TW201502325A - 晶片蝕刻方法 - Google Patents
晶片蝕刻方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201502325A TW201502325A TW103122072A TW103122072A TW201502325A TW 201502325 A TW201502325 A TW 201502325A TW 103122072 A TW103122072 A TW 103122072A TW 103122072 A TW103122072 A TW 103122072A TW 201502325 A TW201502325 A TW 201502325A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- etching
- wafer
- gas
- etching step
- etching method
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
- C30B25/186—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate being specially pre-treated by, e.g. chemical or physical means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
Abstract
本發明提供的晶片蝕刻方法,包括以下步驟:主蝕刻步驟,向反應腔室通入蝕刻氣體和輔助氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以對晶片蝕刻預定蝕刻深度,其中,該輔助氣體包括氟化物氣體;過蝕刻步驟,向反應腔室內通入該蝕刻氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以調節晶片的溝槽形貌。本發明提供的晶片蝕刻方法,其不僅可以提高製程的靈活性,而且還可以提高晶片溝槽底部的平整性。
Description
本發明涉及微電子技術領域,特別涉及一種晶片蝕刻方法。
PSS(Patterned Sapp Substrates,圖形化藍寶石晶片)技術是目前普遍採用的一種提高GaN(氮化鎵)基LED裝置的出光效率的方法。在進行PSS製程的程序中,其通常採用ICP技術蝕刻晶片表面,以形成需要的圖形,再採用磊晶製程在蝕刻後的晶片表面上生長GaN薄膜。蝕刻製程所獲得的晶片溝槽底部的平整性越好,越有利於後續的磊晶製程,磊晶GaN薄膜的晶體品質越高。
目前,在採用電感耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,以下簡稱ICP)裝置對晶片表面進行蝕刻時,例如,在採用12英寸ICP裝置進行蝕刻時,通常採用BCl3 (氯化硼)作為蝕刻氣體,且PSS蝕刻製程包括兩個步驟,即:主蝕刻步驟和過蝕刻步驟。其中,主蝕刻步驟用於控制製程的蝕刻速率和蝕刻選擇比,其典型的製程參數的取值範圍為:反應腔室的腔室壓力的範圍在3~5mT;激發功率的範圍在2000~2400W;偏壓功率的範圍在100~300 W;BCl3 的流量範圍在50~150sccm。過蝕刻步驟用於調節晶片形貌,其典型的製程參數的取值範圍為:反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT;激發功率的範圍在1400~2000W;偏壓功率的範圍在2100~700W;BCl3 的流量範圍在30~100sccm。
上述PSS蝕刻製程在實際應用中不可避免地存在以下問題:
其一,在主蝕刻步驟中,由於僅採用BCl3 作為蝕刻氣體,蝕刻氣體的種類單一,導致上述PSS蝕刻製程的製程調節視窗較小,從而降低了製程的靈活性。
其二,在進行主蝕刻步驟時,由於BCl3 在輝光放電的條件下離化生成的離化粒子,其所含的BClx 粒子的數量較多,而Cl自由基的數量較少,導致起物理蝕刻作用的高能離子所占比例高於起化學蝕刻作用的自由基所占比例,這使得濺鍍至溝槽底部的離子流的密度較大,並且由於溝槽側壁會將濺鍍至其上的離子流朝向側壁與底部的拐角處反射,導致該拐角處因離子流的密度增大而受到更多的蝕刻,從而隨著蝕刻時間的積累,最終在該拐角處形成凹槽(如第1A圖中的矩形框I以及第1B圖中的矩形框I的放大圖所示),這會導致晶片溝槽的底部不平整,從而給後續的磊晶製程帶來不良影響,降低磊晶薄膜的品質。
目前,在採用電感耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,以下簡稱ICP)裝置對晶片表面進行蝕刻時,例如,在採用12英寸ICP裝置進行蝕刻時,通常採用BCl3 (氯化硼)作為蝕刻氣體,且PSS蝕刻製程包括兩個步驟,即:主蝕刻步驟和過蝕刻步驟。其中,主蝕刻步驟用於控制製程的蝕刻速率和蝕刻選擇比,其典型的製程參數的取值範圍為:反應腔室的腔室壓力的範圍在3~5mT;激發功率的範圍在2000~2400W;偏壓功率的範圍在100~300 W;BCl3 的流量範圍在50~150sccm。過蝕刻步驟用於調節晶片形貌,其典型的製程參數的取值範圍為:反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT;激發功率的範圍在1400~2000W;偏壓功率的範圍在2100~700W;BCl3 的流量範圍在30~100sccm。
上述PSS蝕刻製程在實際應用中不可避免地存在以下問題:
其一,在主蝕刻步驟中,由於僅採用BCl3 作為蝕刻氣體,蝕刻氣體的種類單一,導致上述PSS蝕刻製程的製程調節視窗較小,從而降低了製程的靈活性。
其二,在進行主蝕刻步驟時,由於BCl3 在輝光放電的條件下離化生成的離化粒子,其所含的BClx 粒子的數量較多,而Cl自由基的數量較少,導致起物理蝕刻作用的高能離子所占比例高於起化學蝕刻作用的自由基所占比例,這使得濺鍍至溝槽底部的離子流的密度較大,並且由於溝槽側壁會將濺鍍至其上的離子流朝向側壁與底部的拐角處反射,導致該拐角處因離子流的密度增大而受到更多的蝕刻,從而隨著蝕刻時間的積累,最終在該拐角處形成凹槽(如第1A圖中的矩形框I以及第1B圖中的矩形框I的放大圖所示),這會導致晶片溝槽的底部不平整,從而給後續的磊晶製程帶來不良影響,降低磊晶薄膜的品質。
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一,提出了一種晶片蝕刻方法,其不僅可以提高製程的靈活性,而且還可以提高晶片溝槽底部的平整性。
為實現本發明的目的而提供一種晶片蝕刻方法,包括以下步驟:
主蝕刻步驟,向反應腔室通入蝕刻氣體和輔助氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以對晶片蝕刻預定蝕刻深度,其中,該輔助氣體包括氟化物氣體;
過蝕刻步驟,向反應腔室內通入該蝕刻氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以調節晶片的溝槽形貌。
其中,該氟化物氣體包括三氟氫化碳、氟氫化碳、三氟化氮和氟硫化合物中的一種或多種。
較佳地,在該主蝕刻步驟和過蝕刻步驟中,該蝕刻氣體包括氯化硼。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該蝕刻氣體的流量範圍在80~100sccm。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該輔助氣體的流量範圍在5~20sccm。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該激發電源輸出激發功率的範圍在1400~2000W。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該偏壓電源輸出偏壓功率的範圍在100~400W。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該蝕刻氣體的流量範圍在40~70sccm。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該激發電源輸出激發功率的範圍在1400~2000W。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該偏壓電源輸出偏壓功率的範圍在500~700W。
本發明具有以下有益效果:
本發明提供的晶片蝕刻方法,在主蝕刻步驟中,在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,向該反應腔室通入作為輔助氣體的氟化物氣體。由於氟化物氣體的離化粒子中,氟離子的電負性較大,這有利於置換出更多的自由基,且減小高能離子的濃度,以使離化粒子中的自由基與高能離子的比例平衡,從而可以增加對晶片溝槽底部的化學蝕刻、減少物理蝕刻,進而可以減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽,提高溝槽底部的平整性,從而有利於提高後續的磊晶製程中的磊晶薄膜的品質。而且,通過在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,向該反應腔室通入作為輔助氣體的氟化物氣體,還可以增大製程調節視窗,從而可以提高製程的靈活性。
為實現本發明的目的而提供一種晶片蝕刻方法,包括以下步驟:
主蝕刻步驟,向反應腔室通入蝕刻氣體和輔助氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以對晶片蝕刻預定蝕刻深度,其中,該輔助氣體包括氟化物氣體;
過蝕刻步驟,向反應腔室內通入該蝕刻氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以調節晶片的溝槽形貌。
其中,該氟化物氣體包括三氟氫化碳、氟氫化碳、三氟化氮和氟硫化合物中的一種或多種。
較佳地,在該主蝕刻步驟和過蝕刻步驟中,該蝕刻氣體包括氯化硼。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該蝕刻氣體的流量範圍在80~100sccm。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該輔助氣體的流量範圍在5~20sccm。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該激發電源輸出激發功率的範圍在1400~2000W。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT。
較佳地,在該主蝕刻步驟中,該偏壓電源輸出偏壓功率的範圍在100~400W。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該蝕刻氣體的流量範圍在40~70sccm。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該激發電源輸出激發功率的範圍在1400~2000W。
較佳地,在該過蝕刻步驟中,該偏壓電源輸出偏壓功率的範圍在500~700W。
本發明具有以下有益效果:
本發明提供的晶片蝕刻方法,在主蝕刻步驟中,在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,向該反應腔室通入作為輔助氣體的氟化物氣體。由於氟化物氣體的離化粒子中,氟離子的電負性較大,這有利於置換出更多的自由基,且減小高能離子的濃度,以使離化粒子中的自由基與高能離子的比例平衡,從而可以增加對晶片溝槽底部的化學蝕刻、減少物理蝕刻,進而可以減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽,提高溝槽底部的平整性,從而有利於提高後續的磊晶製程中的磊晶薄膜的品質。而且,通過在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,向該反應腔室通入作為輔助氣體的氟化物氣體,還可以增大製程調節視窗,從而可以提高製程的靈活性。
I‧‧‧矩形框
第1A圖為採用現有的蝕刻方法蝕刻晶片獲得的溝槽底部的掃描電子顯微鏡圖;
第1B圖為第1A圖中的區域I的放大圖;
第2圖為本發明實施例提供的晶片蝕刻方法的流程框圖;
第3A圖為採用本發明實施例提供的晶片蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽側壁的掃描電子顯微鏡圖;以及
第3B圖為採用本發明實施例提供的晶片蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽側壁的剖面圖。
第1B圖為第1A圖中的區域I的放大圖;
第2圖為本發明實施例提供的晶片蝕刻方法的流程框圖;
第3A圖為採用本發明實施例提供的晶片蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽側壁的掃描電子顯微鏡圖;以及
第3B圖為採用本發明實施例提供的晶片蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽側壁的剖面圖。
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案,下面結合附圖來對本發明提供的晶片蝕刻方法進行詳細描述。
第2圖為本發明實施例提供的晶片蝕刻方法的流程框圖。請參閱第2圖,該方法包括以下步驟:
主蝕刻步驟,向反應腔室通入蝕刻氣體和輔助氣體,並開啟激發電源(例如射頻電源),激發電源向反應腔室施加激發功率,以使反應腔室內的蝕刻氣體激發形成電漿;開啟偏壓電源,偏壓電源向晶片施加偏壓功率,以使電漿蝕刻晶片,直至對晶片蝕刻預定蝕刻深度。
過蝕刻步驟,向反應腔室內通入蝕刻氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以調節晶片的溝槽形貌。其中,蝕刻氣體包括BCl3 (氯化硼)。
在主蝕刻步驟中,蝕刻氣體包括BCl3 ;輔助氣體包括氟化物氣體,該氟化物氣體包括CHF3 (三氟氫化碳)、CHF(氟氫化碳)、NF3 (三氟化氮)和Sx Fy (氟硫化合物)中的一種或多種。較佳地,主蝕刻步驟的製程參數的數值範圍為:蝕刻氣體的流量範圍在80~100sccm;輔助氣體的流量範圍在5~20sccm;激發電源輸出的激發功率的範圍在1400~2000W;反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT;偏壓電源輸出的偏壓功率的範圍在100~400W。
在過蝕刻步驟中,蝕刻氣體包括BCl3 ,過蝕刻步驟相對於主蝕刻步驟採用較小的蝕刻氣體流量、較低的腔室壓力和偏壓功率,用以調節晶片的溝槽形貌,即,調節溝槽側壁形貌及傾斜角度。較佳地,過蝕刻步驟的製程參數的數值範圍為:蝕刻氣體的流量範圍在40~70sccm;反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT;激發電源輸出的激發功率的範圍在1400~2000W;偏壓電源輸出的偏壓功率的範圍在500~700W。
下面通過蝕刻實驗對本發明實施例提供的晶片蝕刻方法和現有技術的晶片蝕刻方法進行比較,在該蝕刻實驗中,本發明實施例和現有技術均使用12英寸ICP裝置,並且,本發明實施例和現有技術的主蝕刻步驟的製程參數如下述表1所示。
表1
由表1可知,本發明實施例與現有技術相比,二者的區別至少包括:
其一,就現有技術的晶片蝕刻方法而言,其在主蝕刻步驟中僅向反應腔室內通入BCl3 ,通過實驗發現,由BCl3 在輝光放電的條件下離化生成的離化粒子,其所含的BClx 粒子的數量較多,而Cl自由基的數量較少,導致起物理蝕刻作用的高能離子所占比例高於起化學蝕刻作用的自由基所占比例,這使得濺鍍至溝槽底部的離子流的密度較大,在溝槽側壁與底部的拐角處形成凹槽,從而導致晶片溝槽的底部不平整,進而給後續的磊晶製程帶來不良影響,降低了磊晶薄膜的品質。而本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其在主蝕刻步驟中,在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,通入作為輔助氣體的氟化物氣體(例如CHF3 )。由於氟化物氣體的離化粒子中,氟離子的電負性較大,這有利於置換出更多的Cl自由基,且減小高能離子的濃度,從而可以增加對晶片溝槽底部的化學蝕刻、減少物理蝕刻,進而可以減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽,提高溝槽底部的平整性,從而有利於提高後續的磊晶製程中的磊晶薄膜品質。通過該對比實驗可知,採用本發明實施例提供的蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽在側壁與底部的拐角處沒有凹槽,溝槽的底部具有較高的平整性,如第3A圖和第3B圖所示,其中,第3A圖和第3B圖分別為採用本發明實施例提供的晶片蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽的掃描電子顯微鏡圖和剖面圖。
其二,由於現有技術的晶片蝕刻方法僅採用BCl3 作為蝕刻氣體,蝕刻氣體的種類單一,導致上述PSS蝕刻製程的製程調節視窗較小,從而降低了製程的靈活性。而本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其通過在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,向其內還通入作為輔助氣體的氟化物氣體,以此可以增大製程調節視窗,從而可以提高製程的靈活性。
其三,在現有技術的主蝕刻步驟中,激發功率的範圍在2000~2400W,而在本發明實施例的主蝕刻步驟中,激發功率的範圍在1400~2000W,即,本發明實施例提供晶片蝕刻方法,其主蝕刻步驟採用較低的激發功率,這可以進一步減少離化粒子中高能離子所占比例,以使高能離子和自由基的比例趨於平衡,從而可以進一步提高溝槽底部的平整性。
其四,在現有技術的主蝕刻步驟中,反應腔室的腔室壓力的範圍在3~5mT;而在本發明實施例的主蝕刻步驟中,反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT,即,本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其主蝕刻步驟採用較低的腔室壓力,這不僅可以增大離化粒子中活性粒子的自由程,增強活性離子的有效反應,而且還有利於排出沉積在溝槽側壁和底部的蝕刻反應物,從而可以減少蝕刻反應物的沉積量,進而可以進一步減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽。
綜上所述,本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其通過在主蝕刻步驟中,向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,還向該反應腔室通入作為輔助氣體的氟化物氣體,與此同時,較佳地,還可以通過採用較低的激發功率和/或腔室壓力,減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽,從而可以提高溝槽底部的平整性,進而有利於提高後續的磊晶製程中的磊晶薄膜品質。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式,然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本發明的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
第2圖為本發明實施例提供的晶片蝕刻方法的流程框圖。請參閱第2圖,該方法包括以下步驟:
主蝕刻步驟,向反應腔室通入蝕刻氣體和輔助氣體,並開啟激發電源(例如射頻電源),激發電源向反應腔室施加激發功率,以使反應腔室內的蝕刻氣體激發形成電漿;開啟偏壓電源,偏壓電源向晶片施加偏壓功率,以使電漿蝕刻晶片,直至對晶片蝕刻預定蝕刻深度。
過蝕刻步驟,向反應腔室內通入蝕刻氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以調節晶片的溝槽形貌。其中,蝕刻氣體包括BCl3 (氯化硼)。
在主蝕刻步驟中,蝕刻氣體包括BCl3 ;輔助氣體包括氟化物氣體,該氟化物氣體包括CHF3 (三氟氫化碳)、CHF(氟氫化碳)、NF3 (三氟化氮)和Sx Fy (氟硫化合物)中的一種或多種。較佳地,主蝕刻步驟的製程參數的數值範圍為:蝕刻氣體的流量範圍在80~100sccm;輔助氣體的流量範圍在5~20sccm;激發電源輸出的激發功率的範圍在1400~2000W;反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT;偏壓電源輸出的偏壓功率的範圍在100~400W。
在過蝕刻步驟中,蝕刻氣體包括BCl3 ,過蝕刻步驟相對於主蝕刻步驟採用較小的蝕刻氣體流量、較低的腔室壓力和偏壓功率,用以調節晶片的溝槽形貌,即,調節溝槽側壁形貌及傾斜角度。較佳地,過蝕刻步驟的製程參數的數值範圍為:蝕刻氣體的流量範圍在40~70sccm;反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT;激發電源輸出的激發功率的範圍在1400~2000W;偏壓電源輸出的偏壓功率的範圍在500~700W。
下面通過蝕刻實驗對本發明實施例提供的晶片蝕刻方法和現有技術的晶片蝕刻方法進行比較,在該蝕刻實驗中,本發明實施例和現有技術均使用12英寸ICP裝置,並且,本發明實施例和現有技術的主蝕刻步驟的製程參數如下述表1所示。
表1
由表1可知,本發明實施例與現有技術相比,二者的區別至少包括:
其一,就現有技術的晶片蝕刻方法而言,其在主蝕刻步驟中僅向反應腔室內通入BCl3 ,通過實驗發現,由BCl3 在輝光放電的條件下離化生成的離化粒子,其所含的BClx 粒子的數量較多,而Cl自由基的數量較少,導致起物理蝕刻作用的高能離子所占比例高於起化學蝕刻作用的自由基所占比例,這使得濺鍍至溝槽底部的離子流的密度較大,在溝槽側壁與底部的拐角處形成凹槽,從而導致晶片溝槽的底部不平整,進而給後續的磊晶製程帶來不良影響,降低了磊晶薄膜的品質。而本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其在主蝕刻步驟中,在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,通入作為輔助氣體的氟化物氣體(例如CHF3 )。由於氟化物氣體的離化粒子中,氟離子的電負性較大,這有利於置換出更多的Cl自由基,且減小高能離子的濃度,從而可以增加對晶片溝槽底部的化學蝕刻、減少物理蝕刻,進而可以減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽,提高溝槽底部的平整性,從而有利於提高後續的磊晶製程中的磊晶薄膜品質。通過該對比實驗可知,採用本發明實施例提供的蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽在側壁與底部的拐角處沒有凹槽,溝槽的底部具有較高的平整性,如第3A圖和第3B圖所示,其中,第3A圖和第3B圖分別為採用本發明實施例提供的晶片蝕刻方法蝕刻獲得的溝槽的掃描電子顯微鏡圖和剖面圖。
其二,由於現有技術的晶片蝕刻方法僅採用BCl3 作為蝕刻氣體,蝕刻氣體的種類單一,導致上述PSS蝕刻製程的製程調節視窗較小,從而降低了製程的靈活性。而本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其通過在向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,向其內還通入作為輔助氣體的氟化物氣體,以此可以增大製程調節視窗,從而可以提高製程的靈活性。
其三,在現有技術的主蝕刻步驟中,激發功率的範圍在2000~2400W,而在本發明實施例的主蝕刻步驟中,激發功率的範圍在1400~2000W,即,本發明實施例提供晶片蝕刻方法,其主蝕刻步驟採用較低的激發功率,這可以進一步減少離化粒子中高能離子所占比例,以使高能離子和自由基的比例趨於平衡,從而可以進一步提高溝槽底部的平整性。
其四,在現有技術的主蝕刻步驟中,反應腔室的腔室壓力的範圍在3~5mT;而在本發明實施例的主蝕刻步驟中,反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT,即,本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其主蝕刻步驟採用較低的腔室壓力,這不僅可以增大離化粒子中活性粒子的自由程,增強活性離子的有效反應,而且還有利於排出沉積在溝槽側壁和底部的蝕刻反應物,從而可以減少蝕刻反應物的沉積量,進而可以進一步減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽。
綜上所述,本發明實施例提供的晶片蝕刻方法,其通過在主蝕刻步驟中,向反應腔室通入蝕刻氣體的同時,還向該反應腔室通入作為輔助氣體的氟化物氣體,與此同時,較佳地,還可以通過採用較低的激發功率和/或腔室壓力,減小在溝槽側壁與底部的拐角處形成的凹槽,從而可以提高溝槽底部的平整性,進而有利於提高後續的磊晶製程中的磊晶薄膜品質。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式,然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本發明的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
Claims (1)
-
一種晶片蝕刻方法,其特徵在於,包括以下步驟:
主蝕刻步驟,向反應腔室通入蝕刻氣體和輔助氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,對晶片蝕刻預定蝕刻深度,其中,該輔助氣體包括氟化物氣體;
過蝕刻步驟,向反應腔室內通入該蝕刻氣體,並開啟激發電源和偏壓電源,以調節晶片的溝槽形貌。
2. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,該氟化物氣體包括三氟氫化碳、氟氫化碳、三氟化氮和氟硫化合物中的一種或多種。
3. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該主蝕刻步驟和過蝕刻步驟中,該蝕刻氣體包括氯化硼。
4. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該主蝕刻步驟中,該蝕刻氣體的流量範圍在80~100sccm。
5. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該主蝕刻步驟中,該輔助氣體的流量範圍在5~20sccm。
6. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該主蝕刻步驟中,該激發電源輸出激發功率的範圍在1400~2000W。
7. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該主蝕刻步驟中,該反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2.5mT。
8. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該主蝕刻步驟中,該偏壓電源輸出偏壓功率的範圍在100~400W。
9. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該過蝕刻步驟中,該蝕刻氣體的流量範圍在40~70sccm。
10. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該過蝕刻步驟中,該反應腔室的腔室壓力的範圍在1.5~2mT。
11. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該過蝕刻步驟中,該激發電源輸出激發功率的範圍在1400~2000W。
12. 如申請專利範圍第1項所述的晶片蝕刻方法,其特徵在於,在該過蝕刻步驟中,該偏壓電源輸出偏壓功率的範圍在500~700W。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310271160.5A CN104253017B (zh) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 基片刻蚀方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201502325A true TW201502325A (zh) | 2015-01-16 |
TWI516649B TWI516649B (zh) | 2016-01-11 |
Family
ID=52141076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW103122072A TW201502325A (zh) | 2013-06-27 | 2014-06-26 | 晶片蝕刻方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104253017B (zh) |
TW (1) | TW201502325A (zh) |
WO (1) | WO2014206296A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108133888B (zh) * | 2016-12-01 | 2022-04-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种深硅刻蚀方法 |
CN111129955B (zh) * | 2019-12-04 | 2021-05-18 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种低温等离子体干法刻蚀方法及其应用 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5443688A (en) * | 1993-12-02 | 1995-08-22 | Raytheon Company | Method of manufacturing a ferroelectric device using a plasma etching process |
JP2000150477A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-30 | Nec Corp | ドライエッチング方法 |
US6599437B2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-07-29 | Applied Materials Inc. | Method of etching organic antireflection coating (ARC) layers |
TWI243404B (en) * | 2001-05-24 | 2005-11-11 | Lam Res Corp | Applications of oxide hardmasking in metal dry etch processors |
CN1169198C (zh) * | 2002-05-13 | 2004-09-29 | 华南师范大学 | 一种紧凑型感应耦合低温等离子体干法刻蚀系统 |
KR100604535B1 (ko) * | 2004-12-31 | 2006-07-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 금속 피팅 개선 방법 |
CN100524615C (zh) * | 2006-12-14 | 2009-08-05 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 射频器件薄介电质电容的刻蚀方法 |
CN101285189B (zh) * | 2007-04-12 | 2010-05-19 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 减少金属刻蚀工艺反应腔室产生沉积物的方法 |
CN102468145A (zh) * | 2010-11-01 | 2012-05-23 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 金属栅极的形成方法 |
CN102983076A (zh) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 中国科学院微电子研究所 | 半导体集成电路制造方法 |
CN102738074B (zh) * | 2012-07-05 | 2014-07-02 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 半导体结构的形成方法 |
-
2013
- 2013-06-27 CN CN201310271160.5A patent/CN104253017B/zh active Active
-
2014
- 2014-06-25 WO PCT/CN2014/080722 patent/WO2014206296A1/zh active Application Filing
- 2014-06-26 TW TW103122072A patent/TW201502325A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104253017A (zh) | 2014-12-31 |
WO2014206296A1 (zh) | 2014-12-31 |
CN104253017B (zh) | 2018-05-08 |
TWI516649B (zh) | 2016-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10090191B2 (en) | Selective plasma etching method of a first region containing a silicon atom and an oxygen atom | |
TWI731101B (zh) | 蝕刻處理方法 | |
KR101679371B1 (ko) | 드라이 에칭 방법 | |
KR102589406B1 (ko) | 에칭 방법 | |
CN107644812B (zh) | 基片刻蚀方法 | |
KR102429615B1 (ko) | 에칭 방법 | |
TWI716378B (zh) | 蝕刻方法 | |
US9263239B1 (en) | Etching method of multilayered film | |
US20220181162A1 (en) | Etching apparatus | |
US20240006159A1 (en) | Post-processing of Indium-containing Compound Semiconductors | |
TWI713486B (zh) | 蝕刻方法(二) | |
CN101447426B (zh) | 等离子体蚀刻方法 | |
TW201502325A (zh) | 晶片蝕刻方法 | |
TW201421567A (zh) | 基板蝕刻方法 | |
JP2015162630A (ja) | 炭化珪素半導体素子の製造方法 | |
US9023227B2 (en) | Increased deposition efficiency and higher chamber conductance with source power increase in an inductively coupled plasma (ICP) chamber | |
JP5154013B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
CN104752159B (zh) | 基片刻蚀方法 | |
TW201515085A (zh) | 晶片蝕刻方法 | |
CN114695105A (zh) | 方法及设备 | |
CN117334575A (zh) | 对碳化硅半导体衬底进行等离子蚀刻的方法和设备 |