選擇性蝕刻方法
2023-05-28 02:29:16 2
選擇性蝕刻方法
【專利摘要】本發明提供一種選擇性蝕刻方法，包括下列步驟：提供一矽基板；在該矽基板上形成一圖案化矽氧化物罩幕；以及導入一混合氣體對該矽基板進行蝕刻，用以在該矽基板中形成一狹縫，並同時完全移除該圖案化矽氧化物罩幕，其中該混合氣體包括氟碳氣體與滷素氣體，且該氟碳氣體與該滷素氣體的比例介於1∶1～5∶1。本發明的方法不僅可以省略單獨的移除四乙氧基矽烷罩幕層的步驟，而且有助於改善矽基板(狹縫)側壁粗糙的問題。
【專利說明】選擇性蝕刻方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半導體製備方法，特別涉及一種選擇性蝕刻方法。
【背景技術】
[0002]在半導體製備方法中，當完成蝕刻矽基板的步驟後(例如在板中形成狹縫或開口)，須續移除其上所覆蓋例如四乙氧基矽烷(TEOS)的罩幕層(mask layer)，以利後續製備過程的進行。但，一般而言，當完成蝕刻娃基板的步驟時，淺溝槽隔離物(shallow trenchisolation, STI)結構業已形成且暴露在外，此時，若徑向移除罩幕層，則淺溝槽隔離物(STI)結構勢必在此移除過程中遭受損害。因此，如何在蝕刻矽基板的同時，也一併移除其上所覆蓋的罩幕層而不須額外再增加後續移除罩幕層的步驟是本領域在改善半導體製備方法上持續努力的方向。
【發明內容】
[0003]為解決上述現階段存在的技術缺陷，本發明提供一種選擇性蝕刻方法，包括下列步驟:
[0004]提供一矽基板；
[0005]在該矽基板上形成一圖案化矽氧化物罩幕；以及
[0006]導入一混合氣體對該矽基板進行蝕刻，用以在該矽基板中形成一狹縫(slit)，並同時完全移除該圖案化娃氧化物罩幕，其中該混合氣體包括氟碳(fluorocarbon)氣體與齒素氣體，且該氟碳氣體與該齒素氣體的比例介於1:1?5:1。
[0007]根據本發明的構思，該矽基板為多晶矽。
[0008]根據本發明的構思，該矽氧化物罩幕為四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane，TE0S)。
[0009]根據本發明的構思，以一等離子體蝕刻(plasma etching)方法對該娃基板進行蝕刻。
[0010]根據本發明的構思，該氟碳氣體包括四氟甲烷(CF4)與三氟甲烷(CHF3)。
[0011]根據本發明的構思，該四氟甲烷(CF4)與三氟甲烷(CHF3)的比例介於1:1?I: 3。
[0012]根據本發明的構思，該滷素氣體包括氟氣或氯氣。
[0013]根據本發明的構思，該狹縫的深度大於200nm。
[0014]在蝕刻娃基板的方法中，本發明通過調整混合氣體中屬於氟碳(fluorocarbon)氣體類且以造成非等向性蝕刻(anisotropic etching)效應為主的四氟甲燒(CF4)與三氟甲烷(CHF3)氣體之間的比例至一特定比例以增加此蝕刻過程對例如四乙氧基矽烷(TEOS)罩幕層的蝕刻選擇性(selectivity),以致當完成娃基板蝕刻在板中形成狹縫(slit)時，四乙氧基矽烷(TEOS)罩幕層可同時被完全移除，不須再另進行後續移除四乙氧基矽烷(TEOS)罩幕層的步驟。此外，調整混合氣體中屬於滷素(halogen)氣體類的氟氣或氯氣的比例至一特定比例可有效降低蝕刻娃基板時對娃基板所造成的等向性蝕刻(isotropicetching)效應,有助改善娃基板(狹縫)側壁粗糙的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1A~ID為本發明實施例中的一種選擇性蝕刻方法示意圖。
[0016]【主要部件符號說明】
[0017]10~矽基板；
[0018]12~氮化矽層；
[0019]14~矽氧化物層；
[0020]16~圖案化光阻層；
[0021]18~混合氣體；
[0022]20~狹縫。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖1A~1D，說明本發明的一實施例，一種選擇性蝕刻方法，包括下列步驟:
[0024]首先，請參閱圖1A，提供一矽基板10。在一實施例中，矽基板10可為多晶矽。之後，形成一氮化娃層12於 娃基板10上。在一實施例中，通過例如化學氣相沉積(chemicalvapor deposition, CVD)方法形成氮化娃層12於娃基板10上。接著,形成一娃氧化物層14於氮化娃層12上。在一實施例中，娃氧化物層14可為四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane,TE0S) ο在一實施例中，通過例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)方法形成娃氧化物層14於氮化娃層12上。之後,形成一圖案化光阻層16於娃氧化物層14上。
[0025]接著，以圖案化光阻層16為一罩幕(mask),對娃氧化物層14與氮化娃層12進行蝕刻(圖案化)，以形成圖案化的矽氧化物層14與氮化矽層12。在一實施例中，以圖案化光阻層16為一罩幕,通過例如等離子蝕刻(plasma etching)方法對娃氧化物層14與氮化矽層12進行蝕刻(圖案化)，以形成圖案化的矽氧化物層14與氮化矽層12。之後，移除圖案化光阻層16，如圖1B所示。
[0026]接著，請參閱圖1C，以圖案化的矽氧化物層14與氮化矽層12為一罩幕(mask)，導入一混合氣體18對矽基板10進行一蝕刻，用以在矽基板10中形成一狹縫(slit) 20，值得注意的是，在形成狹縫20的過程中，圖案化的矽氧化物層14將同時被完全移除，如圖1D所示。在一實施例中，以圖案化的矽氧化物層14與氮化矽層12為一罩幕，導入一混合氣體
18,通過例如等離子蝕刻(plasma etching)方法對娃基板10進行蝕刻,用以在娃基板10中形成狹縫20。在一實施例中，在矽基板10中所形成狹縫20的深度大於200nm。
[0027]上述導入用於蝕刻的混合氣體18包括氟碳(fluorocarbon)氣體與滷素(halogen)氣體,且氟碳氣體與滷素氣體的比例介於1:1~5:1。在一實施例中，氟碳(fluorocarbon)氣體可包括四氟甲烷(CF4)與三氟甲烷(CHF3)。在一實施例中，四氟甲烷(CF4)與三氟甲烷(CHF3)的比例大體介於1:1~1: 3。在一實施例中，滷素氣體可包括氟氣或氯氣。
[0028]在蝕刻娃基板的方法中，本發明通過調整混合氣體中屬於氟碳(fluorocarbon)氣體類且以造成非等向性蝕刻(anisotropic etching)效應為主的四氟甲燒(CF4)與三氟甲烷(CHF3)氣體之間的比例至一特定比例以增加此蝕刻過程對例如四乙氧基矽烷(TEOS)罩幕層的蝕刻選擇性(selectivity),以致當完成娃基板蝕刻在板中形成狹縫(slit)時，四乙氧基矽烷(TEOS)罩幕層可同時完全被移除，不須再另進行後續移除四乙氧基矽烷(TEOS)罩幕層的步驟。此外，調整混合氣體中屬於滷素(halogen)氣體類的氟氣或氯氣的比例至一特定比例可有效降低蝕刻娃基板時對娃基板所造成的等向性蝕刻(isotropicetching)效應,有助改善娃基板(狹縫)側壁粗糙的問題。
【權利要求】
1.一種選擇性蝕刻方法，其特徵在於，包括下列步驟: 提供一娃基板； 在所述矽基板上形成一圖案化矽氧化物罩幕；以及 導入一混合氣體對所述矽基板進行蝕刻，用以在所述矽基板中形成一狹縫，並同時完全移除所述圖案化矽氧化物罩幕，所述混合氣體包括氟碳氣體與齒素氣體，且所述氟碳氣體與所述滷素氣體的比例介於1:1?5:1。
2.根據權利要求1所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，所述矽基板為多晶矽。
3.根據權利要求1所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，所述矽氧化物罩幕為四乙氧基娃燒。
4.根據權利要求1所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，以等離子蝕刻方法對所述矽基板進行蝕刻。
5.根據權利要求1所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，所述氟碳氣體包括四氟甲烷與三氟甲烷。
6.根據權利要求5所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，所述四氟甲烷與三氟甲烷的比例介於1:1?1: 3。
7.根據權利要求1所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，所述滷素氣體包括氟氣或氯氣。
8.根據權利要求1所述的選擇性蝕刻方法，其特徵在於，所述狹縫的深度大於200nm。
【文檔編號】H01L21/3065GK103681302SQ201210360730
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】陳逸男, 徐文吉, 葉紹文, 劉獻文 申請人:南亞科技股份有限公司