【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体刻蚀，更具体地，涉及一种浅沟槽隔离结构的刻蚀方法。
技术介绍
1、浅沟槽隔离是目前大规模集成电路制造中用于器件隔离的主要方法，被广泛应用于0.25μm及以下半导体技术节点的隔离工艺中。随着对半导体芯片的要求不断提高，芯片的尺寸也越来越小，浅沟槽隔离结构的尺寸也随之减小，在深度不变的情况下，标志着用于浅沟槽隔离结构的沟槽深宽比逐渐增大，因此造成了浅沟槽隔离结构工艺的难度越来越大。
2、为了保证浅沟槽隔离结构的稳定的隔离性能，通常要将其制作成类似于“u”形的光滑侧壁结构，侧壁角度是衡量浅沟槽侧壁形貌的主要参数。在优化混合气体、压力、源功率的情况下，能得到光滑连续的侧壁结构。
3、由于沟槽深宽比较大(≥5)，当si刻蚀深度时，由于刻蚀副产物的富集，导致侧壁出现转折点，转折点下的侧壁角度较小(＜85°)，转折点上的侧壁角度较大(＞85°)。
4、目前通常采用增加下射频电源功率的方法增加离子束向下的轰击，从而解决硅侧壁角度不连续的现象。然而增加下射频电源功率会同时增加整个侧壁的角度，从而形成“v”形貌，降低槽的隔离性能，而且下射频功率的主要作用是控制离子的轰击能量，增加下射频功率会导致对掩膜的刻蚀增加，导致选择比降低，掩膜过度损耗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种浅沟槽隔离结构的刻蚀方法，可以在保证浅沟槽隔离结构刻蚀深度的前提下，得到角度连续的“u”形侧壁。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了一种浅沟槽隔离结
3、提供衬底，所述衬底上具有依次形成的硬掩膜层和图案化的光刻胶层；
4、执行第一刻蚀工艺步，利用第一刻蚀气体刻蚀所述硬掩膜层和所述衬底，以在所述衬底内形成多个相互隔离的刻蚀沟槽，当所述刻蚀沟槽的深宽比达到第一设定值时，停止所述第一刻蚀工艺步；所述第一刻蚀气体包括主刻蚀气体和侧壁保护气体，所述侧壁保护气体用于在所述刻蚀沟槽的侧壁上形成阻挡层；
5、执行第二刻蚀工艺步，利用第二刻蚀气体继续刻蚀所述硬掩膜层和所述衬底，以使所述刻蚀沟槽达到设定深度；所述第二刻蚀气体包括所述主刻蚀气体和阻挡层刻蚀气体，所述阻挡层刻蚀气体用于刻蚀所述阻挡层。
6、可选地，所述衬底的材料为硅，所述硬掩膜层包括形成于所述衬上的氧化硅层和形成于所述氧化硅层上的氮化硅层。
7、可选地，所述第一设定值大于等于5，且小于等于8。
8、可选地，所述第一设定值为5，所述刻蚀沟槽的深度为
9、可选地，所述第一刻蚀气体和所述第二刻蚀气体还包括辅助刻蚀气体，所述辅助刻蚀气体用于提高刻蚀的均匀性。
10、可选地，所述主刻蚀气体为hbr，所述侧壁保护气体为包括sf6和o2的混合气体，或者所述侧壁保护气体为包括nf3和n2的混合气体。
11、可选地，所述主刻蚀气体为hbr，所述阻挡层刻蚀气体为包括cl2和cf4的混合气体。
12、可选地，在所述第一刻蚀工艺步中：
13、sf6气体流量范围为0-10sccm；
14、o2气体流量范围为5-20sccm；
15、其中，hbr与sf6的气体比例为58:1-110:1，hbr与o2的气体比例为30:1-35:1。
16、可选地，在所述第二刻蚀工艺步中：
17、cl2气体流量范围为20-40sccm；
18、cf4气体流量范围为25-50sccm；
19、其中，hbr与cl2的比例为10：1，hbr与cf4的比例为8:1。
20、可选地，hbr气体流量范围为200-400sccm。
21、可选地，所述辅助刻蚀气体为he，在所述第一刻蚀工艺步和所述第二工艺步中，he气体流量为50sccm。
22、可选地，在所述第一刻蚀工艺步和所述第二工艺步中：
23、反应腔室的压力范围为10-15mt；
24、上电极射频功率范围为1000-1500w；
25、下电极射频功率范围为100-200w。
26、本专利技术的有益效果在于：
27、本专利技术的隔离沟槽结构刻蚀方法，采用两步刻蚀工艺，在第一刻蚀工艺步，利用包括主刻蚀气体和侧壁保护气体的第一刻蚀气体刻蚀硬掩膜层和衬底，在衬底内形成多个相互隔离的刻蚀沟槽，并当刻蚀沟槽的深宽比达到第一设定值时，停止第一刻蚀工艺步，在第二刻蚀工艺步，利用包括主刻蚀气体和阻挡层刻蚀气体的第二刻蚀气体继续刻蚀硬掩膜层和衬底，使刻蚀沟槽达到设定深度，由于在第一刻蚀气体中采用了侧壁保护气体能够在刻蚀沟槽的侧壁上形成阻挡层，因此能够在第一刻蚀步形成较强的侧壁保护，当刻蚀达到设定的深宽比时，通过在第二刻蚀工艺步采用包括阻挡层刻蚀气体的第二刻蚀气体继续刻蚀，能够对第一刻蚀工艺步形成的阻挡层进行刻蚀，减弱侧壁保护，从而解决由于侧壁保护作用过强导致刻蚀沟槽达到一定深度时出现侧壁角度出现拐点的问题，进而可以在保证刻蚀深度的前提下，得到角度连续的“u”形侧壁形貌。
28、本专利技术的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
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1.一种浅沟槽隔离结构的刻蚀方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述衬底的材料为硅，所述硬掩膜层包括形成于所述衬上的氧化硅层和形成于所述氧化硅层上的氮化硅层。
3.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一设定值大于等于5，且小于等于8。
4.根据权利要求3所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一设定值为5，所述刻蚀沟槽的深度为
5.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体和所述第二刻蚀气体还包括辅助刻蚀气体，所述辅助刻蚀气体用于提高刻蚀的均匀性。
6.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述主刻蚀气体为HBr；
7.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述主刻蚀气体为HBr；
8.根据权利要求6所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述第一刻蚀工艺步中：
9.根据权利要求7所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述第二刻蚀工艺步中：
10.根据权利要求8或9所述的刻蚀方法，其特征在于，HBr气体流量范围为200-400
11.根据权利要求5所述的刻蚀方法，其特征在于，所述辅助刻蚀气体为He，在所述第一刻蚀工艺步和所述第二工艺步中，He气体的流量为50sccm。
12.根据权利要求10所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述第一刻蚀工艺步和所述第二工艺步中：
...【技术特征摘要】
1.一种浅沟槽隔离结构的刻蚀方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述衬底的材料为硅，所述硬掩膜层包括形成于所述衬上的氧化硅层和形成于所述氧化硅层上的氮化硅层。
3.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一设定值大于等于5，且小于等于8。
4.根据权利要求3所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一设定值为5，所述刻蚀沟槽的深度为
5.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体和所述第二刻蚀气体还包括辅助刻蚀气体，所述辅助刻蚀气体用于提高刻蚀的均匀性。
6.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述主刻蚀气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：马一鸣，杨光，王京，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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