte Fotoresistschicht, eine strukturierte Nitridschicht, eine strukturierte Oxidschicht und/oder eine andere Art von Hartmaske sein, die für eine Ätzung während später durchzuführender Bosch-Ätzzyklen relativ unempfindlich ist. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen die Maskenschicht 1902 eine Fotoresistschicht ist, wird diese im Allgemeinen als eine Flüssigkeit auf eine Oberseite des Substrats 1900 aufgebracht (z. B. aufgeschleudert) und wird dann gehärtet, um sie zu verfestigen. Nachdem die Fotoresistschicht gehärtet worden ist, wird eine Fotomaske oder ein Retikel über der Fotoresistschicht positioniert, und Licht wird durch die Fotomaske oder das Retikel geleitet, um selektiv einige Bereiche der Fotoresistschicht zu belichten, während andere Bereiche unbelichtet bleiben. Dann wird die Fotoresistschicht entwickelt, wodurch entweder die belichteten Bereiche oder die unbelichteten Bereiche entfernt werden (in Abhängigkeit davon, ob das Fotoresist ein positives oder ein negatives Fotoresist ist), sodass die Maskenschicht 1902 zurückbleibt.
  • In 20, die einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1806, entsprechen kann, wird ein Plasma 2000, wie etwa ein fluorbasiertes Plasma, zum Ätzen einer ersten Aussparung 2002 in das Substrat 1900 verwendet. Beim Erzeugen der ersten Aussparung 2002 werden mit dem fluorbasierten Plasma 2000 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite ausgespart. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Tiefe d1 der ersten Aussparung 2002 etwa 0,01 µm bis etwa 1 µm betragen, und eine Breite w1 der ersten Aussparung 2002 kann etwa 0,1 µm bis etwa 1000 µm betragen. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden.
  • Die 21 bis 32 zeigen mehrere Ätzzyklen eines Bosch-Prozesses, der einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1804, entspricht. Durch den Bosch-Prozess entsteht ein Graben in dem Substrat (z. B. ein Graben 3202, siehe 32), und der Bosch-Prozess umfasst eine Reihe von Abscheidungsschritten (21, 25 und 29) und eine Reihe von Ätzschritten (22 und 23, 26 und 27 und 30 und 31).
  • Insbesondere entspricht 21 einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1808. In 21 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma 2100, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines ersten Polymerbelags 2102 auf Seitenwänden der ersten Aussparung 2002 verwendet. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Polymerbelag 2102 auf den Seitenwänden und einer Unterseite der ersten Aussparung 2002 hergestellt werden. Der erste Polymerbelag 2102 kann aus C, F, Si und/oder O bestehen und kann eine Dicke von etwa 10 Å bis etwa 300 Å haben. Bei einigen Ausführungsformen kann zum Herstellen des ersten Polymerbelags 2102 C4F8-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden.
  • Die 22 und 23 entsprechen einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1810. In 22 wird der erste Polymerbelag 2102 von der Unterseite der ersten Aussparung 2002 entfernt, bleibt aber auf Seitenwänden der ersten Aussparung 2002 bestehen. In 23 wird ein fluorbasiertes Plasma 2300 zum Ätzen einer zweiten Aussparung 2302 in das Substrat 1900 verwendet. Wie die erste Aussparung 2002 hat auch die zweite Aussparung 2302 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 2300, das zum Erzeugen der zweiten Aussparung 2302 verwendet wird, das Gleiche wie das fluorbasierte Plasma 2000, das zum Erzeugen der ersten Aussparung 2002 verwendet wird. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass die Breiten der ersten und der zweiten Aussparung ungefähr gleichgroß sind, und begünstigt „vertikale“ oder nahezu vertikale Graben-Seitenwände. Wenn jedoch der resultierende Graben V-förmig oder wellig sein soll oder eine andere Seitenwandflächen-Geometrie haben soll, können auch die Plasmabedingungen für das Plasma 2000 und das Plasma 2300 unterschiedlich sein. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 2300 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des Polymerbelags 2102 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 24 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1811. In 24 wird der verbliebene erste Polymerbelag entfernt.
  • 25 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1808 (nach einmaligem Durchlauf von 1812). In 25 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma 2500, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines zweiten Polymerbelags 2502 auf den Seitenwänden der zweiten Aussparung 2302 verwendet. Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite Polymerbelag 2502 auf den Graben-Seitenwänden und auf einer Unterseite der zweiten Aussparung hergestellt werden. Der zweite Polymerbelag 2502 kann aus C, F, Si und/oder O bestehen und kann eine Dicke von etwa 10 Å bis etwa 300 Å haben. Bei einigen Ausführungsformen kann zum Herstellen des zweiten Polymerbelags 2502 C4F8-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden.
  • Die 26 und 27 entsprechen Ausführungsformen von 18, Schritt 1810 (nach einmaligem Durchlauf von 1812). In 26 wird der zweite Polymerbelag 2502 von der Unterseite der zweiten Aussparung 2302 entfernt, bleibt aber auf Seitenwänden der zweiten Aussparung 2302 bestehen. Dann wird in 27 ein fluorbasiertes Plasma 2700 zum Ätzen einer dritten Aussparung 2702 in das Substrat 1900 verwendet. Wie die erste Aussparung 2002 und/oder die zweite Aussparung 2302 hat auch die dritte Aussparung 2702 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 2700, das zum Erzeugen der dritten Aussparung 2702 verwendet wird, das Gleiche wie das fluorbasierte Plasma 2000 und/oder das Plasma 2300. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass die Breiten der ersten, der zweiten und/oder der dritten Aussparung ungefähr gleichgroß sind, und begünstigt „vertikale“ oder nahezu vertikale Graben-Seitenwände. Wenn jedoch der resultierende Graben V-förmig oder wellig sein soll oder eine andere Seitenwandflächen-Geometrie haben soll, können auch die Plasmabedingungen für die Plasmen 2000, 2300 und 2700 unterschiedlich sein. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 2700 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des zweiten Polymerbelags 2502 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 28 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1811 (nach einmaligem Durchlauf von 1812). In 28 wird der verbliebene zweite Polymerbelag 2502 entfernt.
  • 29 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1808 (nach zweimaligem Durchlauf von 1812). In 29 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma 2900, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines dritten Polymerbelags 2902 auf den Seitenwänden der dritten Aussparung 2702 verwendet. Bei einigen Ausführungsformen kann der dritte Polymerbelag 2902 auf den Seitenwänden und einer Unterseite der dritten Aussparung 2902 hergestellt werden. Der dritte Polymerbelag 2902 kann aus C, F, Si und/oder O bestehen und kann eine Dicke von etwa 10 Å bis etwa 300 Å haben. Bei einigen Ausführungsformen kann zum Herstellen des dritten Polymerbelags 2902 C4F8-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden.
  • Die 30 und 31 entsprechen Ausführungsformen von 18, Schritt 1810 (nach zweimaligem Durchlauf von 1812). In 30 wird der dritte Polymerbelag 2902 von der Unterseite der dritten Aussparung 2702 entfernt, bleibt aber auf Seitenwänden der dritten Aussparung 2702 bestehen. Dann wird in 31 ein fluorbasiertes Plasma 3100 zum Ätzen einer vierten Aussparung 3102 in das Substrat 1900 verwendet. Wie die zweite und/oder die dritte Aussparung hat auch die vierte Aussparung 3102 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 3100, das zum Erzeugen der vierten Aussparung 3102 verwendet wird, das Gleiche wie die fluorbasierten Plasmen 2000, 2300 und 2700. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass die Breiten der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Aussparung ungefähr gleichgroß sind, und begünstigt „vertikale“ oder nahezu vertikale Graben-Seitenwände. Wenn jedoch der resultierende Graben V-förmig oder wellig sein soll oder eine andere Seitenwandflächen-Geometrie haben soll, können auch die Plasmabedingungen für die Plasmen 2000, 2300, 2700 und 3100 unterschiedlich sein. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 3100 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des dritten Polymerbelags 2902 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 32 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1811 (nach zweimaligem Durchlauf von 1812). In 32 wird der verbliebene dritte Polymerbelag 2902 entfernt.
  • 33 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1816 („Ja“ bei 1814). In 33 wird ein Oxidationsprozess 3300 durchgeführt, um eine Oxidschicht 3302 entlang Seitenwänden und einer Unterseite der vierten Aussparung 3102 herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen ist der Oxidationsprozess 3300 zum Beispiel ein thermischer Oxidationsprozess, der in einem Ofen durchgeführt wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Oxidationsprozess 3300 andere Formen annehmen, wie zum Beispiel eine chemische Aufdampfung (CVD), eine physikalische Aufdampfung (PVD) oder eine Atomlagenabscheidung (ALD).
  • 34 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1818. In 34 wird eine Ätzung 3400 durchgeführt, um einen Teil der Oxidschicht 3302 von der Unterseite der vierten Aussparung 3102 zu entfernen und einen verbliebenen Teil der Oxidschicht 3302 entlang den Seitenwänden der vierten Aussparung 3102 bestehen zu lassen. Die Ätzung 3400 ist normalerweise eine isotrope Ätzung, die stark vertikal ist, wie etwa eine Trockenätzung und/oder eine hochgradig gerichtete Plasmaätzung.
  • 35 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1808 (nach einem Durchlauf von 1820). In 35 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma 3500, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines vierten Polymerbelags 3502 auf inneren Seitenwänden der Oxidschicht 3302 und auf einer Unterseite der vierten Aussparung 3102 verwendet. Normalerweise ist das Fluorkohlenstoff-basierte Plasma 3500 das Gleiche wie die Fluorkohlenstoff-basierte Plasmen 2100, 2500 und/oder 2900.
  • Die 36 und 37 entsprechen Ausführungsformen von 18, Schritt 1810 (nach einem Durchlauf von 1820). In 36 wird der vierte Polymerbelag 3502 von der Unterseite der vierten Aussparung 3102 entfernt, bleibt aber auf Seitenwänden der vierten Aussparung 3102 bestehen. Dann wird in 37 ein fluorbasiertes Plasma 3700 zum Ätzen einer fünften Aussparung 3702 in das Substrat 1900 verwendet. Wie die erste, die zweite, die dritte und die vierte Aussparung hat auch die fünfte Aussparung 3702 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 3700, das zum Erzeugen der fünften Aussparung 3702 verwendet wird, das Gleiche wie die fluorbasierten Plasmen 2000, 2300, 2700 und/oder 3100. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 3700 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des vierten Polymerbelags 3502 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 38 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1811 (nach einem Durchlauf von 1820). In 38 wird der verbliebene vierte Polymerbelag 3502 entfernt.
  • 39 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1808 (nach einem Durchlauf von 1820). In 39 wird ein Fluorkohlenstoff-basiertes Plasma 3900, wie zum Beispiel ein Plasma, das auf Octafluorcyclobutan (c-C4F8) basiert, zum Herstellen eines fünften Polymerbelags 3902 auf inneren Seitenwänden der Oxidschicht 3302 und entlang inneren Seitenwänden der fünften Aussparung 3702 verwendet. Normalerweise ist das Fluorkohlenstoff-basierte Plasma 3900 das Gleiche wie das Fluorkohlenstoff-basierte Plasma 2100.
  • Die 40 und 41 entsprechen Ausführungsformen von 18, Schritt 1810. In 40 wird der fünfte Polymerbelag 3902 von der Unterseite der fünften Aussparung 3702 entfernt, bleibt aber auf Seitenwänden der fünften Aussparung 3702 bestehen. Dann wird in 41 eine sechste Aussparung 4102 zum Beispiel unter Verwendung eines fluorbasierten Plasmas 4100 geätzt. Wie die erste, die zweite, die dritte, die vierte und die fünfte Aussparung hat auch die sechste Aussparung 4102 abgerundete Seitenwände, die bogenförmig sind, sowie eine abgerundete Unterseite. Normalerweise ist das fluorbasierte Plasma 4100, das zum Erzeugen der sechsten Aussparung 4102 verwendet wird, das Gleiche wie das fluorbasierte Plasma 2000. Bei einigen Ausführungsformen kann für diese Ätzung SF6-Gas mit einem Gasdurchsatz von 10 Ncm3/min bis 1000 Ncm3/min, einem Prozessdruck von etwa 5 mTorr bis 500 mTorr und einer Plasmaleistung von 100 W bis etwa 5000 W für eine Ätzdauer von 0,1 s bis 10 s verwendet werden. Das fluorbasierte Plasma 4100 kann außerdem die oberen Seitenwandbereiche des fünften Polymerbelags 3902 dünnen, sodass dünnere obere Seitenwände und dickere untere Seitenwände zurückbleiben.
  • 42 entspricht einigen Ausführungsformen von 18, Schritt 1811. In 42 wird der verbliebene fünfte Polymerbelag 3902 entfernt. Wenn die Gesamtanzahl von Ätzzyklen eine festgelegte Anzahl (M) erreicht und/oder wenn die Gesamttiefe des Grabens eine gewünschte Gesamttiefe dt erreicht, kann der Graben 4204 fertig sein und der Graben-Ätzprozess wird beendet, wie in 42 gezeigt ist, und eine weitere Bearbeitung kann durchgeführt werden.
  • Die Bedingungen für die Ätz-, Abscheidungs- und Oxidationsprozesse, die in den 19 bis 42 verwendet werden, können sich in Abhängigkeit von der gewünschten Ätzrate, dem Seitenverhältnis und der gewünschten Seitenwandglätte stark ändern. Im Allgemeinen führen Ätzprozesse mit einer kürzeren Dauer für jeden Zyklus zu einer langsameren Ätzung, aber zu kleineren Seitenwandbogen, während Ätzprozesse mit einer längeren Dauer für jeden Zyklus zu einer schnelleren Ätzung, aber zu größeren Seitenwandbogen führen. Der Endpunkt für den Bosch-Prozess kann dann sein, wenn die Anzahl von Zyklen eine festgelegte Anzahl erreicht hat, bei der das Erreichen der gewünschten Gesamttiefe dt zu erwarten ist, oder er kann dadurch bestimmt werden, dass eine Echtzeit-Überwachung der Grabentiefe durchgeführt wird und der Prozess beendet wird, wenn das Messergebnis anzeigt, dass die gewünschte Grabentiefe erreicht ist.
  • In 43 kann eine weitere Bearbeitung durchgeführt werden (siehe z. B. 18, Schritt 1822). Zum Beispiel können wechselnde leitfähige Schichten (z. B. 4302 und 4304) und Isolierschichten (z. B. 4305 und 4306) konform entlang den Graben-Seitenwänden und der Graben-Unterseite hergestellt werden, sodass eine Kondensatorstruktur in dem Graben entsteht. Die leitfähigen Schichten können zum Beispiel ein Metall oder Polysilizium aufweisen, und die Isolierschichten können Siliziumdioxid oder ein dielektrisches High-k-Material aufweisen.
  • Dieses Verfahren begünstigt eine hohe Verarbeitungsmenge und ermöglicht dadurch einen Hochdurchsatz-Bosch-Prozess mit relativ glatten Seitenwänden, was in zahlreichen Anwendungsgebieten zweckmäßig sein kann, unter anderem bei Entkopplungskondensatoren, MEMS-Vorrichtungen, CMOS-Vorrichtungen und DRAMs.
  • 44 zeigt einen beispielhaften Die 4408 gemäß einigen Ausführungsformen. Wie gezeigt ist, kann der Die 4408 ein Halbleitersubstrat 4500 aufweisen, das eine Anzahl von Gräben 4502 aufweist, die dazu beitragen, einen Metall-Isolator-Metall(MIM)-Kondensator in einer Oberseite des Substrats 4500 herzustellen. In den Gräben 4502 werden eine Untere-Elektrode-Schicht 4504, eine Isolierschicht 4506 und eine Obere-Elektrode-Schicht 4508 konform hergestellt. Mindestens eine Durchkontaktierung und ein Kontaktpad werden über eine dielektrische Struktur und Ätzstoppschichten mit der Untere-Elektrode-Schicht 4504 verbunden, um einen elektrischen Kontakt mit der Untere-Elektrode-Schicht 4504 herzustellen. Mindestens eine Durchkontaktierung und ein Kontaktpad werden über die dielektrische Struktur und die Ätzstoppschichten mit der Obere-Elektrode-Schicht 4508 verbunden, um einen elektrischen Kontakt mit der Obere-Elektrode-Schicht 4508 herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen hat jeder Graben eine Grabenbreite von 0,1 µm bis 1 µm, und Siliziumsäulen 4522 trennen benachbarte Gräben voneinander. Die Siliziumsäulen 4522 können jeweils eine Breite von 0,1 µm bis 1 µm haben, und es kann 1 bis 100 Gräben je MIM-Kondensatorzellen-Einheit geben. Eine Tiefe der Gräben 4502 kann bei einigen Ausführungsformen 1 µm bis 30 µm betragen. Die Gräben 4502 in 44 können detaillierte Merkmale haben, die bereits vorstehend, zum Beispiel in den 16 und 17 und den 42 und 43, dargestellt und unter Bezugnahme darauf beschrieben worden sind.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein Halbleiter-Package ein Substrat, eine Mehrzahl von aufeinandergestapelten Dies, wie etwa den Die 4408, und eine Formmasse aufweisen. Die aufeinandergestapelten Dies sind durch mehrere Verbindungselemente elektrisch verbunden. Das Substrat kann eine Anzahl von leitfähigen Pads auf seinen Außenflächen aufweisen, und die leitfähigen Strukturelemente können Durchkontaktierungen und Metallleitungen umfassen, die elektrische Verbindungen zwischen den verschiedenen Pads herstellen, normalerweise ohne aktive Vorrichtungen wie Transistoren auf dem Substrat. Bei einigen Ausführungsformen werden die Dies über dem Substrat mittels mehrerer leitfähiger Kontakthügel gebondet. Bei einigen Ausführungsformen ist der leitfähige Kontakthügel zwischen dem Substrat und dem Die angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen wird der Die über den leitfähigen Kontakthügel mit dem Substrat elektrisch verbunden. Die leitfähigen Kontakthügel befinden sich auf einer Unterseite des Substrats.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist der Die 4408 unter dem Substrat und in einer Ebene angeordnet, die die leitfähigen Kontakthügel durchquert. Bei einigen Ausführungsformen wird der Die 4408 von den leitfähigen Kontakthügeln umschlossen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Die 4408 mit einer festgelegten funktionellen Schaltung in dem Die 4408 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen ist der Die 4408 ein integrierter passiver Die (IPD), der einen Kondensator, eine passive Vorrichtung oder dergleichen aufweist. Bei einigen Ausführungsformen ist der Die 4408 ein Chip oder ein Package. Bei einigen Ausführungsformen werden die IPD-Kondensatoren direkt unter dem Substrat platziert, um eine besser verfügbare und effektivere Entkopplung des Versorgungsrauschens zu ermöglichen. Bei einigen Ausführungsformen werden die IPD-Kondensatoren als Kondensatoren mit Gräben hoher Dichte, die in einen 180-nm-CMOS integriert sind, realisiert, wobei jeder IPD-Kondensator eine zusätzliche Kapazität von 97 nF bei einem 1-MHz-Ersatzserienwiderstand (ESR) von 47 mΩ. und einer Ersatzserieninduktivität (ESL) von 0,51 pH bietet. In einigen Fällen kann dies zu einer um 3,9 % höheren maximalen Taktfrequenz bei einer Kern-Versorgungsspannung von 1,135 V führen.
  • Es dürfte wohlverstanden sein, dass einige Ausführungsformen auf ein Verfahren gerichtet sind. Bei dem Verfahren wird ein Substrat bereitgestellt, und in einem ausgewählten Bereich des Substrats wird eine erste Aussparung geätzt. Auf Seitenwänden und einer Unterseite der ersten Aussparung wird ein erster Polymerbelag hergestellt. Ein Teil des ersten Polymerbelags wird von der Unterseite der ersten Aussparung entfernt, während ein übriger Teil des ersten Polymerbelags entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung bestehen bleibt, und die erste Aussparung wird vertieft, um eine zweite Aussparung in dem ausgewählten Bereich des Substrats zu erzeugen, während sich der übrige Teil des ersten Polymerbelags entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung erstreckt. Nach dem Erzeugen der zweiten Aussparung wird der übrige Teil des ersten Polymerbelags entfernt. Ein erster Oxidbelag wird entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung und entlang Seitenwänden und einer Unterseite der zweiten Aussparung hergestellt. Ein Teil des ersten Oxidbelags wird von der Unterseite der zweiten Aussparung entfernt, während ein übriger Teil des ersten Oxidbelags auf den Seitenwänden der ersten Aussparung und auf den Seitenwänden der zweiten Aussparung bestehen bleibt.
  • Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren, bei dem ein Substrat bereitgestellt wird. Bei dem Verfahren wird ein Graben in einem ausgewählten Bereich des Substrats geätzt. Eine erste Anzahl von Ätzzyklen wird nacheinander an dem Graben durchgeführt. Die erste Anzahl von Ätzzyklen ist größer als eins, wobei jeder Ätzzyklus der ersten Anzahl von Ätzzyklen Folgendes umfasst: (a) Herstellen eines Polymerbelags auf Seitenwänden des Grabens, (b) Entfernen eines Teils des Polymerbelags von einem unteren Bereich des Grabens, während ein übriger Teil des Polymerbelags entlang den Seitenwänden des Grabens bestehen bleibt, und (c) Durchführen einer Ätzung zum Vertiefen des Grabens, während sich der übrige Teil des Polymerbelags entlang den Seitenwänden des Grabens erstreckt. Nachdem die erste Anzahl von Ätzzyklen nacheinander durchgeführt worden ist, wird eine erste Oxidation durchgeführt, um einen ersten Oxidbelag entlang Seitenwänden und einer Unterseite des vertieften Grabens herzustellen. Ein Teil des ersten Oxidbelags wird von der Unterseite des vertieften Grabens entfernt, während ein übriger Teil des ersten Oxidbelags auf den Seitenwänden des vertieften Grabens bestehen bleibt.
  • Eine noch weitere Ausführungsform betrifft eine Halbleitervorrichtung. Die Halbleitervorrichtung weist ein Halbleitersubstrat mit einem Graben auf, der sich nach unten in eine Oberseite des Halbleitersubstrats erstreckt. Der Graben weist eine Unterseite und eine Mehrzahl von Bogen entlang Seitenwänden des Grabens auf. Eine Oxidschicht belegt die Unterseite und die Seitenwände des Grabens. Die Oxidschicht hat unterschiedliche Dicken entlang den Seitenwänden des Grabens in unterschiedlichen Tiefen, wobei die unterschiedlichen Dicken in diskreten Inkrementen abnehmen, wenn eine Tiefe in den Graben zunimmt.
  • Es dürfte wohlverstanden sein, dass Identifikatoren, wie etwa „erste(r) / erstes“ und „zweite(r) / zweites“, keine Art von Reihenfolge, Platzierung oder zeitlicher Beziehung in Bezug zu anderen Elementen implizieren. Vielmehr sind die Begriffe „erste(r) / erstes“ und „zweite(r) / zweites“ und andere ähnliche Identifikatoren lediglich generische Identifikatoren, und diese Elemente können bei anderen Implementierungen ausgetauscht werden. Verfahren, die hier dargestellt und beschrieben werden, können zwar als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben werden, aber es dürfte wohlverstanden sein, dass die dargestellte Reihenfolge dieser Schritte oder Ereignisse nicht in einem beschränkenden Sinn ausgelegt werden darf. Zum Beispiel können einige Schritte in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen als den hier dargestellten und/oder beschriebenen stattfinden. Darüber hinaus brauchen hier nicht alle dargestellten Schritte einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen der Beschreibung zu implementieren.
  • Vorstehend sind Merkmale verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Erfindung besser verstehen können. Fachleuten dürfte klar sein, dass sie die vorliegende Erfindung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Gestalten oder Modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Erreichen der gleichen Ziele und/oder zum Erzielen der gleichen Vorzüge wie bei den hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute dürften ebenfalls erkennen, dass solche äquivalenten Auslegungen nicht von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vornehmen können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Verfahren mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Substrats; Ätzen einer ersten Aussparung in einem ausgewählten Bereich des Substrats; Herstellen eines ersten Polymerbelags auf Seitenwänden und einer Unterseite der ersten Aussparung; Entfernen eines Teils des ersten Polymerbelags von der Unterseite der ersten Aussparung, während ein übriger Teil des ersten Polymerbelags entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung bestehen bleibt, und Vertiefen der ersten Aussparung, um eine zweite Aussparung in dem ausgewählten Bereich des Substrats zu erzeugen, während sich der übrige Teil des ersten Polymerbelags entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung erstreckt; nach dem Erzeugen der zweiten Aussparung Entfernen des übrigen Teils des ersten Polymerbelags; Herstellen eines ersten Oxidbelags entlang den Seitenwänden der ersten Aussparung und entlang Seitenwänden und einer Unterseite der zweiten Aussparung; und Entfernen eines Teils des ersten Oxidbelags von der Unterseite der zweiten Aussparung, während ein übriger Teil des ersten Oxidbelags auf den Seitenwänden der ersten Aussparung und auf den Seitenwänden der zweiten Aussparung bleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Folgendes umfasst: Herstellen eines zweiten Polymerbelags auf der Unterseite der zweiten Aussparung und entlang inneren Seitenwänden des übrigen Teils des ersten Oxidbelags in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, das weiterhin Folgendes umfasst: Entfernen eines Teils des zweiten Polymerbelags von der Unterseite der zweiten Aussparung und Vertiefen der zweiten Aussparung in dem ausgewählten Bereich des Substrats, um eine dritte Aussparung zu erzeugen, wobei die dritte Aussparung eine Unterseite hat, die sich bis zu einer Tiefe unter einer Unterseite des ersten Oxidbelags und unter einer Unterseite des zweiten Polymerbelags erstreckt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein übriger Teil des zweiten Polymerbelags entlang den inneren Seitenwänden des übrigen Teils des ersten Oxidbelags in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung bestehen bleibt, wenn der Teil des zweiten Polymerbelags von der Unterseite der zweiten Aussparung entfernt wird, und das Verfahren weiterhin Folgendes umfasst: Entfernen des übrigen Teils des zweiten Polymerbelags nach dem Erzeugen der dritten Aussparung; und Herstellen eines zweiten Oxidbelags entlang Seitenwänden und einer Unterseite der dritten Aussparung.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, das weiterhin Folgendes umfasst: Entfernen eines Teils des zweiten Oxidbelags von der Unterseite der dritten Aussparung, während ein übriger Teil des zweiten Oxidbelags auf den Seitenwänden der dritten Aussparung bleibt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei nach dem Herstellen des zweiten Oxidbelags die Seitenwände der ersten Aussparung mit einer ersten Oxiddicke bedeckt sind und die Seitenwände der dritten Aussparung mit einer zweiten Oxiddicke bedeckt sind, wobei die erste Oxiddicke größer als die zweite Oxiddicke ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Oxiddicke um nicht mehr als 50 % größer als die zweite Oxiddicke ist.
  8. Verfahren mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Substrats; Ätzen eines Grabens in einem ausgewählten Bereich des Substrats; nacheinander Durchführen einer ersten Anzahl von Ätzzyklen an dem Graben, wobei die erste Anzahl von Ätzzyklen größer als eins ist und jeder Ätzzyklus der ersten Anzahl von Ätzzyklen Folgendes umfasst: (a) Herstellen eines Polymerbelags auf Seitenwänden des Grabens, (b) Entfernen eines Teils des Polymerbelags von einem unteren Bereich des Grabens, während ein übriger Teil des Polymerbelags entlang den Seitenwänden des Grabens bestehen bleibt, und (c) Durchführen einer Ätzung zum Vertiefen des Grabens, während sich der übrige Teil des Polymerbelags entlang den Seitenwänden des Grabens erstreckt; nach dem Durchführen der ersten Anzahl von Ätzzyklen Durchführen einer ersten Oxidation, um einen ersten Oxidbelag entlang Seitenwänden und einer Unterseite des vertieften Grabens herzustellen; und Entfernen eines Teils des ersten Oxidbelags von der Unterseite des vertieften Grabens, während ein übriger Teil des ersten Oxidbelags auf den Seitenwänden des vertieften Grabens bleibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin Folgendes umfasst: nachdem der erste Oxidbelag von der Unterseite des vertieften Grabens entfernt worden ist, nacheinander Durchführen einer zweiten Anzahl von Ätzzyklen, um den vertieften Graben weiter zu vertiefen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin Folgendes umfasst: nachdem die zweite Anzahl von Ätzzyklen nacheinander durchgeführt worden ist, Durchführen einer zweiten Oxidation, um einen zweiten Oxidbelag entlang Seitenwänden und einer Unterseite des weiter vertieften Grabens herzustellen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei durch die zweite Oxidation eine Dicke des ersten Oxidbelags auf eine erste Dicke vergrößert wird und der zweite Oxidbelag mit einer zweiten Dicke hergestellt wird, die kleiner als die erste Dicke ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die zweite Oxidation ein thermischer Oxidationsprozess ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, das weiterhin Folgendes umfasst: Entfernen eines Teils des zweiten Oxidbelags von der Unterseite des weiter vertieften Grabens, während ein übriger Teil des zweiten Oxidbelags auf den Seitenwänden des weiter vertieften Grabens bestehen bleibt; und nacheinander Durchführen einer dritten Anzahl von Ätzzyklen, um einen endgültigen Graben mit einer vorgegebenen Tiefe zu erzeugen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei beim Herstellen des zweiten Oxidbelags der weiter vertiefte Graben oberste Seitenwände und unterste Seitenwände hat, die mit Oxid bedeckt sind, wobei das Oxid, das die obersten Seitenwände bedeckt, eine erste Dicke hat und das Oxid, das die untersten Seitenwände bedeckt, eine zweite Dicke hat, wobei die erste Dicke größer als die zweite Dicke ist.
  15. Halbleitervorrichtung mit: einem Halbleitersubstrat, das einen Graben aufweist, der sich nach unten in eine Oberseite des Halbleitersubstrats erstreckt, wobei der Graben eine Unterseite hat und eine Mehrzahl von Bögen entlang Seitenwänden des Grabens aufweist; und einer Oxidschicht, die die Unterseite und die Seitenwände des Grabens belegt, wobei die Oxidschicht unterschiedliche Dicken entlang den Seitenwänden des Grabens in unterschiedlichen Tiefen hat, wobei die unterschiedlichen Dicken in diskreten Inkrementen abnehmen, wenn eine Tiefe in den Graben zunimmt.
  16. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, wobei oberste Seitenwandbereiche der Oxidschicht in dem Graben eine erste Dicke haben, mittelobere Seitenwandbereiche der Oxidschicht in dem Graben eine zweite Dicke haben, mitteluntere Seitenwandbereiche der Oxidschicht in dem Graben eine dritte Dicke haben und unterste Seitenwandbereiche und eine Unterseite der Oxidschicht eine vierte Dicke haben, wobei die erste Dicke größer als die zweite Dicke ist, die zweite Dicke größer als die dritte Dicke ist und die dritte Dicke größer als die vierte Dicke ist.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, wobei die erste Dicke über einem oder mehreren oberen Bogen an den Seitenwänden des Grabens konstant bleibt und dann diskret in die zweite Dicke übergeht, die über einem oder mehreren mitteloberen Bogen an den Seitenwänden des Grabens konstant bleibt.
  18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die zweite Dicke diskret in die dritte Dicke übergeht, die über einem oder mehreren mittelunteren Bogen an den Seitenwänden des Grabens konstant bleibt, und die dritte Dicke diskret in die vierte Dicke übergeht, die über einem oder mehreren untersten Bogen an den Seitenwänden des Grabens und über dessen Unterseite konstant bleibt.
  19. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei eine erste Differenz zwischen der ersten Dicke und der zweiten Dicke kleiner als eine zweite Differenz zwischen der zweiten Dicke und der dritten Dicke ist und die zweite Differenz kleiner als eine dritte Differenz zwischen der dritten Dicke und der vierten Dicke ist.
  20. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei eine erste Differenz zwischen der ersten Dicke und der zweiten Dicke gleich einer zweiten Differenz zwischen der zweiten Dicke und der dritten Dicke ist.
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