沟槽的刻蚀方法

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种沟槽的刻蚀方法。

背景技术

在半导体制造业中，诸如超级结(super junction，SJ)器件、沟槽(trench)型金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor，MOSFET，本申请中简称为“MOS”)器件以及深沟槽隔离(deep trenchisolation，DTI)结构都需要对硅衬底进行刻蚀形成深沟槽。

由于深沟槽的深宽比(其深度和宽度的比值，又被称为“高宽比”)较大，刻蚀将会变得困难。如图1所示，通过刻蚀在硅衬底中形成深沟槽后，会有一定的几率在深沟槽的表面形成有“草状缺陷(silicon grass)”(如图1中虚线所示)，从而影响器件的形貌，降低器件的可靠性和良率。

发明内容

本申请提供了一种沟槽的刻蚀方法，可以解决相关技术中提供的深沟槽的刻蚀方法容易形成草状缺陷的问题，该方法包括：

在硅衬底上覆盖光阻，使目标区域暴露；

进行刻蚀，在所述目标区域的硅衬底中形成深沟槽，在所述刻蚀过程中，通过控制刻蚀的轰击能量和频率降低所述深沟槽的表面形成草状缺陷的几率；

去除光阻。

在一些实施例中，在所述刻蚀过程中，刻蚀的轰击能量大于200伏特。

在一些实施例中，在所述刻蚀过程中，在所述刻蚀过程中，刻蚀的低频脉冲的频率小于2000赫兹。

在一些实施例中，在所述刻蚀过程中，低频脉冲采用工作循环模式，每次刻蚀之间具有间隔时间。

在一些实施例中，在低频脉冲的工作循环模式中，每次刻蚀时间和间隔时间的比值为6:4至9:1。

在一些实施例中，所述深沟槽的深度和高度的比值大于6。

本申请技术方案，至少包括如下优点：

通过在进行深沟槽的刻蚀过程中，通过控制刻蚀的轰击能量和频率以降低深沟槽的表面形成草状缺陷的几率，改善了形成得到的深沟槽的形貌，提高了器件的可靠性和良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术中提供的深沟槽的刻蚀方法形成的深沟槽的透射电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)图像；

图2是本申请一个示例性实施例提供的沟槽的刻蚀方法的流程图；

图3是采用本申请一个示例性实施例提供的沟槽的刻蚀方法形成的深沟槽的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的沟槽的刻蚀方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤S1，在硅衬底上覆盖光阻，使目标区域暴露。

示例性的，可在硅衬底上涂布光阻，依次通过曝光、显影后，去除目标区域的光阻，使目标区域暴露，其中，目标区域是需要形成沟槽的区域。

步骤S2，进行刻蚀，在目标区域的硅衬底中形成深沟槽，在刻蚀过程中，通过控制刻蚀的轰击能量和频率降低深沟槽的表面形成草状缺陷的几率。

申请人发现，在刻蚀过程中，采用较低的频率和较高的轰击能量(由于刻蚀中的离子携带高能量可以提高离子自由程，从而能够刻蚀形成更深的沟槽)，能够改善刻蚀形成的深沟槽的形貌，降低深沟槽的表面形成草状缺陷的几率。其中，刻蚀的轰击能量大于200伏特(V)，刻蚀的低频脉冲的频率小于2000赫兹(Hz)。

同时，申请人发现，通过采用间歇式的刻蚀，可在每次刻蚀之间的间隔时间将反应物及时抽离，避免累积阻碍下一步的刻蚀。鉴于此，步骤S2中的刻蚀过程中，低频脉冲采用工作循环模式，每次刻蚀之间具有间隔时间。在一些实施例中，在低频脉冲的工作循环模式中，每次刻蚀时间和间隔时间的比值为6:4至9:1。

步骤S3，去除光阻。

示例性的，可通过灰化(ashing)工艺去除光阻。如图3所示，采用本申请实施例提供的沟槽的刻蚀方法，在硅衬底310中形成的深沟槽400，没有产生草状缺陷，该深沟槽400的深度h和宽度w之间的比值大于6。

综上所述，本申请实施例中，通过在进行深沟槽的刻蚀过程中，通过控制刻蚀的轰击能量和频率以降低深沟槽的表面形成草状缺陷的几率，改善了形成得到的深沟槽的形貌，提高了器件的可靠性和良率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。