多晶硅刻蚀方法技术

本申请公开了一种多晶硅刻蚀方法，涉及半导体制造领域。该方法包括提供一衬底，衬底内形成有浅沟槽隔离，浅沟槽隔离高于有源区，衬底表面依次覆盖有多晶硅层、硬掩膜层、BARC、光阻；根据光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于BARC的厚度，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀有源区上方的BARC；根据光阻定义的图形区域对硬掩膜层进行刻蚀，去除光阻和BARC，刻蚀多晶硅层；解决了现有技术中增加BARC过刻蚀过程后特征尺寸均匀性变差的问题，达到了改善特征尺寸的均匀性，以及保证特征尺寸的大小的效果。

【技术实现步骤摘要】
多晶硅刻蚀方法
本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种多晶硅刻蚀方法。
技术介绍
在制作半导体器件时，一般会在衬底上制作浅沟槽隔离，利用浅沟槽隔离定义出有源区。在一些情况下，浅沟槽隔离会高出有源区，形成台阶，比如，浅沟槽隔离与有源区的高度差为500A，即台阶高度为500A。随着工艺复杂度增加，在多晶硅栅刻蚀的过程中，浅沟槽隔离与有源区表面的夹角处会残留有多晶硅，且残留的多晶硅无法通过刻蚀去除。如图1所示，浅沟槽隔离11与有源区12表面的夹角处有多晶硅13残留。常规方法中，当浅沟槽隔离上方的BARC(BottomAnti-Reflectivecoating，底部抗反射层)被刻蚀去除后，增加过刻蚀处理来保证台阶下方的BARC被去除。然而，过刻蚀BARC时也会刻蚀掉一部分硬掩膜层，由于不同图形之间有不同的负载效应，不同图形对应的硬掩膜层会产生不同的刻蚀效果，导致特征尺寸的均匀性很差，影响半导体器件的良率。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本申请提供了一种多晶硅刻蚀方法。该技术方案如下：一方面，本申请实施例提供了一种多晶硅刻蚀方法，该方法包括：提供一衬底，衬底内形成有浅沟槽隔离，浅沟槽隔离用于定义有源区，浅沟槽隔离高于有源区，衬底表面依次覆盖有多晶硅层、硬掩膜层、BARC、光阻；根据光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于BARC的厚度；根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC；根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀有源区上方的BARC；根据光阻定义的图形区域，采用干法刻蚀对硬掩膜层进行刻蚀；去除光阻和BARC；根据硬掩膜层定义的图形区域，刻蚀多晶硅层。可选的，根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC，包括：根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC，刻蚀过程中源功率为第一功率；根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀有源区上方的BARC，包括：根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀有源区上方的BARC，刻蚀过程中源功率为第二功率；第一功率小于第二功率。可选的，根据光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除预定厚度的BARC，预定厚度小于BARC的厚度，包括：根据光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除预定厚度的BARC，预定厚度小于BARC的厚度；其中，刻蚀过程中，气压为5-10mt，源功率为300-500W，偏压电压为80-100V，温度为50-55℃。可选的，根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC，包括：根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC；其中，刻蚀过程中，气压为5-10mt，源功率为300-400W，偏压电压为40-80V，温度为40-45℃。可选的，根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀有源区上方的BARC，包括：根据光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀有源区上方的BARC；其中，刻蚀过程中，气压为5-10mt，源功率为350-450W，偏压电压为40-80V，温度为40-45℃。可选的，根据光阻定义的图形区域，采用干法刻蚀对硬掩膜层进行刻蚀，包括：根据光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体和二氟甲烷气体对硬掩膜层进行刻蚀。可选的，硬掩膜层的材料为TEOS。可选的，浅沟槽隔离高于有源区至少500A。本申请技术方案，至少包括如下优点：通过提成一衬底，衬底内形成有浅沟槽隔离，浅沟槽隔离高于有源区，衬底表面依次覆盖有多晶硅层、硬掩模层、BARC、光阻，根据光阻定义的图形区域，利用CF4气体刻蚀去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于BARC的厚度，根据光阻定义的图形区域，利用CL2、O2和HE刻蚀去除浅沟槽隔离上方的BARC，利用CL2、O2和HE按时间刻蚀有源区上方的BARC，刻蚀硬掩模层，去除光阻和BARC，刻蚀多晶硅层；解决了现有技术中增加BARC过刻蚀过程后特征尺寸均匀性变差的问题，达到了避免浅沟槽隔离与有源区的高度差导致的多晶硅残留，改善特征尺寸的均匀性，以及保证特征尺寸的大小的效果。附图说明为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是一种器件结构的SEM图；图2是本申请一实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的流程图；图3是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图4是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图5是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图6是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图7是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图8是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图9是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图10是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图11是本申请实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的实施示意图；图12是本申请又一实施例提供的一种多晶硅刻蚀方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，下面所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述方法包括：/n提供一衬底，所述衬底内形成有浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离用于定义有源区，所述浅沟槽隔离高于所述有源区，所述衬底表面依次覆盖有多晶硅层、硬掩膜层、BARC、光阻；/n根据所述光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于所述BARC的厚度；/n根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除所述浅沟槽隔离上方的BARC；/n根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀所述有源区上方的BARC；/n根据所述光阻定义的图形区域，采用干法刻蚀对所述硬掩膜层进行刻蚀；/n去除所述光阻和所述BARC；/n根据所述硬掩膜层定义的图形区域，刻蚀所述多晶硅层。/n

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅刻蚀方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一衬底，所述衬底内形成有浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离用于定义有源区，所述浅沟槽隔离高于所述有源区，所述衬底表面依次覆盖有多晶硅层、硬掩膜层、BARC、光阻；
根据所述光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除部分BARC，被去除部分的BARC厚度小于所述BARC的厚度；
根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除所述浅沟槽隔离上方的BARC；
根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀所述有源区上方的BARC；
根据所述光阻定义的图形区域，采用干法刻蚀对所述硬掩膜层进行刻蚀；
去除所述光阻和所述BARC；
根据所述硬掩膜层定义的图形区域，刻蚀所述多晶硅层。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除所述浅沟槽隔离上方的BARC，包括：
根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气刻蚀去除所述浅沟槽隔离上方的BARC，刻蚀过程中源功率为第一功率；
所述根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀所述有源区上方的BARC，包括：
根据所述光阻定义的图形区域，利用氯气、氧气和氦气按时间刻蚀所述有源区上方的BARC，刻蚀过程中源功率为第二功率；
所述第一功率小于所述第二功率。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光阻定义的图形区域，利用四氟化碳气体刻蚀去除预定厚度的BARC，所述预定厚度小于所述BARC的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：向磊，戴鸿冉，熊磊，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32