專利名稱：凹槽刻蝕方法以及半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及ー種凹槽刻蝕方法、以及其中通過所述凹槽刻蝕方法來制造凹槽的半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
刻蝕エ藝是半導(dǎo)體器件制造過程中常用的エ藝。在半導(dǎo)體集成電路的制造過程中，刻蝕就是利用化學(xué)或物理方法有選擇性地從硅片表面去除不需要的材料的過程。從エ藝上區(qū)分，刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕。其中，濕法刻蝕的主要特點是各向同性刻蝕；干法刻蝕是利用等離子體來進行各向異性刻蝕，可以嚴(yán)格控制縱向和橫向刻蝕。對于功率器件，在刻蝕器件中的凹槽(尤其是沒有不填充鎢塞的凹槽)時，有時候會期望凹槽的上部的角輪廓形成為圓弧形狀，如圖3所示。因此，為了形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽，在現(xiàn)有技術(shù)的凹槽刻蝕方法中，如圖I所示，首先，在襯底I上形成N型摻雜層2，在N型摻雜層2上形成ニ氧化硅層3，在ニ氧化硅層3上形成正硅酸こ酯(TEOS)層4，在正硅酸こ酯層4上形成硼磷硅玻璃(boro-phospho-silicate-glass,BPSG)層5。此后,在硼磷娃玻璃層5涂覆光刻膠PR1，并且形成光刻膠PRl的用于刻蝕出凹槽的圖案，所得到的結(jié)構(gòu)如圖I所示。此后，利用形成有圖案的光刻膠執(zhí)行等離子刻蝕，從而在硼磷硅玻璃層5、正硅酸こ酯層4和ニ氧化硅層3中形成所述凹槽的圖案；此后去除光刻膠PR1，所得到的結(jié)構(gòu)如圖2所示。但是，此時，形成的凹槽的上部的角輪廓一般是直角形狀(如圖2)中的參考標(biāo)號CTl所示)，而不會形成為圓弧形狀。為此，為了形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽，后續(xù)還要執(zhí)行硼磷硅玻璃回流(reflow)步驟，由此才能形成如圖3所示的上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽(如圖3中的參考標(biāo)號CT2所示)?？梢钥闯觯懊嫠龅臑榱诵纬缮喜康慕禽喞纬蔀閳A弧形狀的凹槽的現(xiàn)有技術(shù)的凹槽刻蝕方法是比較麻煩的。因此，希望能夠提出一種能夠以簡化的方法來形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供ー種能夠以簡化的方法來形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽的凹槽刻蝕方法、以及其中通過所述凹槽刻蝕方法來制造凹槽的半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了ー種凹槽刻蝕方法，其包括在硅片上涂覆具有具體厚度的光刻膠；形成所述光刻膠的用于刻蝕出凹槽的圖案；以及利用形成有圖案的光刻膠，執(zhí)行等離子刻蝕；其中，對光刻膠的所述具體厚度以及等離子刻蝕過程中的刻蝕能量進行控制，以使等離子體能夠消耗完所述所述光刻膠而刻蝕到所述光刻膠的下面的硅片。優(yōu)選地，所述光刻膠的具體厚度介于3000A-4000A范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，等離子體刻蝕時的等離子刻蝕能量的范圍是1500-1700W。優(yōu)選地，所述硅片中從上至下包括硼磷硅玻璃層、正硅酸こ酯層、ニ氧化硅層、N型摻雜層和襯底層。優(yōu)選地，所述N型摻雜層的厚度可介于800-1500A范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述ニ氧化硅層的厚度可介于50-200A范圍內(nèi)。優(yōu)選地，硅酸こ酯層的厚度可介于2000-3000A范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述硼磷硅玻璃層的厚度可介于2500-3500A范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了ー種包含凹槽的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于采用了根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的凹槽刻蝕方法來制造所述凹槽。根據(jù)本發(fā)明，可以在不執(zhí)行硼磷硅玻璃回流的情況下形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽，從而簡化了エ藝步驟，降低了エ藝成本，并且縮短了エ藝時間。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中圖I至圖3示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的凹槽刻蝕方法。圖4至圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法制成的凹槽。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。圖4至圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法。如圖4和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法包括在襯底I上形成N型摻雜層2 ；在N型摻雜層2上形成ニ氧化硅層3 ；在ニ氧化硅層3上形成正硅酸こ酯層4 ；在正娃酸こ酯層4上形成硼磷娃玻璃層5 ；此后，在硅片上(更具體地說，在本實施例中，是在硼磷硅玻璃層5上)涂覆光刻膠PR2，并且形成光刻膠PR2的用于刻蝕出凹槽的圖案，所得到的結(jié)構(gòu)如圖4所示。在該步驟中，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在現(xiàn)有技術(shù)中，光刻膠PRl的厚度為hl，而在本發(fā)明實施例中，光刻膠PR2的厚度為h2。在其它エ藝條件相同的情況下，光刻膠PR2的厚度h2小于光刻膠PRl的厚度hl，下文將更加詳細地描述光刻膠厚度的具體細節(jié)。此后，利用形成有圖案的光刻膠PR2執(zhí)行等離子刻蝕，從而在硼磷硅玻璃層5、正硅酸こ酯層4和ニ氧化硅層3中形成所述凹槽的圖案(如圖5中的參考標(biāo)號CT3所示)；此后去除光刻膠PR2，所得到的結(jié)構(gòu)如圖5所示。更具體地說，在現(xiàn)有技術(shù)中，光刻膠PRl的厚度hi使得在等離子刻蝕過程中，對于覆蓋有光刻膠PRl的區(qū)域，等離子體僅僅進入光刻膠PRl，而不會進入被光刻膠PRl覆蓋的層中，從而使得未被光刻膠PRl覆蓋的區(qū)域被刻蝕掉，而被光刻膠PRl覆蓋的區(qū)域被保護不被刻蝕。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法使用的光刻膠PR2的厚度h2在其它エ藝條件相同的情況下小于光刻膠PRl的厚度hl，根據(jù)凹槽刻蝕的深度和物質(zhì)選擇光刻膠PR2的厚度h2，從而使得在等離子刻蝕 過程中，即使是被光刻膠PR2覆蓋的區(qū)域(的邊緣部分)也會受到刻蝕。換言之，在根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法中，對光刻膠PR2的厚度h2以及等離子的刻蝕能量進行控制，使等離子體能夠消耗完所述光刻膠而刻蝕到光刻膠PR2的下面的硅片(在本實施例中為硼磷硅玻璃層5)中，由此使得被光刻膠PR2覆蓋的區(qū)域(的邊緣部分)仍受到等離子的刻蝕。并且，由于等離子刻蝕光刻膠殘留的特點，凹槽圖案邊緣的區(qū)域的光刻膠(如圖4中的虛線橢圓框所示的區(qū)域)更早被消耗完全，，因此使得下層的凹槽邊緣處更容易受到刻蝕，而被光刻膠PR2覆蓋的遠離凹槽的區(qū)域不容易受到等離子體的刻蝕，從而有效地僅僅通過凹槽等離子刻蝕步驟就形成了上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽。如圖5所示，通過采用根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法，可以在不執(zhí)行硼磷硅玻璃回流的情況下形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽，從而簡化了エ藝步驟，降低了エ藝成本，并且縮短了エ藝時間。需要說明的是，上述實施例雖然示出了在硼磷硅玻璃層5、正硅酸こ酯層4和ニ氧化硅層3中形成凹槽圖案的示例，但是本發(fā)明并不限于此。實際上，利用光刻膠圖案形成凹槽的層的材料和層數(shù)并不受限，而是可以在任何數(shù)量以及任何適當(dāng)材料中形成凹槽。在本發(fā)明實施例的ー個具體示例中，優(yōu)選地，N型摻雜層2的厚度可介于800-1500A范圍內(nèi)，ニ氧化硅層3的厚度可介于50-200A范圍內(nèi)，正硅酸こ酯層4的厚度可介于2000-3000A范圍內(nèi)，硼磷硅玻璃層5的厚度可介于2500-3500A范圍內(nèi)，并且光刻膠PR2的厚度h2可介于3000-4000A范圍內(nèi)；相應(yīng)地，等離子體刻蝕時的等離子刻蝕能量的范圍是1500-1700W。在上述具體示例中,通過采用上述厚度及能量范圍，能夠最好地實現(xiàn)本發(fā)明的效果。當(dāng)然，雖然示出了具體厚度及能量范圍，但是本發(fā)明并不限于所述厚度及能量范圍。圖6示出了實際測試得到的根據(jù)本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法制成的凹槽。如圖6所示，可以清楚的看出，本發(fā)明實施例的凹槽刻蝕方法可以有效地形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽。根據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選實施例，本發(fā)明還提供了一種采用了上述凹槽刻蝕方法的半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選實施例，本發(fā)明還提供了ー種包含凹槽的半導(dǎo)體器件，其中所述凹槽是通過上述凹槽刻蝕方法形成的。當(dāng)然，半導(dǎo)體器件中的這些凹槽可以后續(xù)填充或者不填充導(dǎo)電的或者不導(dǎo)電的介質(zhì)材料?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.ー種凹槽刻蝕方法，其特征在于包括 在硅片上涂覆具有具體厚度的光刻膠； 形成所述光刻膠的用于刻蝕出凹槽的圖案；以及 利用形成有圖案的光刻膠，執(zhí)行等離子刻蝕； 其中，對光刻膠的所述具體厚度以及等離子刻蝕過程中的刻蝕能量進行控制，以使等離子體消耗完所述光刻膠而刻蝕到所述光刻膠的下面的硅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凹槽刻蝕方法，其特征在于，所述光刻膠的具體厚度介于3000A-4000A 范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凹槽刻蝕方法，其特征在于，等離子體刻蝕時的等離子刻蝕能量的范圍是1500-1700W。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凹槽刻蝕方法，其特征在于，所述硅片中從上至下包括硼磷硅玻璃層、正硅酸こ酯層、ニ氧化硅層、N型摻雜層和襯底層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凹槽刻蝕方法，其特征在干，所述N型摻雜層的厚度可介于800-1200A 范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凹槽刻蝕方法，其特征在于，所述ニ氧化硅層的厚度可介于50-200A范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凹槽刻蝕方法，其特征在于，硅酸こ酯層的厚度可介于2000-3000A 范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凹槽刻蝕方法，其特征在于，所述硼磷硅玻璃層的厚度可介于2500-3500A范圍內(nèi)。
9.ー種包含凹槽的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于采用了根據(jù)權(quán)利要求I至8之一所述的凹槽刻蝕方法來制造所述凹槽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種凹槽刻蝕方法以及半導(dǎo)體器件制造方法。根據(jù)本發(fā)明的凹槽刻蝕方法包括在硅片上涂覆具有具體厚度的光刻膠；形成所述光刻膠的用于刻蝕出凹槽的圖案；以及利用形成有圖案的光刻膠，執(zhí)行等離子刻蝕；其中，對光刻膠的所述具體厚度以及等離子刻蝕過程中的刻蝕能量進行控制，以使等離子體消耗完所述光刻膠而刻蝕到光刻膠的下面的硅片。利用刻蝕光刻膠殘留的特點，根據(jù)本發(fā)明，可以在不執(zhí)行硼磷硅玻璃回流的情況下形成上部的角輪廓形成為圓弧形狀的凹槽，從而簡化了工藝步驟，降低了工藝成本，并且縮短了工藝時間。
文檔編號H01L21/311GK102683180SQ20121019142
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者鄧詠楨, 陳瑩瑩 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司