半导体器件的形成方法技术

一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底；形成牺牲层，所述牺牲层堆叠于所述半导体衬底上；所述牺牲层进行图形化，以在所述牺牲层中形成图案沟槽，所述图案沟槽的底部暴露出所述半导体衬底的表面；对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除，以在所述半导体衬底中形成沟槽；其中，所述牺牲层的厚度与所述沟槽的预期厚度相关联。本发明专利技术方案有机会根据具体工艺情况，实时控制刻蚀深度，从而提高对停止刻蚀的时机进行判断的准确性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。
技术介绍
在现有的半导体制造工艺中，为满足精细尺寸的工艺需求，通常采用干法刻蚀工艺实现。具体地，例如采用等离子体干法刻蚀(PlasmaDryEtch)工艺，将晶圆(Wafer)放入腔室(Chamber)中，通入刻蚀气体，并控制流量和压强，采用射频产生等离子体(Plasma)，并用等离子体对晶圆进行刻蚀工艺。在具体实施中，需要精确控制是否达到刻蚀截止点(EndPoint)，又称为终点，从而在适当的时机停止刻蚀。在现有技术中，部分工艺如衬底沟槽刻蚀采用固定刻蚀时长进行刻蚀，无法根据具体工艺情况，实时控制刻蚀深度，精确性较低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体器件的形成方法，有机会根据具体工艺情况，实时控制刻蚀深度，从而提高对停止刻蚀的时机进行判断的准确性为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底；形成牺牲层，所述牺牲层堆叠于所述半导体衬底上；所述牺牲层进行图形化，以在所述牺牲层中形成图案沟槽，所述图案沟槽的底部暴露出所述半导体衬底的表面；对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除，以在所述半导体衬底中形成沟槽；其中，所述牺牲层的厚度与所述沟槽的预期厚度相关联。可选的，所述牺牲层直接堆叠于所述半导体衬底的表面，且所述牺牲层的材料不同于所述半导体衬底顶部的材料。可选的，所述半导体衬底的表面形成有中间层，所述牺牲层堆叠于所述中间层的表面，且所述牺牲层的材料不同于所述中间层顶部的材料。可选的，所述中间层选自以下一种或多种：氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，无定形碳，无定形硅以及多晶硅。可选的，对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除包括：在对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀的过程中，通过终点检测技术判断所述牺牲层是否被全部移除。可选的，在对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀的过程中，通过终点检测技术判断所述牺牲层是否被全部移除包括：确定所述牺牲层的材料；在对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀的过程中，持续采集所述牺牲层的材料的光谱信号强度；当所述牺牲层的材料的光谱信号强度符合以下一项或多项时，判断所述牺牲层是否被全部移除：所述牺牲层的材料的光谱信号强度下降至预设百分比、所述牺牲层的材料的光谱信号强度下降至预设强度阈值以及所述牺牲层的材料的光谱信号强度的曲线出现拐点。可选的，所述牺牲层的材料选自以下一项或多项：光阻、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅、无定形硅、无定形碳以及多晶硅。可选的，采用下述公式确定所述牺牲层的厚度：D1＝D2×SR；其中，所述D1表示所述牺牲层的厚度，所述D2表示所述沟槽的预期厚度，所述SR表示所述牺牲层与所述半导体衬底的刻蚀选择比。可选的，所述牺牲层与所述半导体衬底的刻蚀选择比大于等于1。可选的，所述牺牲层与所述半导体衬底的刻蚀选择比小于1。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：在本专利技术实施例中，提供半导体衬底；形成牺牲层，所述牺牲层堆叠于所述半导体衬底上；所述牺牲层进行图形化，以在所述牺牲层中形成图案沟槽，所述图案沟槽的底部暴露出所述半导体衬底的表面；对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除，以在所述半导体衬底中形成沟槽；其中，所述牺牲层的厚度与所述沟槽的预期厚度相关联。采用上述方案，形成牺牲层，且所述牺牲层的厚度与所述沟槽的预期厚度相关联，从而通过对所述牺牲层和半导体衬底一起进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除时，形成沟槽，从而可以实时控制刻蚀时长，相比于现有技术中采用固定刻蚀时长进行刻蚀，有机会根据具体工艺情况，实时控制刻蚀深度，从而提高对停止刻蚀的时机进行判断的准确性。进一步，在本专利技术实施例中，通过设置牺牲层的材料不同于所述半导体衬底顶部的材料，或者当所述半导体衬底的表面形成有中间层时，通过设置牺牲层的材料不同于所述中间层顶部的材料，可以在通过终点检测技术判断所述牺牲层是否被全部移除，提高判断结果的准确性。进一步，在本专利技术实施例中，通过设置牺牲层与半导体衬底的刻蚀选择比大于等于1，从而可以使牺牲层的厚度大于等于半导体衬底的待刻蚀的厚度，也即可以根据更厚的牺牲层控制较小的待刻蚀的厚度，进一步有助于准确确定停止刻蚀的时机。进一步，在本专利技术实施例中，通过设置牺牲层与半导体衬底的刻蚀选择比小于1，从而可以使牺牲层的厚度小于半导体衬底的待刻蚀的厚度，也即可以根据更薄的牺牲层控制较大的待刻蚀的厚度，有助于节约成本。附图说明图1至图4是现有技术中一种半导体器件的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图；图5是本专利技术实施例中一种半导体器件的形成方法的流程图；图6至图9是本专利技术实施例中一种半导体器件的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图；图10是本专利技术实施例中一种光谱信号强度测量曲线的示意图。具体实施方式在现有的半导体制造工艺中，为满足精细尺寸的工艺需求，通常采用干法刻蚀工艺实现，在具体实施中，需要精确控制是否达到刻蚀截止点(EndPoint)，从而在适当的时机停止刻蚀。在现有技术中，部分工艺如衬底沟槽刻蚀采用固定刻蚀时长进行刻蚀。图1至图4是现有技术中一种半导体器件的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。参照图1，提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100的表面形成硬掩膜层110。具体地，所述半导体衬底100可以为硅衬底，所述硬掩膜层(HardMask，HM)110可以为氧化硅、氮化硅，还可以为氧化硅和氮化硅的叠层结构。所述硬掩膜层110可以用于保护半导体衬底100，以避免在后续工艺中对半导体衬底100形成伤害。参照图2，在所述硬掩膜层110的表面形成图案化的掩膜层160。其中，所述图案化的掩膜层160的材料可以为光阻(PhotoResist，PR)，用于在后续刻蚀工艺中对覆盖的硬掩膜层110和半导体衬底100进行保护。参照图3，以所述图案化的掩膜层160为掩膜，对所述硬掩膜层110进行刻蚀，以形成图案沟槽121，所述图案沟槽121的底部暴露出所述半导体衬底100的表面。在具体实施中，所述刻蚀工艺例如可以采用等离子体干法刻蚀工艺，以提高刻蚀精准度。需要指出的是，由于需要对掩膜层160暴露出的区域的硬掩膜层110的全部厚度进行刻蚀，因此可以在硬掩膜层110被移除，暴露出半导体衬底100的表面时，确定为刻蚀结束，从而精准地实现该刻蚀步骤。具体而言，可以在控片(MonitorWafer)试验或分片试验(SplitRun)中通过观察确定硬掩膜层110被移除，还可以在对硬掩膜层110进行刻蚀的过程中，采用常规的终点检测技术确定硬掩膜层110全部被移除，从而确定刻蚀结束。参照图4，对所述图案沟槽121(参照图3)底部的半导体衬底100进行刻蚀，以在所述半导体衬底100中形成沟槽122。在具体实施中，所述刻蚀工艺例如可以采用干法刻蚀工艺，刻蚀固定刻蚀时长，以完成刻蚀所述沟槽122。需要指出的是，由于需要对掩膜层160暴露出的区域的半导体衬底100的厚度的一部分进行刻蚀，也即并不能通过观察或判断该区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；形成牺牲层，所述牺牲层堆叠于所述半导体衬底上；对所述牺牲层进行图形化，以在所述牺牲层中形成图案沟槽，所述图案沟槽的底部暴露出所述半导体衬底的表面；对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除，以在所述半导体衬底中形成沟槽；其中，所述牺牲层的厚度与所述沟槽的预期厚度相关联。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；形成牺牲层，所述牺牲层堆叠于所述半导体衬底上；对所述牺牲层进行图形化，以在所述牺牲层中形成图案沟槽，所述图案沟槽的底部暴露出所述半导体衬底的表面；对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除，以在所述半导体衬底中形成沟槽；其中，所述牺牲层的厚度与所述沟槽的预期厚度相关联。2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述牺牲层直接堆叠于所述半导体衬底的表面，且所述牺牲层的材料不同于所述半导体衬底顶部的材料。3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底的表面形成有中间层，所述牺牲层堆叠于所述中间层的表面，且所述牺牲层的材料不同于所述中间层顶部的材料。4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述中间层选自以下一种或多种：氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，无定形碳，无定形硅以及多晶硅。5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀，直至所述牺牲层被全部移除包括：在对所述牺牲层和所述图案沟槽底部的半导体衬底进行刻蚀的过程中，通过终点检测技术判断所述牺牲层是否被全部移除。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周成，孟宪宇，吴宗祐，林宗贤，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32