[发明专利]半导体的反应离子刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体的反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，RIE)方法。

背景技术

半导体制造技术领域中，经常需要在硅材料上构图刻蚀形成沟槽。现有技术中，通常都是采用干法的RIE刻蚀技术，通过含氟元素的气体产生氟等离子(Plasma)来刻蚀硅材料，然后再单独进行沟槽周围的钝化技术处理。但这样的处理方法需要重新启动机台、重新设置参数，需用真空泵将刻蚀气体抽走后再进行下一个步骤，这将大大降低刻蚀的效率，容易对工艺造成波动，而且难于维持后续过程射频的稳定。

因此亟待提供一种改进的半导体的反应离子刻蚀方法以克服以上缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体的反应离子刻蚀方法，其能提高刻蚀及钝化效率，且半导体的刻蚀效果好，从而保证产品的质量。

为实现上述目的，本发明半导体的反应离子刻蚀方法，包括：向反应腔通入用于与硅形成钝化层的第一气体，保持预定时长后，通入含氟的第二气体，达到第一时间点后先停止通入所述第二气体，达到第二时间点后再停止通入所述第一气体，所述第一时间点早于所述第二时间点。

与现有技术相比，本发明的半导体的反应离子刻蚀方法在形成刻蚀图案的过程中，保持通入用于形成钝化层的气体，该钝化气体早于刻蚀气体的通入，且迟于刻蚀气体停止通入，因此在半导体的硅侧壁进行沟槽刻蚀的同时在半导体的硅侧壁上产生薄层钝化层；而且钝化气体的通入时间被延长，使得残余的氟等离子和用于形成钝化膜的气体的等离子共同存在，形成钝化膜气体所产生的等离子可以与硅侧壁反应产生薄层钝化层，防止残留的刻蚀等离子与硅侧壁继续刻蚀，从而减少底切效应和槽形效应。本发明的刻蚀效率高，且半导体的刻蚀效果好，从而保证产品的质量。

较佳地，所述第一气体为CO₂、CO、O₂、N₂中的任一或任意两种以上组合的混合气体。

较佳地，所述第二气体为SF₆、CF₄、CHF₄、NF₃中的任一。

较佳地，所述第一气体和所述第二气体的流量比例为2:3～5:6。

较佳地，刻蚀过程中的气压范围为3～400毫托，射频功率为100～220瓦，射频频率为60～80兆赫兹。

较佳地，还包括向反应腔通入惰性气体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的半导体的反应离子刻蚀方法作进一步说明，但不因此限制本发明。本发明的半导体的反应离子刻蚀方法在形成刻蚀图案的过程中，保持通入用于形成钝化层的气体，且该钝化气体迟于刻蚀气体停止，因此在半导体的硅侧壁反应产生薄层钝化层，从而防止残留的氟等离子与硅侧壁继续刻蚀，从而减少底切效应和槽形效应。

在本发明的半导体的反应离子刻蚀方法的一个实施例中，该方法包括：向反应腔通入用于与硅形成钝化层的第一气体，保持预定时长后，通入含氟的第二气体，达到第一时间点后先停止通入第二气体，达到第二时间点后再停止通入第一气体，第一时间点早于第二时间点。该第一气体称为钝化气体，该第二气体称为刻蚀气体。具体地，在刻蚀过程开始时，首先通入该钝化气体，在预定时间后再通入刻蚀气体，从而使得刻蚀过程和钝化过程同时完成。而且，在刻蚀结束时，首先停止刻蚀气体的通入，继而再停止钝化气体的通入，这样的好处是防止残留的刻蚀等离子与硅侧壁继续刻蚀，从而减少底切效应和槽形效应。

具体地，通入刻蚀气体和钝化气体的具体时长并不受限制，因应不同产品可进行实际调整。

具体地，该刻蚀气体为SF₆、CF₄、CHF₄、NF₃中的任一，在刻蚀过程中产生的氟等子对硅侧壁进行刻蚀，从而形成图案或沟槽。