[发明专利]硅刻蚀方法

说明书

本发明提供一种硅刻蚀方法，其包括：向反应腔室内通入O₂，以通过与Si反应来实现对Si的刻蚀；其中，腔室温度和氧气分压的设定满足使O₂与Si反应生成可挥发的SiO。本发明提供的硅刻蚀方法，其可以避免引入有毒气体，且反应产物不会给环境带来不良影响，而且可以提高Si/Si₃N₄和Si/SiO₂的刻蚀选择比。

技术领域

本发明涉及刻蚀技术领域，特别涉及一种硅刻蚀方法。

背景技术

牺牲层刻蚀是集成电路中很重要的工艺，然而随着技术带的更新，原有的刻蚀方法遇到的瓶颈越来越多。牺牲层材料的刻蚀有湿法和干法两种。其中，湿法刻蚀采用腐蚀液腐蚀牺牲层，薄膜极易出现粘附、破裂；而且湿法刻蚀由于表面张力作用很难实现小孔洞的图形清洗，此外湿法刻蚀往往选择比不是很好。

干法刻蚀主要有等离子体干法刻蚀和非等离子体干法刻蚀，其中，由于等离子体干法刻蚀是使用等离子刻蚀，这不可避免的会使表面有一定的离子注入，离子注入会导致纳米器件出现电损伤。非等离子体干法刻蚀是利用刻蚀气体与牺牲层材料发生反应，生成废气后排出。此法可在对结构无破坏的前提下实现牺牲层的去除，具有很好的一致性和均匀性。

但是，在进行硅刻蚀方法时，现有的非等离子体干法刻蚀方法通常采用XeF₂作为刻蚀气体，XeF₂是氟基刻蚀剂的一种。气态的XeF₂在室温下会自发地与Si发生反应，生成气态的SiF₄和Xe。然而，XeF₂的毒性比较大，且反应产物会给环境带来不良影响。同时，Si/Si₃N₄和Si/SiO₂的刻蚀选择比较低，很容易导致阻挡层SiO₂或者Si₃N₄被刻蚀掉。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种硅刻蚀方法，其可以避免引入有毒气体，且反应产物不会给环境带来不良影响，而且可以提高Si/Si₃N₄和Si/SiO₂的刻蚀选择比。

为实现上述目的，本发明提供了一种硅刻蚀方法，包括：

向反应腔室内通入O₂，以通过与Si反应来实现对Si的刻蚀；

其中，腔室温度和氧气分压的设定满足使所述O₂与Si反应生成可挥发的SiO。

可选的，所述腔室温度的取值范围在800℃-1800℃。

可选的，所述氧气分压的取值范围在0.2×10^-5-1×10^-2Torr。

可选的，所述氧气的流量的取值范围在5-200sccm。

可选的，通过调节所述氧气的流量的大小，来实现各向异性刻蚀或者各向同性刻蚀。

可选的，调节所述氧气的流量以使所述氧气的流量小于或者等于30sccm，以实现各向异性刻蚀；或者，调节所述氧气的流量以使所述氧气的流量大于30sccm，以实现各向同性刻蚀。

可选的，在向反应腔室内通入O₂的同时，向所述反应腔室内通入稀释气体。

可选的，所述稀释气体的流量的取值范围在1-1000sccm。

可选的，所述稀释气体包括氮气或惰性气体。

可选的，腔室压力的取值范围在10^-5-10^-2Torr。