[发明专利]对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法、半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，包括：

提供一衬底，所述衬底上具有一台阶结构，所述台阶结构从所述衬底表面凸出，在所述衬底上形成有一待刻蚀膜层，所述待刻蚀膜层覆盖所述台阶结构的顶部和侧壁，并延伸覆盖所述衬底的表面；

形成一掩膜层在所述待刻蚀膜层上，所述掩膜层覆盖所述待刻蚀膜层中位于所述台阶结构顶部的部分，以使所述掩膜层的高度投影区和所述待刻蚀膜层中覆盖所述台阶结构顶部和侧壁的部分的高度投影区重叠；以及，

利用具选择比刻蚀气体混合物非等向性干式刻蚀所述待刻蚀膜层，以去除所述待刻蚀膜层中位于所述衬底表面上的部分，并保留所述待刻蚀膜层中覆盖所述台阶结构顶部和侧壁的部分，所述具选择比刻蚀气体混合物包括至少一种轰击气体，所述轰击气体等离子化后轰击并非等向性腐蚀所述待刻蚀膜层，以沿着垂直于所述衬底表面的方向消耗所述待刻蚀膜层。

2.如权利要求1所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述具选择比刻蚀气体混合物还包括至少一种腐蚀气体，所述腐蚀气体等离子化后轰击并等向性腐蚀所述待刻蚀膜层。

3.如权利要求2所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述轰击气体与所述待刻蚀膜层之间的化学反应速率小于所述腐蚀气体与所述待刻蚀膜层之间的化学反应速率。

4.如权利要求1所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述待刻蚀膜层包括依次形成在所述衬底上的一第一导电层、一第二导电层和一遮蔽层，其中利用具选择比刻蚀气体混合物刻蚀所述待刻蚀膜层的步骤包括：

利用第一刻蚀气体混合物非等向性干式刻蚀所述待刻蚀膜层中的所述遮蔽层，以暴露出所述第二导电层；

利用第二刻蚀气体混合物非等向性干式刻蚀所述待刻蚀膜层中的所述第二导电层，以暴露出所述第一导电层；以及，

利用第三刻蚀气体混合物非等向性干式刻蚀所述待刻蚀膜层中的所述第一导电层，以完全去除所述待刻蚀膜层中未被所述掩膜层覆盖的部分；

在前述三道非等向性干式刻蚀后，部分的所述掩膜层仍覆盖于所述待刻蚀膜层中位于所述台阶结构顶部的部分。

5.如权利要求4所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体混合物、所述第二刻蚀气体混合物和所述第三刻蚀气体混合物均包括轰击气体。

6.如权利要求4所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述第三刻蚀气体混合物包括第三腐蚀气体，所述第三腐蚀气体对所述第一导电层相较于所述第三腐蚀气体对所述第二导电层的刻蚀选择比大于等于4:1。

7.如权利要求4所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述待刻蚀膜层的所述遮蔽层的材料包含氧化硅，所述第一刻蚀气体混合物包括第一腐蚀气体，所述第一腐蚀气体包括四氟化碳气体；所述待刻蚀膜层的所述第二导电层的材料包含钨，所述第二刻蚀气体混合物包括第二腐蚀气体，所述第二腐蚀气体包括六氟化硫气体；所述待刻蚀膜层的所述第一导电层的材料包含多晶硅，所述第三刻蚀气体混合物包括第三腐蚀气体，所述第三腐蚀气体包括四氟化碳气体。

8.如权利要求4所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述待刻蚀膜层中对应在所述台阶结构底部的部分形成一拐角，所述待刻蚀膜层还包括一形成在所述衬底上的介质层，所述第一导电层、所述第二导电层和所述遮蔽层依次形成在所述介质层上；在利用所述第三刻蚀气体混合物非等向性干式刻蚀所述第一导电层之后，进一步利用所述第三刻蚀气体混合物刻蚀所述介质层，并使所述介质层在对应所述拐角的位置受到侧向侵蚀；其中，

所述介质层的侧向侵蚀尺寸为所述遮蔽层在所述台阶结构侧壁的外缘边界至所述介质层在所述台阶结构侧壁的外缘边界并投射在所述衬底上的宽度尺寸，所述侧向侵蚀尺寸小于等于30nm。

9.如权利要求1所述的对覆盖台阶的膜层的刻蚀方法，其特征在于，所述轰击气体包括含氯气体。