多晶硅刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種多晶硅刻蝕方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體集成電路制造中，往往需要對多晶硅進(jìn)行刻蝕，如在溝槽柵功率MOSET 的溝槽柵的形成過程中，在形成柵溝槽之后，需要在柵溝槽中填充多晶硅，而多晶硅同時(shí)也 會形成于柵溝槽外面的半導(dǎo)體襯底如硅襯底表面，這時(shí)需要采用干法等離子體刻蝕工藝對 多晶硅進(jìn)行刻蝕以去除硅襯底表面的多晶硅，而由保留于柵溝槽中的多晶硅組成溝槽柵。
[0003] 現(xiàn)有干法等離子體刻蝕工藝通常采用溴化氫（HBr)作為刻蝕氣體，因?yàn)镠Br對硅 和二氧化硅具有較高的選擇比如可高達(dá)400以上，這樣比較容易將多晶硅單獨(dú)去除，而二 氧化硅則作為刻蝕的終點(diǎn)。
[0004] 但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)有多晶硅刻蝕方法往往會在半導(dǎo)體襯底表面產(chǎn)生較多 的球形缺陷（Ball Defect)，如圖IA所示，是現(xiàn)有多晶硅刻蝕方法完成后硅襯底表面的光 學(xué)照片，圖IA分布了眾多黑點(diǎn)如IOlb標(biāo)出的黑點(diǎn)，這些黑點(diǎn)在正常情形下是不應(yīng)當(dāng)存在 的；如圖IB所示，是對圖IA中硅襯底表面的一個(gè)球形缺陷IOlb放大的照片。球形缺陷IOlb 產(chǎn)生的原因是現(xiàn)有多晶硅刻蝕中形成的聚合物（Polymer)殘留于硅襯底表面形成的，現(xiàn)有 多晶硅刻蝕方法中一般采用HBr作為刻蝕氣體，刻蝕多晶硅后形成較多的主要成分為SiBr 的聚合物，這種聚合物粘附在硅襯底表面后形成球形缺陷10 Ib。
[0005] 如圖2A至圖2C所示，是現(xiàn)有多晶硅刻蝕方法中器件剖面示意圖；以溝槽柵功率 MOSET的溝槽柵的形成過程中的多晶硅刻蝕為例，現(xiàn)有多晶硅刻蝕方法包括如下步驟：
[0006] 首先、在形成有柵溝槽的硅襯底102的表面依次形成介質(zhì)層如二氧化硅層103和 多晶硅層104,多晶硅層104要求完全填充內(nèi)側(cè)表面覆蓋有介質(zhì)層103的柵溝槽。
[0007] 其次、對多晶硅層104進(jìn)行干法等離子體刻蝕，需要采用RF射頻源以及載氣以形 成等離子體（Plasma) 105,采用刻蝕氣體實(shí)現(xiàn)刻蝕，刻蝕氣體通常采用HBr ;刻蝕過程中除 了多晶硅被刻蝕外，還會產(chǎn)生聚合物106,聚合物106主要由SiBr組成；氣體從腔體的一側(cè) 進(jìn)入即圖2B中的氣體進(jìn)入（gas in)，反應(yīng)后的殘?jiān)蛏晌飶那惑w的另一側(cè)排除即圖2B 中所示的反應(yīng)后氣體排除（Residue/resultant gas out)〇
[0008] 最后、如圖2C所示，刻蝕結(jié)束后，聚合物106沒被抽干凈，在硅襯底102也即介質(zhì) 層103的表面會形成聚合物101c。
[0009] 聚合物IOlc會對后續(xù)的體區(qū)注入（body II)和源區(qū)注入（source II)造成一定 的阻擋作用，最后導(dǎo)致良率的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多晶硅刻蝕方法，能減少或消除多晶硅刻 蝕后在半導(dǎo)體襯底表面形成的球形缺陷，提高產(chǎn)品良率。
[0011] 為解決上述技術(shù)委托，本發(fā)明提供的多晶硅刻蝕方法包括如下步驟：
[0012] 步驟一、在半導(dǎo)體襯底表面上依次形成第一介質(zhì)層和多晶硅層。
[0013] 步驟二、采用干法等離子體刻蝕工藝對所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕，所述干法等離子 體刻蝕工藝條件包括：RF射頻源、刻蝕氣體和載氣，通過所述RF射頻源和流入到刻蝕腔體 中的所述載氣和所述刻蝕氣體產(chǎn)生等離子體，利用所述刻蝕氣體對所述多晶硅層的刻蝕速 率大于對所述第一介質(zhì)層的刻蝕速率的特性實(shí)現(xiàn)對所述半導(dǎo)體襯底表面上的所述多晶硅 層的完全刻蝕，所述刻蝕氣體和所述硅反應(yīng)時(shí)還會形成聚合物。
[0014] 步驟三、對所述半導(dǎo)體襯底表面上的所述多晶硅層的完全刻蝕之后在相同的所述 刻蝕腔體中進(jìn)行干法處理工藝，所述干法處理工藝條件包括：RF射頻源和載氣且所述干法 處理工藝中不包括刻蝕氣體，從所述干法等離子體刻蝕工藝到所述干法處理工藝的過程中 所述RF射頻源持續(xù)輸出，利用所述RF射頻源和所述載氣使等離子體持續(xù)產(chǎn)生，利用等離子 體使所述干法等離子體刻蝕工藝中產(chǎn)生的所述聚合物保持懸浮狀態(tài)，利用所述載氣將處于 懸浮狀態(tài)的所述聚合物帶出到所述刻蝕腔體外，避免所述聚合物粘附在所述半導(dǎo)體襯底表 面形成球形缺陷。
[0015] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟一中所述半導(dǎo)體襯底用于形成溝槽柵功率MOSET，在形成所 述第一介質(zhì)層之前，在所述半導(dǎo)體襯底中形成有柵溝槽，所述第一介質(zhì)層和所述多晶硅層 除了形成于所述半導(dǎo)體襯底表面上之外，所述第一介質(zhì)層還形成于所述柵溝槽的底面和側(cè) 面，所述多晶硅層將形成有所述第一介質(zhì)層的所述柵溝槽完全填充，步驟二對所述半導(dǎo)體 襯底表面上的所述多晶硅層的完全刻蝕后由填充于所述柵溝槽中的所述多晶硅層組成所 述溝槽柵。
[0016] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底。
[0017] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一介質(zhì)層的材料為二氧化硅。
[0018] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述刻蝕氣體包括溴化氫。
[0019] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述干法處理工藝采用的RF射頻源的功率能等于或低于所述 干法等離子體刻蝕工藝的RF射頻源，在保證使等離子體持續(xù)產(chǎn)生的條件下，所述干法處理 工藝采用的RF射頻源的功率越低對所述半導(dǎo)體襯底的表面的保護(hù)越好。
[0020] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述干法處理工藝采用的RF射頻源包括頂部RF和底部RF，所述 干法處理工藝的底部RF功率越低對所述半導(dǎo)體襯底的表面的保護(hù)越好。
[0021] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述干法處理工藝采用的載氣和所述干法等離子體刻蝕工藝的 載氣能相同或不同，在保證使等離子體持續(xù)產(chǎn)生的條件下，所述干法處理工藝采用的載氣 的流量越大所述聚合物被移除的速率越快。
[0022] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述干法處理工藝采用的載氣包括氦氣和氧氣。
[0023] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述聚合物包括溴化硅。
[0024] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟二所述干法等離子體刻蝕工藝條件還包括真空壓強(qiáng)和時(shí) 間；步驟三中所述干法處理工藝條件還包括真空壓強(qiáng)和時(shí)間。
[0025] 本發(fā)明通過在干法等離子體刻蝕工藝之后增加一步干法處理工藝，干法處理工藝 和干法等離子體刻蝕工藝之間保持RF射頻源的持續(xù)性，使得在刻蝕腔體中一直保持有等 離子體，通過等離子體使得在干法等離子體刻蝕工藝中形成的聚合物保持懸浮狀態(tài)，并通 過載氣的流動能將懸浮的聚合物排出到刻蝕腔體外，所以本發(fā)明能夠避免聚合物粘附到半 導(dǎo)體襯底表面形成球形缺陷；同時(shí)本發(fā)明干法處理工藝中不再包括刻蝕氣體，能夠避免刻 蝕氣體對半導(dǎo)體表面的傷害，使半導(dǎo)體表面得到良好的保護(hù)，最后能提高產(chǎn)品的良率。
【附圖說明】
[0026] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0027] 圖IA是現(xiàn)有多晶娃刻蝕方法完成后娃襯底表面的光學(xué)照片；
[0028] 圖IB是對圖IA中硅襯底表面的一個(gè)球形缺陷放大的照片；
[0029] 圖2A-圖2C是現(xiàn)有多晶硅刻蝕方法中器件剖面示意圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例多晶硅刻蝕方法的流程圖；
[0031] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例多晶硅刻蝕方法完成后硅襯底表面的光學(xué)照片。
【具體實(shí)施方式】