刻蚀气体及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体制造加工领域，尤其设及一种刻蚀气体及其应用。
【背景技术】
[0002] 微电子技术已经成为信息时代的标签，在微电子技术中，一块集成电路巧片的制 造完成，需要经过集成电路设计、掩模板制造、原始材料制造、巧片加工、封装、测试等工序。 其中，对半导体娃片进行刻蚀形成工艺沟槽的技术，显得尤为关键。
[0003] 刻蚀是半导体制造工艺、微电子1C制造工艺W及微纳制造工艺中一个相当重要 的步骤，是与光刻相联系的图形化处理的一种重要工艺。
[0004] 在娃片表面依次沉积多晶娃薄膜、氮化娃薄膜和多晶娃薄膜后形成复合膜，使用 光刻胶作为复合膜的掩模板，对于复合膜的刻蚀方法，一般使用等离子体干法刻蚀，传统使 用皿r和Cl2的气体组合或CF 4和0 2的气体组合。使用皿r和C12的气体组合，此工艺对复 合膜刻蚀后得到的侧壁倾角只能达到82°左右，使用CF4和〇2的气体组合，得到的侧壁倾 角将近90°，但由于化对光刻胶的刻蚀速率较快，导致多晶娃对光刻胶的选择比较低。
[0005] 有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加W研究创新，W期创设一种刻蚀气体及其应 用，使其更具有产业上的利用价值。
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种刻蚀气体，用于多晶娃-氮化 娃-多晶娃复合膜的刻蚀，使刻蚀后复合膜的侧壁倾角达到90°，并提高多晶娃对光刻胶 的选择比。
[0007] 本发明提出的一种刻蚀气体，含有CF4和〇2两种气体，W及C12、SFe、皿r、CHFs中 的一种或多种气体。
[000引进一步的，所述刻蚀气体为CF4、化和C1 2,所述CF4、化和C1 2体积比为16:1:8。
[0009] 本发明还提供了该刻蚀气体的应用，所述刻蚀气体用于多晶娃-氮化娃-多晶娃 复合膜的刻蚀。
[0010] 进一步的，当所采用的刻蚀气体为体积比为16:1:8的CF4、02和C1 2时，所述 刻蚀气体在刻蚀多晶娃-氮化娃-多晶娃复合膜时，温度范围为40-60°，压强范围为 150-250mtorr〇
[0011] 借由上述方案，本发明至少具有W下优点；使用该刻蚀气体刻蚀多晶娃-氮化 娃-多晶娃复合膜，刻蚀后复合膜的侧壁倾角达到90°，并提高多晶娃对光刻胶的选择比。
[0012] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予W实施，W下W本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明中侧壁倾角的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。W下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0015] 本发明一较佳实施例所述的一种刻蚀气体用于刻蚀多晶娃-氮化娃-多晶娃复合 膜（下面所述多晶娃-氮化娃-多晶娃复合膜简称为复合膜，在图1中，所述1标示为复合 膜的多晶娃，2标示为复合膜的氮化娃），在刻蚀时，该复合膜使用光刻胶3为掩模板。上述 刻蚀气体包括CF4和0 2两种气体，及C1 2、SFe、皿r、CHFs中的一种或多种气体。在本实施例 中，该刻蚀气体包括化、〇2和C12,其中化、〇2和C12体积比为16:1:8。
[0016] 上述刻蚀气体在刻蚀复合膜时，CF4、化和C1 2的气体流量分别为80sccm、5sccm、 40sccm，刻蚀的温度范围为40-60。，压强范围为150-250mtorr。
[0017] CF4会与复合膜形成含碳聚合物包覆在复合膜被刻蚀区的侧壁上；加入0 2后，在刻 蚀过程中，被刻蚀区域复合膜侧壁的顶部和根部的含碳聚合物均匀的生成和剥离，使得刻 蚀后复合膜的侧壁倾角（如图1中角度a所示）为90°，但化对光刻胶3的消耗过快，会 导致多晶娃1对光刻胶3的选择比较低；而C12刻蚀多晶娃1的速率比刻蚀光刻胶3快，从 而提高了多晶娃1对光刻胶3的选择比，但C12对于复合膜被刻蚀区的侧壁上形成的碳聚 合物，其侧壁顶部的刻蚀速率大于侧壁底部的刻蚀速率，C12比例过高会导致侧壁倾角小于 90度。
[0018] 使用上述刻蚀气体时，当CF4气体流量为120sccm，0 2气体流量为5sccm，C12气体 流量为0时，刻蚀后的复合膜的侧壁倾角为90°，但是该气体刻蚀光刻胶3的速率很快，多 晶娃1对光刻胶3的选择比小于1 (见表1)，刻蚀1. 5 y m左右的复合膜时，2 y m的光刻胶3 掩模板会保护不足；加入Cl2后，控制其气体流量为40sccm时，CF4气体流量为SOsccm，02气 体流量为5sccm，得到的侧壁倾角为90°，而且复合膜上图形稀少区域和图形密集区域的 侧壁倾角一致，同时，Cl2对多晶娃1的刻蚀速率大于对光刻胶3的速率，提高多晶娃1对光 刻胶3的选择比至1. 91 (见表1);如继续提高C12气体流量，当C12气体流量为40-90sccm， CF4气体流量为80-40sccm，0 2气体流量为5sccm，时，由于Cl 2对复合膜上形成的碳聚合物， 其顶部的刻蚀速率大于底部的刻蚀速率，因此侧壁倾角范围为90°至80°。
[0019] 表1不同刻蚀气体刻蚀复合膜得到的多晶娃对光刻胶的选择比
[0020]
【主权项】
1. 一种刻蚀气体，其特征在于：含有CFdP 02两种气体，以及Cl 2、5?6、耶1"、(：册3中的一 种或多种气体。
2. 根据权利要求1所述的一种刻蚀气体，其特征在于：所述刻蚀气体为CF 4、02和Cl 2， 所述CF4、02和Cl 2体积比为16:1:8。
3. 根据权利要求1或2所述的刻蚀气体的应用，其特征在于：所述刻蚀气体用于多晶 娃-氣化娃_多晶娃复合膜的刻蚀。
4. 根据权利要求3所述的刻蚀气体的应用，其特征在于：当所采用的刻蚀气体为体积 比为16:1:8的CF4、0 2和Cl 2时，所述刻蚀气体在刻蚀多晶硅-氮化硅-多晶硅复合膜时， 温度范围为40-60°，压强范围为150-250mtorr。
【专利摘要】本发明涉及半导体制造加工领域，尤其涉及一种刻蚀气体及其应用，本发明提出的一种刻蚀气体，含有CF4和O2两种气体，以及Cl2、SF6、HBr、CHF3中的一种或多种气体，将上述刻蚀气体用于多晶硅-氮化硅-多晶硅复合膜的刻蚀后，复合膜的侧壁倾角达到90°，而且提高了多晶硅对光刻胶的选择比。
【IPC分类】C23F1-12
【公开号】CN104630774
【申请号】CN201510091538
【发明人】陈桥波
【申请人】苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月28日