CN120221414A 一種氧化鎢刻蝕方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及芯片_第1頁
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(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局地址310024浙江省杭州市西湖區(qū)轉(zhuǎn)塘街黃愛彬李冉冉公司44202在襯底上形成氧化鎢薄膜;在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的在襯底上形成氧化鎢薄膜;在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的掩膜層的所述氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,以形成與所述目標(biāo)圖形匹配的氧化鎢刻蝕結(jié)包括三氟甲烷和氬氣,所述三氟甲烷在所述混合氣體中的占比范圍為22.5%至74.1%,所述混合氣體的流量為135-1551.53:1至3.3:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍為10:1至23:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁傾斜角為40-90度??涛g設(shè)備中的混合氣體對具備掩膜層的氧化鎢范圍為22.5%至74.1%,混合氣體的流量為135-155sccm,ICP功率與偏置功率的比值范圍為1.53:1至3.3:1,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍2在襯底上形成氧化鎢薄膜;在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的掩膜層;采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體對具備所述掩膜層的所述氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,以形成與所述目標(biāo)圖形匹配的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu);在所述ICP刻蝕設(shè)備中,所述混合氣體包括三氟甲烷和氬氣,所述三氟甲烷在所述混合氣體中的占比范圍為22.5%至74.1%,所述混合氣體的流量為135-155sccm,ICP功率與偏置功率的比值范圍為1.53:1至3.3:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍為10:1至23:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁傾斜角為40-90度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述三氟甲烷的流量為35-100sccm,所述氬氣的流量為35-120sccm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述三氟甲烷的流量為35sccm,所述氬氣的流量為90sccm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體進(jìn)行所述襯底的溫度設(shè)為室溫;所述ICP功率設(shè)為300-1000W;所述偏置功率設(shè)為100-500W;腔壓設(shè)為0.6-3Pa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述ICP功率與所述偏置功率的比值為6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述ICP功率設(shè)為660W,所述偏置功率設(shè)7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕速率為1.55-8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在襯底上形成氧化鎢薄膜的方法包括磁控濺射、氣相沉積、原子層沉積以及濕法合成中的至少一種。9.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其特征在于,所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的氧化鎢刻蝕方法形成的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)。10.一種芯片,其特征在于,所述芯片包括如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本申請涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種氧化鎢刻蝕方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及芯片。背景技術(shù)[0002]氧化鎢薄膜因其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),在諸多高科技領(lǐng)域展現(xiàn)出極為重要的應(yīng)用價(jià)值。在氧化鎢薄膜上進(jìn)行高深寬比、納米級線寬的刻蝕,以構(gòu)筑三維立體亞微米器件,此物醫(yī)學(xué)以及柔性電子器件等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,目前針對制備此類具有納米級線寬和高深寬比的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的研究相對較少。發(fā)明內(nèi)容[0003]本申請?zhí)峁┮环N氧化鎢刻蝕方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及芯片,其解決了相關(guān)技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)納米級線寬高深寬比的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題,達(dá)到了提高器件性能和可靠性的技術(shù)效果。[0004]為了達(dá)到上述目的,本申請采用的主要技術(shù)方案包括:第一方面,本申請實(shí)施例提供一種氧化鎢刻蝕方法,所述方法包括:在襯底上形成氧化鎢薄膜;在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的掩膜層;采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體對具備所述掩膜層的所述氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,以形成與所述目標(biāo)圖形匹配的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu);在所述ICP刻蝕設(shè)備中,所述混合氣體包括三氟甲烷和氬氣,所述三氟甲烷在所述混合氣體中的占比范圍為22.5%至74.1%,所述混合氣體的流量為135-155sccm,ICP功率與偏置功率的比值范圍為1.53:1至3.3:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍為10:1至23:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁傾斜角為40-90度。[0005]本實(shí)施例提供的氧化鎢刻蝕方法,包括:在襯底上形成氧化鎢薄膜;在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的掩膜層;采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體對具備所述掩膜層的所述氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,以形成與所述目標(biāo)圖形匹配的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu);在所述ICP刻蝕設(shè)備中,所述混合氣體包括三氟甲烷和氬氣,所述三氟甲烷在所述混合氣體中的占比范圍為22.5%至74.1%,所述混合氣體的流量為135-155sccm,ICP功率與偏置功率的比值范圍為1.53:1至3.3:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍為10:1至23:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁傾斜角為40-90度,解決了相關(guān)技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)納米級線寬高深寬比的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題,提高了器件性能和可靠性。[0007]可選地,所述三氟甲烷的流量為35sccm,所述氬氣的流量為90sccm。[0008]可選地,所述采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體進(jìn)行刻蝕,在以下條件下進(jìn)行:所述襯底的溫度設(shè)為室溫;所述ICP功率設(shè)為300-1000W;所述偏置功率設(shè)為100-500W;腔壓設(shè)為0.6-3Pa。4[0009]可選地,所述ICP功率與所述偏置功率的比值為1.53:1。[0010]可選地,所述ICP功率設(shè)為660W,所述偏置功率設(shè)為430W。[0011]可選地,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕速率為1.55-5.58nm/s。[0013]可選地,在襯底上形成氧化鎢薄膜的方法包括磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、原子層沉積以及濕法合成中的至少一種。[0014]第二方面,本申請實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括上述的氧化鎢刻蝕方法形成的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)。[0015]第三方面,本申請實(shí)施例提供一種芯片,所述[0016]第四方面,本申請實(shí)施例提供一種電路,所述附圖說明[0017]為了更清楚地說明本申請具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本申請的一些實(shí)施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。[0018]圖1為本申請實(shí)施例提供的氧化鎢刻蝕方法的流程圖;圖2為本申請實(shí)施例一提供的的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖;圖3為本申請實(shí)施例二提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖;圖4為本申請實(shí)施例三提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖;圖5為本申請對比例一提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖;圖6為本申請對比例二提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖;圖7為本申請對比例三提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖。具體實(shí)施方式[0019]為使本申請實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本申請一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒旧暾堉械膶?shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本申請保護(hù)的范圍。[0020]氧化鎢薄膜因其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),在多個(gè)高科技領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過在氧化鎢薄膜上刻蝕具有納米級線寬高深寬比的微納結(jié)構(gòu),制作三維立體亞微米器件,可被廣泛應(yīng)用于各類器件領(lǐng)域包括電致變色器件、太陽能電池、光電探測器、高靈敏度氣體傳感器、能源存儲器件、生物醫(yī)學(xué)和柔性電子器件等等。目前,關(guān)于氧化鎢納米級線寬高深寬比刻蝕的研究較少。針對圖案化氧化鎢的刻蝕工藝,傳統(tǒng)濕法刻蝕因其無方向性易導(dǎo)致橫向刻蝕,嚴(yán)重影響刻蝕側(cè)壁的形狀和刻蝕精度。常規(guī)刻蝕采用的刻蝕氣體為SF?和CF?,其與光刻膠的選擇比低,且常規(guī)干法刻蝕中等離子體均勻性不足,難以在氧化鎢薄膜中形成納米級線寬的高深寬比結(jié)構(gòu)。另外,常規(guī)刻蝕采用的Bosch工藝容易導(dǎo)致刻蝕側(cè)壁粗糙度較大。由于技術(shù)瓶頸的限制,傳統(tǒng)的刻蝕工藝難以兼容大尺寸晶圓(如12寸)的工業(yè)化生產(chǎn)需求。5[0021]其中,選擇比是指目標(biāo)材料與掩膜材料的刻蝕速率之比,選擇比越高,刻蝕工藝對目標(biāo)材料的針對性越強(qiáng),掩膜材料的損耗越小,刻蝕工藝控制越精確。深寬比是指刻蝕結(jié)構(gòu)的垂直深度與橫向?qū)挾鹊谋戎?,高深寬比是指比值大?。在MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))中,高深寬比結(jié)構(gòu)可用于構(gòu)建微型通道、儲能單元或光學(xué)組件。[0022]本申請實(shí)施例提供了一種氧化鎢刻蝕方法,通過優(yōu)化刻蝕條件參數(shù),包括刻蝕氣體的選擇、刻蝕氣體的配比、功率耦合的協(xié)同調(diào)控,解決了相關(guān)技術(shù)中氧化鎢材料在納米尺度刻蝕過程中存在的各向異性不足、側(cè)壁粗糙度超標(biāo)等技術(shù)瓶頸,有利于提升半導(dǎo)體器件的集成密度及穩(wěn)定性。[0023]需要說明的是,在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行,并且,雖然在流程圖中示出了邏輯順序,但是在某些情況下,可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。[0024]請參考圖1,圖1是本申請實(shí)施例提供的氧化鎢刻蝕方法的流程圖,如圖1所示,該流程包括如下步驟:步驟S1,在襯底上形成氧化鎢薄膜。[0025]其中,襯底可以是硅晶圓,玻璃或ITO等剛性襯底,也可以是柔性襯底(如PET,PI法合成的方式,在襯底上形成氧化鎢薄膜。[0026]步驟S3,在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的掩膜層。上設(shè)有目標(biāo)圖形。例如,在氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的光刻膠,包括:將光刻膠溶液滴在氧化鎢薄膜表面,通過高速旋轉(zhuǎn)使光刻膠均勻分布并形成光刻膠薄膜;通過曝光和顯氧化鎢薄膜表面沉積硬掩膜材料;在硬掩膜上涂覆一層光刻膠,通過曝光和顯影在光刻膠上形成目標(biāo)圖形;通過刻蝕工藝,將光刻膠上的目標(biāo)圖形轉(zhuǎn)移到硬掩膜上,然后將光刻膠去除,得到具有目標(biāo)圖形的硬掩膜。作為掩膜層,光刻膠和硬掩膜都能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的圖案轉(zhuǎn)移,光刻膠相比硬掩膜能夠更容易地被去除,且無需硬掩膜所需的沉積步驟。[0028]步驟S5,采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體對具備所述掩膜層的所述氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,以形成與所述目標(biāo)圖形匹配的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu);在所述ICP刻蝕設(shè)備中,所述混合氣體包括三氟甲烷和氬氣,所述三氟甲烷在所述混合氣體中的占比范圍為22.5%至74.1%,所述混合氣體的流量為135-155sccm,ICP功率與偏置功率的比值范圍為1.53:1至3.3:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍為10:1至23:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁傾斜角為40-90度。[0029]其中,ICP設(shè)備是指電感耦合等離子體設(shè)備。通過具有目標(biāo)圖形的掩膜層對氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,形成與目標(biāo)圖形匹配的高深寬比的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)。這里的匹配是指,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)在薄膜表面上的形狀與目標(biāo)圖形相似。氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕線寬可達(dá)20nm,深寬比可達(dá)23:1。[0030]氧化鎢可與鹵素氣體(F,Cl,Br基氣體)反應(yīng)生成相應(yīng)揮發(fā)性的鹵素化合物(WF?、由于氟化鎢的沸騰溫度低于其它鹵素化合物,故一般采用F基氣體進(jìn)行干法刻蝕氧化鎢。在本申請實(shí)施例中,ICP刻蝕設(shè)備中采用三氟甲烷和氬6氣的混合氣體,通過三氟甲烷的化學(xué)反應(yīng)和氬氣的物理轟擊,兩者協(xié)同刻蝕氧化鎢。具體的,利用三氟甲烷中的氟離子與氧化鎢反應(yīng),生成揮發(fā)性產(chǎn)物,推動(dòng)刻蝕;三氟甲烷中的碳元素可形成含氟碳聚合物(如CF?),鈍化側(cè)壁,抑制橫向刻蝕,增強(qiáng)各向異性;利用高能的氬離子轟擊氧化鎢材料,通過物理濺射增強(qiáng)刻蝕方向性,打破表面化學(xué)鍵。[0031]混合氣體中的三氟甲烷和氬氣的流量比例對形成的深溝槽的結(jié)構(gòu)有顯著影響。三氟甲烷和氬氣的流量比例影響刻蝕氣體在硅片表面的分布均勻性。若比例不當(dāng),可能導(dǎo)致某些區(qū)域刻蝕氣體濃度高、刻蝕速率快,而另一些區(qū)域濃度低、刻蝕速率慢,造成溝槽深度和形狀的不均勻。通過調(diào)整三氟甲烷與所述氬氣的比值,可以優(yōu)化等離子的特性,提高刻蝕效率和刻蝕質(zhì)量。[0032]ICP功率用于改變等離子體的密度,IPC功率增加時(shí),等離子體的密度和離子通量也隨之增加,從而提高刻蝕速率。偏置功率用于調(diào)節(jié)等離子體的轟擊能力,偏置功率增加時(shí),離子的轟擊能量增大,刻蝕速率明顯提高,但較高的偏置功率可能導(dǎo)致掩膜的快速消勻性以及ICP設(shè)備的限制等因素。通過調(diào)控ICP功率和偏置功率的比值,可實(shí)現(xiàn)對刻蝕過程的有效調(diào)控,優(yōu)化刻蝕側(cè)壁的形貌和均勻性。[0033]通過改變刻蝕條件,可改變氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比以及刻蝕側(cè)壁的傾斜角,以適應(yīng)不同的工藝需求。優(yōu)選的,刻蝕側(cè)壁的傾斜角可達(dá)到垂直側(cè)壁的技術(shù)效果。通過上述刻蝕條件,在氧化鎢薄膜上實(shí)現(xiàn)了納米級線寬高深寬比溝槽的刻蝕,有利于增加器件存儲密[0034]在一些實(shí)施例中,在所述混合氣體中,所述三氟甲烷的流量為35-100sccm,所述氬氣的流量為35-120sccm。[0035]其中,當(dāng)三氟甲烷的流量增加時(shí),三氟甲烷在混合氣體中的占比隨之增加,率加快。三氟甲烷在進(jìn)行刻蝕時(shí),會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物沉積在溝槽側(cè)壁,形成保護(hù)層,防止過度刻蝕。若三氟甲烷流量過高,三氟甲烷在混合氣體中的占比過高,則產(chǎn)生的副產(chǎn)物過多,保護(hù)層過厚,會使側(cè)壁刻蝕不足,溝槽側(cè)壁出現(xiàn)傾斜或不平整,這些副產(chǎn)物如果不能及時(shí)被清除,反而會降低刻蝕速率,導(dǎo)致深寬比受限;當(dāng)三氟甲烷流量過低,三氟甲烷在混合氣體中的占比過低,則產(chǎn)生的副產(chǎn)物不足,對側(cè)壁的保護(hù)也不足,側(cè)壁易被過度刻蝕,導(dǎo)致側(cè)壁粗糙或出現(xiàn)凹陷。當(dāng)氬氣流量增加時(shí),刻蝕速率雖有所提升,但對溝槽側(cè)壁的轟擊也會加劇,導(dǎo)致側(cè)壁損傷,甚至出現(xiàn)不規(guī)則形狀。氬氣的轟擊有助于清理側(cè)壁副產(chǎn)物,但流量過高會破壞保護(hù)層,使側(cè)壁失去保護(hù)而被過度刻蝕,導(dǎo)致側(cè)壁傾斜或不規(guī)則。氬氣的離子轟擊均勻性也受流量影響。氬氣流量過高,離子轟擊能量和方向性變化大,導(dǎo)致不同區(qū)域的刻蝕效過控制三氟甲烷和氬氣的流量范圍,以及三氟甲烷在混合氣體中的占比,以實(shí)現(xiàn)較高的刻[0036]在一些實(shí)施例中,所述三氟甲烷的流量為35sccm,所述氬氣的流量為90sccm。[0037]其中,三氟甲烷的流量為35sccm,氬氣的流量為90sccm,為優(yōu)選參數(shù),可用于實(shí)現(xiàn)較高的選擇比和更高的深寬比。[0038]在一些實(shí)施例中,所述采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體進(jìn)行刻蝕,在以下條件下進(jìn)行:所述襯底的溫度設(shè)為室溫;所述ICP功率設(shè)為300-1000W;所述偏置功率設(shè)為100-5007W;腔壓設(shè)為0.6-3Pa。[0039]其中,ICP功率是指ICP射頻源功率,偏置功率是指偏置射頻功率,腔壓是指工藝腔室壓力。襯底溫度會影響化學(xué)反應(yīng)速率,從而影響刻蝕速率。對于以光刻膠為掩膜的低溫工藝,襯底溫度過高可能導(dǎo)致光刻膠軟化變形或碳化,影響刻蝕圖形的精度。ICP功率主要影響等離子體密度和離子通量,從而影響刻蝕速率和深度。較高的ICP功率能加快刻蝕速率,一定閾值后,側(cè)壁下部可能出現(xiàn)彎曲,反而破壞側(cè)壁的垂直度。偏置功率的大小能夠影響刻蝕的方向性和形貌,較高的偏置功率有助于實(shí)現(xiàn)更垂直的刻蝕形貌,但過高的偏置功率會導(dǎo)致側(cè)壁的過度刻蝕或損傷,影響刻蝕均勻性。腔壓的大小會影響等離子體的密度和粒子的平均自由程。較低的腔壓通常會提高粒子的方向性和刻蝕的各向異性,從而改善刻蝕速率和形貌。[0040]在一些實(shí)施例中,所述ICP功率與所述偏置功率的比值為1.53:1。[0041]其中,ICP功率和偏置功率的比值可用于調(diào)節(jié)溝槽側(cè)壁的傾斜角,實(shí)現(xiàn)等離子體密度與離子轟擊能量的動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)ICP功率和偏置功率的比值降低時(shí),側(cè)壁的傾斜角度增加。當(dāng)ICP功率和偏置功率的比值為1.53時(shí),氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)側(cè)壁的傾斜角達(dá)到90度,實(shí)現(xiàn)了垂直側(cè)壁的技術(shù)效果。而具有垂直側(cè)壁的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu),直接關(guān)系到器件性能和可靠性,滿足先進(jìn)半導(dǎo)體和微系統(tǒng)器件的苛刻要求。[0042]請參考圖2,圖2為本申請實(shí)施例一提供的的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖,其中,ICP功率是偏置功率的2倍。請參考圖3,圖3為本申請實(shí)施例二提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖,其中,ICP功率是偏置功率的1.53倍。在ICP功率和偏置功率的比值下降時(shí),側(cè)壁傾斜角會增隨著ICP功率與偏置功率的比值的升高,會有更多的聚合物沉積在溝槽中,偏置功率的降低減弱了離子轟擊能力,溝槽側(cè)壁上留下更多的副產(chǎn)物,從而不可避免地形成錐形側(cè)壁,側(cè)壁傾斜角降低。通過調(diào)控ICP功率和偏置功率的比值,控制或調(diào)節(jié)刻蝕側(cè)壁的傾斜角,可適用于不同的微納結(jié)構(gòu)加工需求。[0043]在一些實(shí)施例中,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕速率為1.55-5.58nm/s。[0044]其中,氧化鎢刻蝕速率的選擇需根據(jù)器件類型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及工藝目標(biāo)動(dòng)態(tài)調(diào)整。較高的刻蝕速率有利于縮短工藝時(shí)間,降低單位成本,但控制精度下降;較低的刻蝕速率更適合高精度或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加工。在刻蝕氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的過程中,刻蝕用時(shí)為氧化鎢薄膜的厚度與刻蝕速率的比值。[0046]其中,光刻膠相比硬掩膜能夠更容易地被去除,且無需硬掩膜所需的沉積步驟。硬掩膜相比光刻膠具有更高的物理硬度和化學(xué)穩(wěn)定性,可承受高能離子轟擊,減少掩膜損耗。在掩膜層為硬掩膜的情況下,三氟甲烷的流量可提高至100sccm,以增強(qiáng)選擇比,偏置功率可擴(kuò)展至430W,以適應(yīng)不同刻蝕速率需求。[0047]本實(shí)施例提供的氧化鎢刻蝕方法,包括:在襯底上形成氧化鎢薄膜;在所述氧化鎢薄膜上形成具有目標(biāo)圖形的掩膜層;采用ICP刻蝕設(shè)備中的混合氣體對具備所述掩膜層的所述氧化鎢薄膜進(jìn)行刻蝕,以形成與所述目標(biāo)圖形匹配的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu);在所述ICP刻蝕8設(shè)備中,所述混合氣體包括三氟甲烷和氬氣,所述三氟甲烷在所述混合氣體中的占比范圍為22.5%至74.1%,所述混合氣體的流量為135-155sccm,ICP功率與偏置功率的比值范圍為1.53:1至3.3:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的深寬比范圍為10:1至23:1,所述氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁傾斜角為40-90度,解決了相關(guān)技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)納米級線寬高深寬比的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題,提高了器件性能和可靠性,下面結(jié)合實(shí)施例和對比例具體說明。S110,采用磁控濺射的方式,在12寸的硅晶圓上沉積500nm厚度的氧化鎢薄膜。[0049]S130,在氧化鎢薄膜上旋涂400nm厚度的光刻膠(ZEP520A),經(jīng)曝光顯影后形成線[0050]S150,采用ICP刻蝕,刻蝕氣體為三氟甲烷和氬氣,其中,三氟甲烷的流量設(shè)為35660W,偏置功率為330W;腔壓為0.9Pa;氧化鎢刻蝕速率為3nm/s,刻蝕時(shí)間為2分鐘38[0051]S170,去掉光刻膠掩膜。利用去膠機(jī)去除光刻膠,使用IPA(異丙醇)進(jìn)行超聲清洗,最后用氮?dú)獯蹈?。[0052]如圖2所示,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕深度達(dá)472nm,線寬為40nm,深寬比為11:1,氧化鎢與ZEP520A刻蝕選擇比為1.65:1,側(cè)壁傾斜角為86度。S210,采用磁控濺射的方式,在12寸的硅晶圓上沉積500nm厚度的氧化鎢薄膜。[0054]S230,在氧化鎢薄膜上旋涂400nm厚度的光刻膠(ZEP520A),經(jīng)曝光顯影后形成線[0055]S250,采用ICP刻蝕,刻蝕氣體為三氟甲烷和氬氣,其中,三氟甲烷的流量設(shè)為35率設(shè)為660W,偏置功率設(shè)為430W;腔壓設(shè)為0.9Pa;氧化鎢刻蝕速率為3.57nm/s,刻蝕時(shí)[0056]S270,去掉光刻膠掩膜。利用去膠機(jī)去除光刻膠,使用IPA(異丙醇)進(jìn)行超聲清洗,最后用氮?dú)獯蹈?。[0057]如圖3所示,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕深度達(dá)400nm,刻蝕線寬為1微米,側(cè)壁傾斜角為90度。由于氧化鎢的刻蝕速率主要受ICP刻蝕條件的影響,深寬比由氧化鎢薄膜的厚度和刻蝕線寬共同決定。為獲得高深寬比的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu),可采用更小線寬圖案的掩膜,也可采用更耐刻蝕的硬掩模和更厚的氧化鎢進(jìn)行刻蝕。下面將介紹采用更小線寬圖案的光刻膠掩膜進(jìn)行氧化鎢刻蝕的實(shí)施過程:S310,采用磁控濺射的方式,在12寸的硅晶圓上沉積500nm厚度的氧化鎢薄膜。[0059]S330,在氧化鎢薄膜上旋涂400nm厚度的光刻膠(ZEP520A),經(jīng)曝光顯影后形成線[0060]S350,采用ICP刻蝕,刻蝕氣體為三氟甲烷和氬氣,其中,三氟甲烷的流量設(shè)為35sccm,氬氣的流量設(shè)為90sccm。其中,ICP刻蝕條件包括;襯底溫度為室溫20℃;IC9660W,偏置功率為330W;腔壓為0.9Pa;氧化鎢刻蝕速率為3nm/s,刻蝕時(shí)間為2分鐘38[0061]S370,去掉光刻膠掩膜。利用去膠機(jī)去除光刻膠,使用IPA(異丙醇)進(jìn)行超聲清洗,最后用氮?dú)獯蹈?。[0062]請參考圖4,圖4為本申請實(shí)施例三提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖。如圖4所示,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕深度達(dá)472nm,線寬為20nm,深寬比為23:1,氧化鎢與ZEP520A刻蝕選擇比為1.65:1,側(cè)壁傾斜角為86度。[0063]對比例一S11,采用磁控濺射的方式,在12寸的硅晶圓上沉積500nm厚度的氧化鎢薄膜。[0064]S13,在氧化鎢薄膜上旋涂光刻膠(ZEP520A),經(jīng)曝光顯影后形成線寬為200nm的目標(biāo)圖形。的流量設(shè)為42sccm,氬氣的流量設(shè)為15sccm。其中,ICP刻蝕條件包括:所述襯底的溫度設(shè)為室溫20℃;所述ICP功率設(shè)為450W,所述偏置功率設(shè)為80W;腔壓設(shè)為2.4mTorr;刻蝕時(shí)間為1分鐘5秒。[0066]請參考圖5,圖5為本申請對比例一提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖。如圖5所示,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕深度為153nm,深寬比為0.76,氧化鎢與ZEP520A刻蝕選擇比為0.44:[0067]對比例二S21,采用磁控濺射的方式,在12寸的硅晶圓上沉積500nm厚度的氧化鎢薄膜。[0068]S23,在氧化鎢薄膜上旋涂光刻膠(ZEP520A),經(jīng)曝光顯影后形成線寬為200nm的目標(biāo)圖形。[0069]S25,采用ICP刻蝕,刻蝕氣體為四氟化碳(CF?)和氬氣的混合氣體的流量設(shè)為35sccm,氬氣的流量設(shè)為90sccm。其中,ICP刻蝕條件包括:所述襯底的溫度設(shè)為室溫20℃;所述ICP功率設(shè)為660W,所述偏置功率設(shè)為430W;腔壓設(shè)為0.9Pa;刻蝕時(shí)間為1分鐘35秒。[0070]請參考圖6,圖6為本申請對比例二提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖。如圖6所示,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕深度為186nm,深寬比為1:1,氧化鎢與ZEP520A刻蝕選擇比為1.21:1。[0071]對比例三S31,采用磁控濺射的方式,在12寸的硅晶圓上沉積500nm厚度的氧化鎢薄膜。[0072]S33,在氧化鎢薄膜上旋涂光刻膠(ZEP520A),經(jīng)曝光顯影后形成線寬為1um的目標(biāo)圖形。設(shè)為室溫20℃;所述ICP功率設(shè)為660W,所述偏置功率設(shè)為430W;腔壓設(shè)為0.9Pa;刻蝕時(shí)間為2分鐘8秒。[0074]請參考圖7,圖7為本申請對比例三提供的氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的SEM圖。如圖7所示,氧化鎢刻蝕結(jié)構(gòu)的刻蝕寬度為1um,因聚合物堆積導(dǎo)致底部刻蝕不平整,出現(xiàn)錐體。[0075]綜上,對比例一提供的六氟化硫和對比例二提供的四氟化碳是高氟含量氣體,在刻蝕氧化鎢時(shí),氟和氧化鎢反應(yīng)生成氟化鎢,刻蝕速率高,但副產(chǎn)物中聚合物生成量極少。由于缺乏聚合物沉積,光刻膠或硬掩膜直接暴露于氟自由基中,導(dǎo)致掩膜被快速刻蝕,氧化鎢與掩膜的刻蝕速率比值低,掩膜過早失效,無法支撐高深寬比刻蝕。對比例三提供的二氟甲烷是高碳?xì)浜繗怏w,因其重聚合物特性,等離子體分解后生成大量的碳氟聚合物,聚合物沉積在刻蝕表面和掩膜上,形成保護(hù)層。聚合物的沉積能顯著減低掩膜的刻蝕

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