深槽隔离刻蚀的方法及设备与流程

本发明涉及一种方法及设备，尤其是一种深槽隔离刻蚀的方法及设备，具体地说是在基于非bosch工艺下的深槽隔离刻蚀的方法及设备。

背景技术：

1、在bicoms工艺中，深槽隔离技术是指在器件之间刻出深度大于3微米的沟槽，并采用二氧化硅或多晶硅对可出的沟槽回填，最后用化学机械研磨(cmp)使回填后的表面平坦化。

2、深槽隔离技术中，深槽隔离刻蚀对刻蚀工艺要求及非常严格，刻蚀后的沟槽侧壁要求必须光滑，在整个刻蚀过程中，满足很高深宽比的同时，还要具有足够高衬底比对光刻胶(pr)的选择比，才能保证深沟槽的形貌要求。

3、现有技术中，深沟槽基本采用bosch工艺进行刻蚀，而具有bosch工艺的深沟槽机台价格昂贵且仅工艺使用范围小，难以满足实际的深槽隔离的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种深槽隔离刻蚀的方法及设备，其能有效实现深槽刻蚀，提高深槽隔离技术的适应范围，降低深槽隔离技术的成本，与现有的工艺设备兼容。

2、按照本发明提供的技术方案，一种深槽隔离刻蚀的方法，所述方法包括：

3、提供待深槽刻蚀的基体，其中，所述基体包括衬底、设置于所述衬底上的氧化层以及设置于氧化层上的阻挡层；

4、对上述的阻挡层进行选择性地掩蔽和刻蚀，以得到贯通所述阻挡层的阻挡层窗口，通过所得到的阻挡层窗口使得阻挡层下方的氧化层露出；

5、基于上述的阻挡层以及阻挡层窗口，利用ccp机台对氧化层进行刻蚀，以刻蚀得到与阻挡层窗口对应的沟槽刻蚀窗口，所述沟槽刻蚀窗口贯通阻挡层以及氧化层，以通过沟槽刻蚀窗口使得衬底的表面露出；

6、基于上述的氧化层、阻挡层以及沟槽刻蚀窗口，利用icp机台对衬底进行沟槽刻蚀，以得到与沟槽刻蚀窗口对应的深沟槽。

7、所述阻挡层的材料包括光刻胶；

8、利用ccp机台刻蚀得到沟槽刻蚀窗口后，还包括对所述沟槽刻蚀窗口进行清理的清理工艺步骤。

9、对清理工艺步骤，包括清理气体条件、清理频率功率条件以及清理压力条件，其中，

10、所述清理气体条件包括o2气体以及cf4气体；

11、所述清理频率功率条件包括低频率功率条件、中频率功率条件或高频率功率条件，其中，低频率功率条件中的功率为0-500w，中频率功率条件中的功率为0-500w，高频率功率条件中的功率为0-1000w；

12、所述清理压力条件包括清理时的压力为400mt-500mt。

13、利用ccp机台对氧化层进行刻蚀时，所述刻蚀工艺的条件包括气体条件、选择比条件、频率功率条件以及压力条件，其中，

14、所述气体条件包括cf4气体、o2气体、chf3气体以及ar；

15、选择比条件为所配置的选择比大于5；

16、频率功率条件包括低频率功率条件、中频率功率条件或高频率功率条件，其中，低频率功率条件中的功率为1500-2500w，中频率功率条件中的功率为500-1500w，高频率功率条件中的功率为0-500w；

17、所述压力条件包括刻蚀时的压力为200mt-300mt。

18、利用icp机台对衬底进行沟槽刻蚀时，包括依次进行的顶部氧化层打开工艺以及顶部氧化层打开后的衬底刻蚀工艺，以经衬底刻蚀工艺后制备得到深沟槽。

19、进行顶部氧化层打开工艺时，包括气体条件、功率条件以及压力条件，其中，

20、所述气体条件包括chxfy气体以及cf4气体，其中，x>0，y>0；

21、所述功率条件包括源功率以及偏置电压功率，其中，源功率为：100-600w；偏置电压功率为：100-200w；

22、所述压力条件包括刻蚀的压力为0-30mt。

23、对顶部氧化层打开后的衬底刻蚀工艺，所述工艺条件包括气体条件、功率条件、选择比条件以及压力条件，其中，

24、气体条件包括sf6气体以及o 2气体；

25、功率条件包括源功率以及偏置电压功率，其中，源功率为700-1500w，偏置电压功率为0-200w；

26、所述选择比条件包括选择比大于5；

27、所述压力条件包括刻蚀压力为10mt-50mt。

28、所述深沟槽的深度大于3μm。

29、在刻蚀得到深沟槽后，进行深沟槽回填工艺，并在深沟槽回填工艺后进行平坦化工艺，其中，

30、在深沟槽回填工艺时，所回填的材料包括二氧化硅或多晶硅。

31、一种深槽隔离刻蚀的设备，包括ccp机台以及icp机台，其中，利用所述ccp机台以及icp机台实施上述的深槽隔离刻蚀方法。

32、本发明的优点：利用ccp机台对氧化层进行刻蚀，以能在得到沟槽刻蚀窗口的情况下保留阻挡层，利用icp机台对沟槽刻蚀窗口进行清理，并在清理后利用icp机台进行沟槽刻蚀，以制备得到深沟槽，在没有采用bosch工艺的情况下，充分发挥ccp机台以及icp机台的特性下，可有效实现深槽刻蚀，提高深槽隔离技术的适应范围，降低深槽隔离技术的成本，与现有的工艺设备兼容。

技术特征：

1.一种深槽隔离刻蚀的方法，其特征是，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：所述阻挡层的材料包括光刻胶；

3.根据权利要求2所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：对清理工艺步骤，包括清理气体条件、清理频率功率条件以及清理压力条件，其中，

4.根据权利要求1至3任一项所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：利用ccp机台对氧化层进行刻蚀时，所述刻蚀工艺的条件包括气体条件、选择比条件、频率功率条件以及压力条件，其中，

5.根据权利要求1至3任一项所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：利用icp机台对衬底进行沟槽刻蚀时，包括依次进行的顶部氧化层打开工艺以及顶部氧化层打开后的衬底刻蚀工艺，以经衬底刻蚀工艺后制备得到深沟槽。

6.根据权利要求5所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：进行顶部氧化层打开工艺时，包括气体条件、功率条件以及压力条件，其中，

7.根据权利要求5所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：对顶部氧化层打开后的衬底刻蚀工艺，所述工艺条件包括气体条件、功率条件、选择比条件以及压力条件，其中，

8.根据权利要求1至3任一项所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：所述深沟槽的深度大于3μm。

9.根据权利要求1至3任一项所述的深槽隔离刻蚀的方法，其特征是：在刻蚀得到深沟槽后，进行深沟槽回填工艺，并在深沟槽回填工艺后进行平坦化工艺，其中，

10.一种深槽隔离刻蚀的设备，其特征是，包括ccp机台以及icp机台，其中，利用所述ccp机台以及icp机台实施上述权利要求1～权利要求9中任一项的深槽隔离刻蚀方法。

技术总结
本发明涉及一种深槽隔离刻蚀的方法及设备，其包括：提供待深槽刻蚀的基体；对上述的阻挡层进行选择性地掩蔽和刻蚀，以得到贯通所述阻挡层的阻挡层窗口，通过所得到的阻挡层窗口使得阻挡层下方的氧化层露出；基于上述的阻挡层以及阻挡层窗口，利用CCP机台对氧化层进行刻蚀，以刻蚀得到与阻挡层窗口对应的沟槽刻蚀窗口，所述沟槽刻蚀窗口贯通阻挡层以及氧化层，以通过沟槽刻蚀窗口使得衬底的表面露出；基于上述的氧化层、阻挡层以及沟槽刻蚀窗口，利用ICP机台对衬底进行沟槽刻蚀，以得到与沟槽刻蚀窗口对应的深沟槽。本发明能有效实现深槽刻蚀，提高深槽隔离技术的适应范围，降低深槽隔离技术的成本，与现有的工艺设备兼容。

技术研发人员：白宇,丁超,张京晶
受保护的技术使用者：江苏卓胜微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7