本申請涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種無定形碳層刻蝕方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造過程中，無定形碳層廣泛用于掩膜材料、硬掩模層等。然而，由于無定形碳層的材料特性，在刻蝕過程中容易出現(xiàn)一些問題，尤其是在刻蝕較深的溝槽時，常常會遇到倒梯形剖面和側(cè)壁損傷的問題。這種現(xiàn)象不僅影響到刻蝕形貌，還會對后續(xù)工藝步驟造成電性缺陷，例如增加溝槽側(cè)壁的電阻或者引入雜質(zhì)，進(jìn)而影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

2、因此，亟需一種能夠在刻蝕過程中有效保護(hù)側(cè)壁并維持刻蝕速率的改進(jìn)方法，從而提高無定形碳層的刻蝕效果，消除電性缺陷。

3、需要說明的是，上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本申請的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本申請實(shí)施例提供了一種無定形碳層刻蝕方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，能夠在刻蝕過程中保持良好的側(cè)壁形貌，消除刻蝕過程導(dǎo)致的電性缺陷，有效提升無定形碳層的刻蝕效果，進(jìn)而提升半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

2、根據(jù)一些實(shí)施例，本申請一方面提供了一種無定形碳層刻蝕方法，包括：

3、初始刻蝕步驟：通入刻蝕氣體，對無定形碳層進(jìn)行初始刻蝕，以于所述無定形碳層的一側(cè)形成溝槽；

4、初始保護(hù)步驟：通入保護(hù)氣體，以于所述溝槽的內(nèi)壁形成初始保護(hù)層；

5、中間刻蝕步驟：再次通入所述刻蝕氣體，基于所述溝槽進(jìn)行中間刻蝕；

6、中間保護(hù)步驟：再次通入所述保護(hù)氣體，于經(jīng)過所述中間刻蝕的所述溝槽內(nèi)壁形成中間保護(hù)層；

7、循環(huán)重復(fù)所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟多次，直至刻蝕至目標(biāo)深度；其中，自第三次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟開始，所述中間刻蝕步驟的工藝時間和所述中間保護(hù)步驟的工藝時間隨著循環(huán)周期次數(shù)的增加而增加。

8、在一些實(shí)施例中，所述保護(hù)氣體至少包括碳氟氣體。

9、在一些實(shí)施例中，所述保護(hù)氣體還包括碳?xì)錃怏w。

10、在一些實(shí)施例中，所述碳氟氣體中，碳原子與氟原子的原子數(shù)比例大于或等于0.6:1。

11、在一些實(shí)施例中，循環(huán)重復(fù)所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟多次的過程中，第一次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的所述工藝時間，與第二次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的所述工藝時間相同。

12、在一些實(shí)施例中，自第三次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟開始，每次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的工藝時間，相較于前次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的所述工藝時間增加至少30%。

13、在一些實(shí)施例中，所述初始保護(hù)步驟的工藝時間，與所述初始刻蝕步驟的工藝時間相同。

14、在一些實(shí)施例中，所述初始刻蝕步驟的工藝時間范圍包括2s~10s。

15、在一些實(shí)施例中，刻蝕工藝溫度小于或等于60℃，且保護(hù)工藝溫度小于或等于15℃。

16、在一些實(shí)施例中，刻蝕至所述目標(biāo)深度之后，所述刻蝕方法還包括：

17、修復(fù)步驟：再次通入所述刻蝕氣體，以修復(fù)所述溝槽的內(nèi)壁。

18、根據(jù)一些實(shí)施例，本申請另一方面還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括無定形碳層；

19、所述無定形碳層的一側(cè)具有溝槽，所述溝槽采用如上一些實(shí)施例中提供的無定形碳層刻蝕方法刻蝕形成。

20、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

21、本申請實(shí)施例可以/至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

22、本申請實(shí)施例通過交替使用刻蝕氣體和保護(hù)氣體，并多次循環(huán)刻蝕與保護(hù)過程，能夠有效改善刻蝕形貌。特別是在較深刻蝕過程中，能夠顯著減少側(cè)壁損傷，避免電性缺陷的產(chǎn)生。

23、本申請實(shí)施例引入了刻蝕氣體與保護(hù)氣體的循環(huán)過程，特別是從第三次循環(huán)開始，刻蝕氣體和保護(hù)氣體的工藝時間隨著循環(huán)次數(shù)的增加而延長，從而使得刻蝕深度與側(cè)壁保護(hù)效果同步提升。相比傳統(tǒng)刻蝕方法，本申請實(shí)施例通過調(diào)整反應(yīng)氣體的循環(huán)時間，使刻蝕過程更加穩(wěn)定，確保深度刻蝕的均勻性，并在保護(hù)氣體的作用下保持側(cè)壁的形貌。

24、此外，本申請實(shí)施例無需更換刻蝕腔體或關(guān)閉射頻源，即可靈活控制反應(yīng)氣體的種類和時間。如此，簡化了工藝流程，提升了刻蝕效率，從而更加適用于工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用的需求。

25、本申請的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本申請的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本申請的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，所述保護(hù)氣體至少包括碳氟氣體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，所述保護(hù)氣體還包括碳?xì)錃怏w。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，所述碳氟氣體中，碳原子與氟原子的原子數(shù)比例大于或等于0.6:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，循環(huán)重復(fù)所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟多次的過程中，第一次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的所述工藝時間，與第二次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的所述工藝時間相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，自第三次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟開始，每次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的工藝時間，相較于前次執(zhí)行所述中間刻蝕步驟和所述中間保護(hù)步驟的所述工藝時間增加至少30%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，所述初始保護(hù)步驟的工藝時間，與所述初始刻蝕步驟的工藝時間相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，所述初始刻蝕步驟的工藝時間范圍包括2s~10s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，刻蝕工藝溫度小于或等于60℃，且保護(hù)工藝溫度小于或等于15℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的無定形碳層刻蝕方法，其特征在于，刻蝕至所述目標(biāo)深度之后，所述刻蝕方法還包括：

11.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括無定形碳層；

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種無定形碳層刻蝕方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該無定形碳層刻蝕方法包括：通入刻蝕氣體，對無定形碳層進(jìn)行初始刻蝕，以于無定形碳層的一側(cè)形成溝槽；通入保護(hù)氣體，以于溝槽的內(nèi)壁形成初始保護(hù)層；再次通入刻蝕氣體，基于溝槽進(jìn)行中間刻蝕；再次通入保護(hù)氣體，于經(jīng)過中間刻蝕的溝槽內(nèi)壁形成中間保護(hù)層；循環(huán)重復(fù)中間刻蝕步驟和中間保護(hù)步驟多次，直至刻蝕至目標(biāo)深度；其中，自第三次循環(huán)開始，中間刻蝕步驟的工藝時間和中間保護(hù)步驟的工藝時間隨著循環(huán)周期次數(shù)的增加而增加。該無定形碳層刻蝕方法能夠在刻蝕過程中保持良好的側(cè)壁形貌，有效提升無定形碳層的刻蝕效果，進(jìn)而提升半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：孟煒祁,王兆祥,趙兵,裴凱,曾子菱,葉武錦,劉少康
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海邦芯半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2