第一偏壓功率，可以提高沉積速率與刻蝕速率之比；并且，在刻蝕硅片10的過(guò)程中，在保持沉積速率為相應(yīng)固定值的情況下，減小刻蝕速率，從而增強(qiáng)對(duì)斜孔11側(cè)壁的保護(hù)作用，降低斜孔11側(cè)壁上由于自由基(一般為氟自由基)的各向同性刻蝕而形成的碗狀形貌的厚度。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，第一偏壓功率的取值范圍為O?10W。
[0040]在步驟S2中，采用第二偏壓功率，繼續(xù)刻蝕硅片10至斜孔11的深度達(dá)到第二預(yù)設(shè)深度H，且第二預(yù)設(shè)深度H等于斜孔11的目標(biāo)深度L ;在此過(guò)程中，設(shè)置第二偏壓功率為較大值，且大于第一偏壓功率，可以提高等離子體轟擊硅片10的速度和數(shù)量，從而可以刻蝕速率，進(jìn)而可以減小刻蝕至第二預(yù)設(shè)深度H所需的時(shí)間，提高工藝的效率。并且，由于水平方向的刻蝕主要通過(guò)自由基的各向同性刻蝕實(shí)現(xiàn)，使得在此過(guò)程中，水平方向的刻蝕速率不會(huì)因第二偏壓功率而顯著增大，從而使刻蝕速率的提高主要表現(xiàn)為在垂直方向上的刻蝕速率，以及使斜孔11的側(cè)壁不被過(guò)刻蝕。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，第二偏壓功率的取值范圍為10?30W。
[0041]在刻蝕斜孔11的過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體之間的比例，可以控制斜孔11的側(cè)壁的傾斜角度，從而使使刻蝕出的斜孔11的側(cè)壁相對(duì)于硅片10的上表面偏離工藝所需的角度。此外，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)工藝腔室內(nèi)的壓力來(lái)控制斜孔11的側(cè)壁的傾斜角度。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)工藝腔室內(nèi)的壓力，和/或調(diào)節(jié)刻蝕氣體、沉積氣體與輔助氣體之間的比例，使斜孔11的側(cè)壁相對(duì)于硅片10的上表面偏離的角度為70。?85°。
[0042]本實(shí)施例提供的斜孔刻蝕方法，其將刻蝕過(guò)程分為兩個(gè)步驟完成，其中，步驟SI通過(guò)在刻蝕硅片10至第一預(yù)設(shè)深度的過(guò)程中，采用可提高沉積速率與刻蝕速率之比的第一偏壓功率，可以增強(qiáng)對(duì)側(cè)壁的保護(hù)作用，從而可以減小由等離子體中的自由基的各向同性刻蝕而在斜孔11側(cè)壁的頂部形成的碗狀形貌的厚度。而后，步驟S2繼續(xù)刻蝕硅片10至第二預(yù)設(shè)深度，并在此過(guò)程中通過(guò)采用大于第一偏壓功率的第二偏壓功率，可以提高刻蝕速率，尤其是在垂直方向上的刻蝕速率，從而可以快速獲得所需的刻蝕深度，進(jìn)而可以縮短刻蝕時(shí)間，提高工藝效率。由上可知，本實(shí)施例提供的斜孔刻蝕方法借助上述步驟SI和步驟S2，可以在較短的時(shí)間內(nèi)刻蝕出頂部碗狀形貌較小的斜孔11，從而在一定程度上改善了斜孔11側(cè)壁的形貌。
[0043]請(qǐng)參看圖7，圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的斜孔刻蝕方法的流程框圖。與上述第一實(shí)施例相比，本實(shí)施例提供的斜孔刻蝕方法具體包括下述步驟:
[0044]S10，采用可提高沉積速率與刻蝕速率之比的第一偏壓功率，刻蝕硅片10至第一預(yù)設(shè)深度，用以降低在斜孔11側(cè)壁的頂部形成的碗狀形貌的厚度；
[0045]S20，采用第二偏壓功率，繼續(xù)刻蝕硅片10至第二預(yù)設(shè)深度，且所述第二偏壓功率大于所述第一偏壓功率，用以提高刻蝕速率；如圖8所示；
[0046]S30，如圖9所示，自硅片10的上表面對(duì)硅片10的厚度進(jìn)行整體減薄，以使斜孔11的深度達(dá)到斜孔11的目標(biāo)深度。
[0047]與上述第一實(shí)施例不同的是，在本實(shí)施例中，如圖8所示，第二預(yù)設(shè)深度H’大于斜孔11的目標(biāo)深度L ;優(yōu)選地，第二預(yù)設(shè)深度H’與斜孔的目標(biāo)深度L之間的差值，即在步驟S30中對(duì)硅片10減薄的厚度大于或等于斜孔11刻蝕過(guò)程中形成的碗狀形貌的厚度。
[0048]本實(shí)施例提供的斜孔刻蝕方法，首先在硅片10上刻蝕出深度超過(guò)目標(biāo)深度L，即具有第二預(yù)設(shè)深度H’的斜孔11 ;而后對(duì)硅片10進(jìn)行整體減薄，將超過(guò)目標(biāo)深度的部分去除；使斜孔11頂部的碗狀形貌部分被去除，或者完全被去除，從而在對(duì)硅片10進(jìn)行整體減薄后，可以在硅片10上獲得具有目標(biāo)深度L，且碗狀形貌較小的斜孔11。
[0049]優(yōu)選地，在步驟SlO中，刻蝕工藝的參數(shù)包括:腔室壓力為60mT ;激勵(lì)功率為2000W,第一偏壓功率為OW ;工藝氣體包括刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體，其中，刻蝕氣體為SF6,且SF6的流量為70sccm ;沉積氣體為C4F8,且C4F8的流量為1sccm ;輔助氣體為02，且O2的流量為60sccm ;刻蝕時(shí)間為200s。在步驟S20中，刻蝕工藝的參數(shù)包括:腔室壓力為60mT ;激勵(lì)功率為2000W，第二偏壓功率為15W ;工藝氣體包括刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體，其中，刻蝕氣體為SF6,且SF6的流量為70SCCm ;沉積氣體為C4F8,且C4F8的流量為1sccm ;輔助氣體為O2，且O2的流量為60sccm ;刻蝕時(shí)間為400s ;在上述工藝參數(shù)條件下，刻蝕出的斜孔11的形貌如圖10所示；通過(guò)對(duì)比圖10和圖3可知，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例提供的斜孔刻蝕方法刻蝕出的斜孔11頂部的碗狀形貌明顯減小，且斜孔11的側(cè)壁的粗糙度大幅減小。
[0050]在本實(shí)施例中，采用等離子體干法刻蝕工藝減薄的方式對(duì)硅片10的厚度進(jìn)行整體減薄；優(yōu)選地，該等離子體干法刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括:腔室壓力為70mT ;激勵(lì)功率為2500W ;偏壓功率為50W ;工藝氣體包括刻蝕氣體和輔助氣體，其中，刻蝕氣體為SF6，其流量為lOOOsccm ;輔助氣體為O2，其流量為50SCCm。在上述工藝參數(shù)條件下，對(duì)硅片10的厚度的減薄的速率可以達(dá)到lOym/min。
[0051]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，采用等離子體干法刻蝕工藝減薄的方式對(duì)硅片10的厚度進(jìn)行整體減薄，但本發(fā)明并不限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，還可以采用物理減薄的方式對(duì)硅片10的厚度進(jìn)行整體減薄。
[0052]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種斜孔刻蝕方法，其特征在于，包括下述步驟: Si，采用可提高沉積速率與刻蝕速率之比的第一偏壓功率，刻蝕硅片至第一預(yù)設(shè)深度，用以降低在斜孔側(cè)壁的頂部形成的碗狀形貌的厚度； S2，采用第二偏壓功率，繼續(xù)刻蝕硅片至第二預(yù)設(shè)深度，且所述第二偏壓功率大于所述第一偏壓功率，用以提高刻蝕速率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)深度大于預(yù)設(shè)的所述斜孔的目標(biāo)深度；并且 在所述步驟S2之后，還包括步驟S3，自所述硅片的上表面對(duì)所述硅片的厚度進(jìn)行整體減薄，以使所述斜孔的深度達(dá)到所述斜孔的目標(biāo)深度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，對(duì)所述硅片減薄的厚度大于或等于斜孔刻蝕過(guò)程中形成的碗狀形貌的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，步驟SI中，所述第一偏壓功率的取值范圍為O?10W。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，步驟S2中，所述第二偏壓功率的取值范圍為10?30W。6.如權(quán)利要求2所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，在步驟S3中，采用物理減薄對(duì)所述硅片的厚度進(jìn)行整體減薄。7.如權(quán)利要求2所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，在步驟S3中，采用等離子體干法刻蝕工藝減薄的方式對(duì)所述硅片的厚度進(jìn)行整體減薄。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，所述等離子體干法刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括:腔室壓力為70mT ;激勵(lì)功率為2500W ;偏壓功率為50W ;工藝氣體包括刻蝕氣體和輔助氣體，其中，所述刻蝕氣體的流量為lOOOsccm ;所述輔助氣體的流量為50SCCm。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕氣體為SF6，所述輔助氣體為O2。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，在步驟SI中，刻蝕工藝的參數(shù)包括:腔室壓力為60mT ;激勵(lì)功率為2000W，第一偏壓功率為OW ;工藝氣體包括刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體，其中，刻蝕氣體為SF6,且SF6的流量為70SCCm ;沉積氣體為C4F8,且C4F8的流量為1sccm ;輔助氣體為O2，且O2的流量為60sCCm ;刻蝕時(shí)間為200s ； 在步驟S2中，刻蝕工藝的參數(shù)包括:腔室壓力為60mT ;激勵(lì)功率為2000W，第二偏壓功率為15W ;工藝氣體包括刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體，其中，刻蝕氣體為SF6，且SF6的流量為70SCCm ;沉積氣體為C4F8,且C4F8的流量為1sccm ;輔助氣體為02，且O2的流量為60sccm ;刻蝕時(shí)間為400s。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜孔刻蝕方法，其特征在于，在步驟SI及S2中，向工藝腔室內(nèi)通入刻蝕工藝所需的工藝氣體，所述工藝氣體包括刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體； 且在刻蝕過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)腔室壓力，以及調(diào)節(jié)刻蝕氣體、沉積氣體和輔助氣體之間的比例，控制所述斜孔側(cè)壁的傾斜角度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種斜孔刻蝕方法，其包括下述步驟：S1，采用可提高沉積速率與刻蝕速率之比的第一偏壓功率，刻蝕硅片至第一預(yù)設(shè)深度，用以降低在斜孔側(cè)壁的頂部形成的碗狀形貌的厚度；S2，采用第二偏壓功率，繼續(xù)刻蝕硅片至第二預(yù)設(shè)深度，且第二偏壓功率大于第一偏壓功率，用以提高刻蝕速率。上述斜孔刻蝕方法可以在較短的時(shí)間內(nèi)刻蝕出頂部碗狀形貌較小的斜孔，從而提高了斜孔刻蝕的效率，并改善了斜孔側(cè)壁的形貌。
【IPC分類】H01L21/768, H01L21/3065
【公開(kāi)號(hào)】CN104952788
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410119631
【發(fā)明人】周娜, 蔣中偉
【申請(qǐng)人】北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2014年3月27日