一种高压电源开关接触孔侧壁垂直刻蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种高压电源开关接触孔侧壁垂直刻蚀方法，该方法中首先利用四氟化碳气流去除第一深度接触孔表面的原生二氧化硅；其次，在特定工艺条件下，采用六氟化硫、氧气和氦气的混合气体流进行接触孔的第二深度刻蚀。本发明专利技术方法可完成对高宽深比的接触孔所进行的进一步深度刻蚀且刻蚀所得的第二深度接触孔侧壁垂直。同时本发明专利技术方法中，还利用对六氟化硫与氧气的气体流比例的调节来控制其刻蚀速率，从而使其在相同的刻蚀时间内刻蚀得到不同的接触孔刻蚀深度，满足不同的设计需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路制造领域，具体涉及一种高压电源开关的接触孔侧 壁垂直刻蚀方法。
技术介绍
在目前的集成电路制造工艺中，衡量半导体制造技术的关键参数特征尺寸(CD)越来越朝着细微化方向发展，与此同时硅槽的深度要求也在不断 提高，刻蚀即是实现上述工艺要求的核心工艺技术之一。各向同性的刻蚀剖面由于在所有方向上以相同的刻蚀速率进行刻蚀，导 致被刻蚀材料在掩模下面产生钻蚀，这将带来不希望的线宽损失。对于纳米 尺寸的接触孔图形来说，希望刻蚀的剖面是各向异性的，即刻蚀只在垂直于 硅片表面的方向进行，只有少量的横向刻蚀。现有的各向异性的深槽刻蚀技 术一般均采用氟基的气体如六氟化硫、四氟化碳等，但由于氟基气体本身 腐蚀硅是各向同性的，所以即使是在典型的反应离子刻蚀的.条件下，横向的 腐蚀也比较严重，往往只能得到碗状剖面的接触孔，这样很难满足特定设备 的要求。同时，目前采用氟基气体的刻蚀工艺技术中，刻蚀所需的时间一般 较长，从而影响到了产品的产量，并且刻蚀的时间与刻蚀速率之间的关系难 以把握，从而不容易满足不同器件设计所需的不同接触孔深度。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种对高宽深比的高压电源开关接触 孔进行进一步深度的侧壁垂直刻蚀的方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，其特征在于包括以下步骤首先，在特定工艺条件下，利用四氟化碳气流去除第一深度接触孔表面 的原生二氧化硅；其次，在特定工艺条件下，采用六氟化硫、氧气和氦气的混合气体流进 行接触孔的第二深度刻蚀。通过实验得出，通过调节六氟化硫与氧气的气体流比例可改变其对掺杂 单晶硅的刻蚀速率，本专利技术的 中，还利用对六氟化硫与氧气的气体流比例的调节来控制其刻蚀速率，从而 使其在相同的刻蚀时间内得到不同的接触孔刻蚀深度，满足不同的设计需 要。本专利技术的一种高压电源开关的接触孔侧壁垂直刻蚀方法，可完成对高宽 深比的接触孔所进行的进一步深度刻蚀且刻蚀所得的第二深度接触孔侧壁 垂直，同时本专利技术方法中，通过对刻蚀气流中六氟化硫及氧气比例的控制来 控制刻蚀速率，从而可在相同的刻蚀工艺时间内得到不同深度的接触孔，可 满足了器件不同的设计需要。附图说明图1是已具有第一深度未经刻蚀的高压电源开关接触孔示意图2是经刻蚀的具有第二深度的高压电源开关接触孔示意图。具体实施例方式下面以结合实施例和附图进 一 步说明本专利技术方法。高压电源开关的接触孔刻蚀之前的结构如图1所示，已有接触孔103的 侧壁部分101为二氧化珪，接触孔底部102部分为经掺杂的单晶硅。现有的 接触孔103本身已具有较高的深宽比，其深度大于7k,而其直径则小于 0.35um，请结合参看图2,通过进一步的刻蚀，希望在接触孔103底部102 的得到与接触孔103等直径的侧壁垂直的加深接触孔104。加深接触孔104 的刻蚀深度需求从500A到5000A不等，根据不同的器件设计需要来确定不 同的刻蚀深度进行刻蚀，且不同刻蚀深度的刻蚀需在相同工艺时间内完成， 因而需要一种刻蚀方法能对刻蚀速率进行有效的控制。为实现上述目的，本 专利技术的 一 种高压电源开关接触孔侧壁垂直刻蚀方法为首先，设定特定工艺条件，利用四氟化碳气流去除接触孔表面的原生二 氧化硅，可参考的具体工艺条件为四氟化碳的气体流量100sccm,射频功 率200w,下电压200v,工作气压10mt。待去除珪片表面二氧化石圭达到要求 后，利用六氟化硫、氧气及氦气的混合气流进行接触孔的刻蚀。由于通常采 用六氟化硫所进行的刻蚀为各向同性的，通过加入氧气进行等离子氧化从而 得到各向异性的刻蚀效果，同时为了稀释六氟化硫和氧气，使其与接触孔刻 蚀面的接触面积更大，在气体流中加入一定比例的氦气。为了在相同时间内 刻蚀得到不同深度的接触孔，本专利技术的方法中利用不同的六氟化^L与氧气气 流的比率来控制刻蚀速率从而达到上述目的。通过实验得出，在特定工艺条件下，选用的六氟化硫与氧气的气体流量的比例越高，其刻蚀速率越大。例如，在工作气压60mt、 500TCP、下电压100v，反应时间20秒的工艺条 件下，不同比例的六氟化硫、氧气及氦气混合气流所得的不同刻蚀速率如下 表<table>table see original document page 6</column></row><table>由上表可看出，通过气流中六氟化硫与氧气比例的调解可很好的控制 接触孔的刻蚀速率，从而在不影响机台性能的条件下在相同的刻蚀时间内可 得到不同刻蚀深度的接触孔，满足不同的设计需要，同时此种条件下的刻蚀 所得到的接触孔的剖面垂直。领域技术人员能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此来限定本专利技术 的保护范围，即依本专利技术所揭示的精神所作的均等变化或修改仍应涵盖在本 专利技术的保护范围内。权利要求1. ，其特征在于包括以下步骤:1)在特定工艺条件下，利用四氟化碳气流去除第一深度接触孔表面的原生二氧化硅；2)在特定工艺条件下，采用六氟化硫、氧气和氦气的混合气体流进行接触孔的第二深度刻蚀。2. 根据权利要求1所述的， 其特征在于，所述步骤2中通过调节所述六氟化硫与氧气的气体流比例控制 第二深度的刻蚀速率。全文摘要本专利技术公开了，该方法中首先利用四氟化碳气流去除第一深度接触孔表面的原生二氧化硅；其次，在特定工艺条件下，采用六氟化硫、氧气和氦气的混合气体流进行接触孔的第二深度刻蚀。本专利技术方法可完成对高宽深比的接触孔所进行的进一步深度刻蚀且刻蚀所得的第二深度接触孔侧壁垂直。同时本专利技术方法中，还利用对六氟化硫与氧气的气体流比例的调节来控制其刻蚀速率，从而使其在相同的刻蚀时间内刻蚀得到不同的接触孔刻蚀深度，满足不同的设计需要。文档编号H01L21/311GK101383322SQ20071004557公开日2009年3月11日 申请日期2007年9月4日 优先权日2007年9月4日专利技术者任连娟 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电源开关接触孔侧壁垂直刻蚀方法，其特征在于包括以下步骤：　１）在特定工艺条件下，利用四氟化碳气流去除第一深度接触孔表面的原生二氧化硅；　２）在特定工艺条件下，采用六氟化硫、氧气和氦气的混合气体流进行接触孔的第二深度刻蚀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任连娟，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]