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)實現(xiàn)思路

1、基于此，本申請實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、在一些實施例中，所述保護(hù)氣體至少包括碳氟氣體。

9、在一些實施例中，所述保護(hù)氣體還包括碳?xì)錃怏w。

10、在一些實施例中，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、本申請實施例可以/至少具有以下優(yōu)點：

22、本申請實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、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踐中得到教導(dǎo)。本申請的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(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