一种沟槽刻蚀方法及刻蚀装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种沟槽刻蚀方法及刻蚀装置。
【背景技术】
[0002]如今，随着半导体生产工艺的进步，对于刻蚀缺陷的要求也越来越高。现有的沟槽刻蚀方法通常为:对晶圆的各沉积层进行刻蚀直至硬掩膜层被打开后，利用灰化工艺去除不定型碳层，之后再对晶圆的基底进行沟槽的刻蚀。上述整个刻蚀过程都在同一刻蚀腔室里一次性完成。
[0003]然而，随着刻蚀反应的进行，反应副产物会在腔室壁持续沉积，而灰化工艺一般采用较高压力、较大流量且零偏压的氧气，上述现有的浅沟槽刻蚀方法中，当开始灰化工艺时，很容易造成沉积在腔室壁上的反应副产物掉落，且该些反应副产物一般以大尺寸为主，一旦掉落在晶圆表面为造成的刻蚀的阻扰，起到掩膜的作用，从而阻止正常刻蚀图形的传递，造成部分刻蚀缺陷(如图1所示，反应副产物颗粒I掉落在晶圆的沉积层上，阻挡了刻蚀图形的正常传递)。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沟槽刻蚀方法及刻蚀装置，以解决现有的沟槽刻蚀方法中灰化工艺容易造成颗粒物污染而导致部分刻蚀缺陷的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种沟槽刻蚀方法，用于在晶圆的基底上刻蚀沟槽，所述晶圆的基底上由上至下沉积有第一掩膜层和位于所述第一掩膜层下方的第二掩膜层，所述沟槽刻蚀方法包括:
[0006]S1、在第一腔室内打开所述第一掩膜层和所述第二掩膜层，形成预设图形；
[0007]S2、在第二腔室内去除所述第一掩膜层，并按所述预设图形刻蚀所述晶圆的基底以形成所述沟槽。
[0008]优选地,所述SI包括:
[0009]S11、利用第一刻蚀气体打开所述第一掩膜层，形成所述预设图形；
[0010]S12、利用第二刻蚀气体打开所述第二掩膜层，形成所述预设图形。
[0011]优选地，所述第一掩膜层为不定型碳层，所述第一刻蚀气体包括主气体和辅气体，所述第一刻蚀气体的主气体包括氧气，所述第一刻蚀气体的辅气体包括惰性气体。
[0012]优选地，所述第二掩膜层为硬掩膜层，所述第二刻蚀气体包括主气体和辅气体，所述第二刻蚀气体的主气体包括CF4和/或CH2F2，所述第二刻蚀气体的辅气体包括氧气与Ar和/或He的混合气体。
[0013]优选地，所述第一掩膜层上方还沉积有抗反射层和位于所述抗反射层上方的光阻层，且所述光阻层形成为所述预设图形，所述Sll之前还包括:
[0014]利用所述第二刻蚀气体按所述预设图形打开所述抗反射层；
[0015]所述晶圆的基底与所述第二掩膜层之间还沉积有介质层，所述S12之后还包括:
[0016]利用所述第二刻蚀气体打开所述介质层，形成所述预设图形。
[0017]优选地，所述S2包括:
[0018]S21、利用灰化气体去除所述第一掩膜层；
[0019]S22、利用第三刻蚀气体按所述预设图形刻蚀所述晶圆的基底以形成所述沟槽。
[0020]优选地，所述第一掩膜层为不定型碳层，所述灰化气体包括氧气。
[0021]优选地，所述第三刻蚀气体包括主气体和辅气体，所述第三刻蚀气体的主气体包括HBr，所述第三刻蚀气体的辅气体包括CI2、NF3、SF6, N2, He中的任意一种或任意多种的混合气体。
[0022]优选地，所述SI之后还包括:将所述晶圆移至所述第二腔室，清洁所述第一腔室的腔室壁上的反应副产物。
[0023]优选地，所述S2之后还包括:将所述晶圆移出所述第二腔室，清洁所述第二腔室的腔室壁上的反应副产物。
[0024]相应地，本发明还提供一种刻蚀装置，用于在晶圆的基底上刻蚀沟槽，所述晶圆的基底上由上至下沉积有第一掩膜层和位于所述第一掩膜层下方的第二掩膜层，所述刻蚀装置包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于将所述第一掩膜层和所述第二掩膜层打开，形成预设图形；
[0025]所述第二腔室用于去除所述第一掩膜层，并按所述预设图形刻蚀所述晶圆的基底以形成所述沟槽。
[0026]优选地，所述刻蚀装置还包括传输腔，所述传输腔用于连接所述第一腔室和所述第二腔室，用于将所述晶圆从所述第一腔室传递至所述第二腔室。
[0027]优选地，所述第一腔室内设置有具有温控功能的加热基座，所述加热基座用于对所述晶圆加热。
[0028]本发明将沟槽的刻蚀过程分在两个腔室中进行，可以避免掩膜层打开过程中沉积在腔室壁的反应副产物掉落在晶圆上造成部分刻蚀缺陷，同时，采用上述分腔室刻蚀的方法便于在两个腔室完成对应工艺后分别进行清理，能够确保腔室在工艺的初始状态均为清洁状态，此外，分腔室刻蚀能够更有针对性的精确控制具体的刻蚀步骤，可以得到更好的刻蚀效果。
【附图说明】
[0029]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0030]图1为现有技术中部分刻蚀缺陷不例图；
[0031]图2为本发明实施例所提供的沟槽刻蚀方法流程图；
[0032]图3为本发明实施例所提供的沟槽刻蚀方法步骤SI流程图；
[0033]图4为本发明实施例所提供的沟槽刻蚀方法步骤S2流程图；
[0034]图5为本发明实施例所提供的晶圆初始状态示例图；
[0035]图6为本发明实施例所提供的完成第一腔室工艺后晶圆状态示例图；
[0036]图7为本发明实施例所提供的完成第二腔室工艺后晶圆状态示例图；
[0037]图8为本发明实施例所提供的刻蚀装置示例图。
[0038]附图标记说明
[0039]1-反应副产物颗粒；101-光阻层；102-抗反射层；103-第一掩膜层；104-第二掩膜层；105_介质层；106-基底；10-第一腔室；20_第二腔室；30_传输腔。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0041]作为本发明的一个方面，提供一种沟槽刻蚀方法，用于在晶圆的基底上刻蚀沟槽，其中，晶圆的基底上由上至下沉积有第一掩膜层和位于该第一掩膜层下方的第二掩膜层。如图2所示，该沟槽刻蚀方法可以包括:
[0042]S1、在第一腔室内将第一掩膜层和第二掩膜层打开，形成预设图形；
[0043]S2、在第二腔室内去除第一掩膜层，并按所述预设图形刻蚀晶圆的基底以形成沟槽。
[0044]现有的沟槽刻蚀方法中，整个刻蚀过程都在同一刻蚀腔室内一次性完成，由于刻蚀过程中的反应副产物会沉积在腔室侧壁，而当采用灰化工艺去除对应的掩膜层时，很容易造成沉积在腔室壁上的反应副产物掉落，可能造成部分刻蚀缺陷。
[0045]为了克服这一问题，本发明将沟槽的刻蚀过程分在两个腔室中进行，具体地，在第一腔室中进行第一掩膜层和第二掩膜层的打开，之后，将晶圆传递至第二腔室中进行第一掩膜层的去除，并刻蚀晶圆的基底以形成沟槽。其中，打开第一掩膜层和第二掩膜层即指对第一掩膜层和第二掩膜层刻蚀出缺口以形成预设图形。这样，可以避免掩膜层打开过程中，在腔室壁上沉积的反应副产物掉落在晶圆上造成部分刻蚀缺陷，同时，采用上述分腔室刻蚀的方法便于在两个腔室完成对应工艺后分别进行清理，能够确保腔室在工艺的初始状态均为清洁状态，此外，分腔室刻蚀能够更有针对性的精确控制具体的刻蚀步骤，可以得到更好的刻蚀效果。
[0046]更进一步地,如图3所示,上述步骤SI具体可以包括:
[0047]S11、利用第一刻蚀气体打开第一掩膜层，形成预设图形；
[0048]S12、利用第二刻蚀气体打开第二掩膜层，形成预设图形。
[0049]S卩，可以根据第一掩膜层和第二掩膜层的具体材质采用不同的刻蚀气体分别进行刻蚀。
[0050]优选地，第一掩膜层可以为不定型碳层，第一刻蚀气体可以包括氧气。具体地，第一刻蚀气体可以包括主气体和辅气体，其中，主气体可以包括氧气，辅气体可以包括惰性气体，优选地，辅气体可以包括He，为得到更好的刻蚀效果，在对不定型碳层进行刻蚀时，主气体的流量可以为50-150scm，辅气体流量可以为50_100scm，射频功率可以为400-700W，偏压功率可以为100-300W，气压可以为3-8mt。可以理解的是，上述仅为本发明所提供的优选实施方式，第一掩膜层可以根据需要为其它材质的沉积层，第一刻蚀气体可以进行对应的调整，本发明对此不作限制。
[0051 ] 优选地，第二掩膜层可以为硬掩膜层，第二刻蚀气体包括CF4和/或CH2F2，其中，硬掩膜层可以为氧化硅或氮化硅沉积而成的。具体地，第二刻蚀气体可以包括主气体和辅气体，其中，主气体可以包括CF4和/或CH2F2,辅气体包括氧气以及Ar和/或He的混合气体，主气体的流量可以为50-350scm，辅气体中除氧气外的其它气体的流量可以为50-150scm，氧气的流量可以为5-30scm，在对硬掩膜层进行刻蚀时，射频功率可以为400-700W，偏压功率可以为100-300W，气压可以为3-10mt。可以理解的是，上述仅为本发明所提供的优选实施方式，第二掩膜层可以根据需要为其它材质的沉积层，第二刻蚀气体可以进行对应的调整，本发明对此不作限制。
[0052]更进一步地，在第一掩膜层的上方还可以沉积有抗反射层和光阻层，且光阻层可以形成为预设图形，上述步骤Sll之前还包括:利用第二刻蚀气体按预设图形刻蚀抗反射层，即按照光阻层的图形对抗反射层进行刻蚀；
[0053]此外，晶圆的基底与第二掩膜层之间还可以沉积有介质层，上述步骤S12之后还包括:利用所述第二刻蚀气体刻蚀所述介质层，形成所述预设图形。具体地，介质层可以由氧化硅或碳化硅等沉积而成，由于抗反射层以及介质层的刻蚀工艺条件与硬掩膜层的刻蚀工艺条件较为接近，因此可以利用第二刻蚀气体对抗反射层进行刻蚀，刻蚀时的参数选择也可以采用上述硬掩膜层的刻蚀工艺参数。
[0054]上述即为第一腔室中的刻蚀过程，需要说明的是，在第一腔室中对各沉积层进行刻蚀以得到预设图形时，各刻蚀步骤