一种晶圆刻蚀方法技术

本发明专利技术实施例提供一种晶圆刻蚀方法，涉及集成电路制造，该方法包括：氧化步骤：向设于晶圆上的刻蚀槽内通入氧气，通过氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化，形成具有平滑界面的氧化层，之后停止通入氧气；沉积步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀气体，通过所述刻蚀气体刻蚀所述氧化层，形成连续光滑的聚合物层，得到沉积表面；刻蚀步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀源，通过所述刻蚀源对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行刻蚀；循环沉积步骤和刻蚀步骤多次，直至在刻蚀步骤中将所述刻蚀槽的必要尺寸刻蚀到各自的误差范围内。采用氧化步骤、沉积步骤、刻蚀步骤使得每块晶圆的各尺寸刻蚀到各自的误差范围内，晶圆的各关键性尺寸具有较好的均匀度。晶圆的各关键性尺寸具有较好的均匀度。晶圆的各关键性尺寸具有较好的均匀度。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆刻蚀方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造领域，具体涉及一种晶圆刻蚀方法。

技术介绍

[0002]在集成电路制造中，刻蚀(Etch)是半导体制造工艺、微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤。刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀，干法刻蚀又包括气相刻蚀和等离子体(Plasma)刻蚀，随着器件尺寸不断减小，干法刻蚀得到了更广泛的应用。然而，器件尺寸的缩小对干法刻蚀的要求日益提高，刻蚀后晶圆CD的一致性(CDuniformity)成为刻蚀工艺的巨大挑战。
[0003]现有技术中，深硅刻蚀的工艺方法通常为bosch工艺法，由于受边缘效应的影响，电磁场在边缘处会产生畸变，使得边缘的刻蚀轮廓出现倾斜效应，降低了整面刻蚀形貌的均匀性。另一方面，等离子体在气体流场和电磁场作用下也会使刻蚀角度发生倾斜。
技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种晶圆刻蚀方法，能够解决现有技术中存在的问题。
[0005]为达上述目的，本专利技术实施例提供一种晶圆刻蚀方法，一种晶圆刻蚀方法，包括：
[0006]氧化步骤：向设于晶圆上的刻蚀槽内通入氧气，通过氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化，形成具有平滑界面的氧化层，之后停止通入氧气；
[0007]沉积步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀气体，通过所述刻蚀气体刻蚀所述氧化层，形成连续光滑的聚合物层，得到沉积表面；
[0008]刻蚀步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀源，通过所述刻蚀源对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行刻蚀；
[0009]循环沉积步骤和刻蚀步骤多次，直至在刻蚀步骤中将所述刻蚀槽的必要尺寸刻蚀到各自的误差范围内。
[0010]上述技术方案具有如下有益效果：氧化步骤形成具有平滑界面的氧化层，改善刻蚀工艺的均匀性。沉积步骤得到沉积表面；刻蚀气体能够阻挡侧壁刻蚀，增强向下刻蚀的方向性，在刻蚀后能够形成侧面聚合物，所以能够增强向下刻蚀的方向性，避免后续的刻蚀步骤中由于刻蚀槽的侧壁聚合物层不连续而造成硅的横向刻蚀。刻蚀步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀源，通过所述刻蚀源对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行刻蚀；在氧化之后，再进行沉积，最后进行刻蚀，那么本次刻蚀完成后，晶圆的关键性尺寸也具有较好的均匀度。循环沉积步骤和刻蚀步骤多次，直至在刻蚀步骤中将所述刻蚀槽的必要尺寸刻蚀到各自的误差范围内，每次沉积步骤能够增强向下刻蚀的方向性，每次刻蚀完成后，晶圆的关键性尺寸在当次都能够具有较好的均匀度，所以采用循环沉积步骤和刻蚀步骤多次后，每块晶圆的各尺寸刻蚀到各自的误差范围内，使得最后，必要尺寸均处于各自的误差范围内，即晶圆的各关键性尺寸具有较好的均匀度。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0012]图1是本专利技术实施例的一种晶圆刻蚀方法的流程图；
[0013]图2是本专利技术实施例所形成的待沉积表面；
[0014]图3是本专利技术实施例首次形成的沉积表面；
[0015]图4是本专利技术实施例在刻蚀过程中的刻蚀槽。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]如图1所示，结合本专利技术的实施例，提供一种晶圆刻蚀方法，包括：
[0018]氧化步骤：向设于晶圆上的刻蚀槽内通入氧气，通过氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化，形成具有平滑界面的氧化层，之后停止通入氧气；具有平滑界面的氧化层有利于后续沉积得到均匀而连续的聚合物层，改善刻蚀工艺的均匀性。均匀、连续的光滑的聚合物来使得对晶圆采用刻蚀气体的离子刻蚀的化学效应中获得更均匀的反应，从而避免了“受边缘效应的影响，电磁场在边缘处会产生畸变，使得边缘的刻蚀轮廓出现倾斜效应”，使得晶圆刻蚀形貌具有非常好的均匀性。
[0019]沉积步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀气体，通过所述刻蚀气体刻蚀所述氧化层，形成连续光滑的聚合物层，得到沉积表面；刻蚀气体能够阻挡侧壁刻蚀，增强向下刻蚀的方向性，在刻蚀后能够形成侧面聚合物，所以能够增强向下刻蚀的方向性，避免后续的刻蚀步骤中由于刻蚀槽的侧壁聚合物层不连续而造成硅的横向刻蚀。
[0020]刻蚀步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀源，通过所述刻蚀源对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行刻蚀；在氧化之后，再进行沉积，最后进行刻蚀，那么本次刻蚀完成后，晶圆的关键性尺寸也具有较好的均匀度，均匀度(均匀性)可以细分为刻蚀轮廓的均匀性和刻蚀深度的均匀性。
[0021]循环沉积步骤和刻蚀步骤多次，直至在刻蚀步骤中将所述刻蚀槽的必要尺寸刻蚀到各自的误差范围内，误差范围通常包括正负值，允许必要尺寸处于最低值和最高值之间；必要尺寸CD(Critical Dimension)是描述圆晶(即晶圆)刻蚀的特征尺寸的术语，即电路的几何尺寸；具体为在晶圆wafer上的最小特征尺寸、关键尺寸或跨晶圆栅极临界尺寸。例如：如果在芯片上的最小特征尺寸是0.18μm，那么这个尺寸就是CD。必要尺寸可以是平均值，也可以是绝对值。
[0022]每次沉积步骤能够增强向下刻蚀的方向性，每次刻蚀完成后，晶圆的关键性尺寸在当次都能够具有较好的均匀度，所以采用循环沉积步骤和刻蚀步骤多次后，每块晶圆的各尺寸刻蚀到各自的误差范围内，使得最后，必要尺寸均处于各自的误差范围内，即晶圆的
各关键性尺寸具有较好的均匀度；那么针对该类的所有晶圆(即芯片)，在完成最后一次刻蚀步骤后，因为每个晶圆的各关键性尺寸具有较好的均匀度，所以每块芯片的性能、外观都具有良好偶的一致性，由于该类所有的晶圆具有良好的一致性，所以芯片与芯片之间在速度和功耗方面的性能差异小，通过本专利技术有效控制了跨晶片关键性尺寸的变化，能够具有更紧密的芯片速度和功耗分布；最终使得具有更一致的芯片性能和更高的产量。
[0023]优选地，在所述氧化步骤之前还包括：
[0024]预刻蚀步骤：将处于晶圆表面的掩膜层向上放置，在所述掩膜层上设有指示刻蚀的图形，根据所述图形自所述掩膜层开始预刻蚀，在所述晶圆的表面形成预设深度的刻蚀槽，所述刻蚀槽的内表面为连续的底部和侧壁；其中，所述刻蚀槽的内表面具有刻蚀纹路，所述刻蚀纹路具有相间的凸部和凹部。刻蚀槽用于后续的氧化、沉积和刻蚀，最后形成必要尺寸具有均匀性的晶圆。
[0025]优选地，所述氧化步骤，具体包括：
[0026]向刻蚀设备的反应腔室中通入氧气并对氧气加热升温，通过反应腔室中的氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化；
[0027]在氧气升温阶段，在所述刻蚀槽的底部所生成的氧化层比在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆刻蚀方法，其特征在于，包括：氧化步骤：向设于晶圆上的刻蚀槽内通入氧气，通过氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化，形成具有平滑界面的氧化层，之后停止通入氧气；沉积步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀气体，通过所述刻蚀气体刻蚀所述氧化层，形成连续光滑的聚合物层，得到沉积表面；刻蚀步骤：向所述刻蚀槽内通入刻蚀源，通过所述刻蚀源对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行刻蚀；循环沉积步骤和刻蚀步骤多次，直至在所述刻蚀步骤中将所述刻蚀槽的必要尺寸刻蚀到各自的误差范围内。2.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，在所述氧化步骤之前还包括：预刻蚀步骤：将处于晶圆表面的掩膜层向上放置，在所述掩膜层上设有指示刻蚀的图形，根据所述图形自所述掩膜层开始预刻蚀，在所述晶圆表面形成预设深度的刻蚀槽，所述刻蚀槽的内表面为连续的底部和侧壁；其中，所述刻蚀槽的内表面具有刻蚀纹路，所述刻蚀纹路具有相间的凸部和凹部。3.根据权利要求2所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述氧化步骤，具体包括：向刻蚀设备的反应腔室中通入氧气并对氧气加热升温，通过反应腔室中的氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化；在氧气升温阶段，在所述刻蚀槽的底部所生成的氧化层比在所述侧壁度所生成的氧化层薄；将氧气升温至恒温阶段，在所述刻蚀槽的底部所生成的氧化层比在所述侧壁度所生成的氧化层厚，直至将所述刻蚀槽的底部和侧壁刻蚀成具有平滑界面的氧化层，之后停止所述反应腔室中通入氧气；其中，在氧气对所述刻蚀槽的底部和侧壁进行氧化的过程中，所述凸部接触氧气的面积相对所述凹部接触氧气的面积大，使得氧气对所述凸部的氧化速率比氧气对所述凹部的氧化速率快，使得所述刻蚀槽的底部和侧壁均被刻蚀成具有平滑界面的氧化层。4.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，在所述氧化步骤之后，所述沉积步骤之前，还包括：待沉积步骤：在形成所述氧化层之后，向所述刻蚀槽内通入刻蚀气体，通过所述刻蚀气体与所述氧化层进行反应来刻蚀所述氧化层，直至形成光滑的第一聚合物，停止向所述刻蚀槽内通入所述刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘道国，
申请(专利权)人：深圳市尚鼎芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：