一种刻蚀方法技术

本发明专利技术揭示了一种刻蚀方法，包括：步骤S1：提供基底结构，所述基底结构的材料为

【技术实现步骤摘要】
一种刻蚀方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种刻蚀方法。

技术介绍

[0002]在半导体微纳制造中，通过光刻技术将掩模版上的图案转移到光刻胶上，然后利用干法刻蚀将光刻胶上的图案转移到半导体衬底上，是一种广泛被用来制造各种微纳器件的通用方法。
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族化合物半导体材料如GaAs、GaN和InP等半导体在以光刻后的光刻胶作为掩膜图案进行干法刻蚀时，其选择比通常较低，难以在一定光刻胶厚度下实现较深的半导体材料刻蚀，也就是说刻蚀图形的高宽比较小。目前为了提高光刻胶和
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族化合物半导体材料的刻蚀选择比，经常通过增加一层介质层如SiN、SiO2和Al2O3等硬膜进行掩膜刻蚀，然而上述的方法会导致器件的制备工艺流程复杂、成本增加并且产品的生产效率及良率降低，且刻蚀图形的高宽比还有待提高。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于刻蚀图形的高宽比较小的问题，从而提供一种刻蚀方法。
[0004]本专利技术提供一种刻蚀方法，包括：步骤S1：提供基底结构，所述基底结构的材料为
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族化合物半导体材料；步骤S2：在所述基底结构上形成初始光刻胶层；步骤S3：对所述初始光刻胶层图形化以形成光刻胶层，所述光刻胶层包括顶部区域；步骤S4：采用碳氟基气体对光刻胶层的顶部区域进行等离子处理，以使光刻胶层的顶部区域的硬度大于所述顶部区域下方的光刻胶层的硬度；步骤S5：等离子处理之后，以光刻胶层为掩膜刻蚀基底结构；步骤S6：重复步骤S4和步骤S5直至在基底结构中形成目标凹槽。
[0005]可选的，重复步骤S4和步骤S5的次数为1次~20次。
[0006]可选的，在步骤S3中，顶部区域的高度为10nm~100nm。
[0007]可选的，所述等离子处理采用的等离子体设备为反应离子刻蚀机、电感耦合等离子刻蚀机、电子回旋共振等离子体刻蚀机。
[0008]可选的，所述碳氟基气体包括CF4、CHF3或C4F8。
[0009]可选的，所述等离子处理采用的射频功率为500W~2000W。
[0010]可选的，所述等离子处理采用的温度为20℃
‑
80℃。
[0011]可选的，所述等离子处理采用的时间范围为1s
‑
3600s。
[0012]可选的，步骤S4和步骤S5在同一工艺腔室内进行。
[0013]本专利技术技术方案提供具有以下有益效果：本专利技术技术方案提供的刻蚀方法，采用碳氟基气体对光刻胶层的顶部区域进行等离子处理，以使光刻胶层的顶部区域的硬度大于所述顶部区域下方的光刻胶层的硬度，所述光刻胶层的顶部区域为碳化交联聚合物硬壳。以光刻胶层为掩膜刻蚀基底结构。重复步骤S4和步骤S5直至在基底结构中形成目标凹槽。这样使得光刻胶层和基底结构的刻蚀选择
比提高，目标凹槽的深度提高，目标凹槽的高宽比较大。重复刻蚀多次的好处包括：目标凹槽的深度提高时，重复刻蚀多次能够能使每次刻蚀持续的时间降低，避免刻蚀时间过长导致基底结构的温度升高很多，进而避免影响光刻胶层的形貌，避免影响目标凹槽的刻蚀形貌，这种重复刻蚀过程能够有利于刻蚀过程中基底结构的温度的控制和目标凹槽形貌的保持。光刻胶层的重复硬化都只发生在光刻胶层的顶部，不会影响重复刻蚀后剩余光刻胶层的去除，且在碳氟基气体的等离子处理过程中，光刻胶层的侧壁形貌保持稳定。重复刻蚀能够在以光刻胶层为掩膜前提下实现较大的深宽比刻蚀，能够解决生产过程中刻蚀选择比低及刻蚀深度不足的问题。
[0014]进一步，重复步骤S4和步骤S5在同一工艺腔室内进行，不会增加工艺操作上的复杂程度，降低生产过程中成本高、流程复杂等问题。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术提供的一种刻蚀方法的流程图；图2至图7为本专利技术一实施例的刻蚀方法的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0020]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0021]实施例1本实施例提供一种刻蚀方法，参考图1，包括：步骤S1：提供基底结构，所述基底结构的材料为
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族化合物半导体材料；步骤S2：在所述基底结构上形成初始光刻胶层；
步骤S3：对所述初始光刻胶层图形化以形成光刻胶层，所述光刻胶层包括顶部区域；步骤S4：采用碳氟基气体对光刻胶层的顶部区域进行等离子处理，以使光刻胶层的顶部区域的硬度大于所述顶部区域下方的光刻胶层的硬度；步骤S5：等离子处理之后，以光刻胶层为掩膜刻蚀基底结构；步骤S6：重复步骤S4和步骤S5直至在基底结构中形成目标凹槽。
[0022]本实施例中，采用碳氟基气体对光刻胶层的顶部区域进行等离子处理，以使光刻胶层的顶部区域的硬度大于所述顶部区域下方的光刻胶层的硬度，所述光刻胶层的顶部区域为碳化交联聚合物硬壳。以光刻胶层为掩膜刻蚀基底结构。重复步骤S4和步骤S5直至在基底结构中形成目标凹槽。这样使得光刻胶层和基底结构的刻蚀选择比提高，目标凹槽的深度提高，目标凹槽的高宽比较大。重复刻蚀多次的好处包括：目标凹槽的深度提高时，重复刻蚀多次能够能使每次刻蚀持续的时间降低，避免刻蚀时间过长导致基底结构的温度升高很多，进而避免影响光刻胶层的形貌，避免影响目标凹槽的刻蚀形貌，这种重复刻蚀过程能够有利于刻蚀过程中基底结构的温度的控制和目标凹槽形貌的保持。光刻胶层的重复硬化都只发生在光刻胶层的顶部，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀方法，其特征在于，包括：步骤S1：提供基底结构，所述基底结构的材料为
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族化合物半导体材料；步骤S2：在所述基底结构上形成初始光刻胶层；步骤S3：对所述初始光刻胶层图形化以形成光刻胶层，所述光刻胶层包括顶部区域；步骤S4：采用碳氟基气体对光刻胶层的顶部区域进行等离子处理，以使光刻胶层的顶部区域的硬度大于所述顶部区域下方的光刻胶层的硬度；步骤S5：等离子处理之后，以光刻胶层为掩膜刻蚀基底结构；步骤S6：重复步骤S4和步骤S5直至在基底结构中形成目标凹槽。2.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，重复步骤S4和步骤S5的次数为1次~20次。3.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，在步骤S3中，顶部区域的高度为10nm~100...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刘晶，刘恒，王俊，赵武，李顺峰，
申请(专利权)人：苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：