一种沟道的刻蚀方法

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种沟道的刻蚀方法。

背景技术：

1、专利cn114639606a提出的多步刻蚀工艺，其中通过氧化处理可以提高sige相对于si的刻蚀选择比。进行氧化处理后，导致sige相对于介质材料的刻蚀选择比降低。因此，会增大刻蚀工艺对于介质材料(如sin)的刻蚀速率，从而影响器件性能。因而，寻找sige相对于介质材料的刻蚀选择比降低原因，以及开发一种沟道刻蚀工艺，以避免在实现sige/si高选择比的同时，因氧化处理造成的sige相对于介质材料的刻蚀选择比降低的问题，成为本领域技术人员亟待要解决的技术重点。

技术实现思路

1、本发明提供一种沟道的刻蚀方法，以解决表面处理过程导致的牺牲层相对于介质材料(比如sin等)的选择比较低，进而减小后续刻蚀工艺对于介质材料(如sin)的损伤的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种沟道的刻蚀方法，包括：

3、提供一待刻蚀对象，所述待刻蚀对象包括形成于基底上的若干鳍结构，每个鳍结构均包括交叠的牺牲层与沟道层，所述若干鳍结构沿沟道方向的宽度存在不同；

4、对所述待刻蚀对象进行一次刻蚀后，循环进行多次第一处理，直至刻蚀掉所有的鳍结构的牺牲层；其中，所述第一处理包括依次进行的表面处理吹扫处理以及二次刻蚀；

5、其中，所述一次刻蚀和所述二次刻蚀均分别包括多步刻蚀；

6、所述吹扫处理用于除去第一物质与第二物质；所述第一物质表征了进行表面处理时引入的物质；所述第二物质表征了进行表面处理时产生的物质；

7、所述一次刻蚀用于刻蚀掉所述若干鳍结构中当前宽度最小的鳍结构的全部牺牲层以及其它宽度更宽的鳍结构的部分牺牲层；

8、所述表面处理用于在所述待刻蚀对象的沟道层与剩余的牺牲层的暴露在外的表面形成保护层；

9、所述二次刻蚀用于刻蚀掉当前宽度次之的鳍结构的全部的牺牲层，以及其他所述当前宽度更大的其他鳍结构的部分牺牲层，以及所述保护层。

10、可选的，所述吹扫处理包括第一吹扫处理与第二吹扫处理；

11、所述第一吹扫处理用于去除反应腔室内的第一物质；所述第二吹扫处理用于去除反应腔室或/和待刻蚀对象表面的第二物质；

12、其中，进行所述第二吹扫处理时的吹扫气体的流量与吹扫时间大于进行所述第一次吹扫处理时的吹扫气体的流量与吹扫时间。

13、可选的，进行所述第二吹扫处理时，吹扫气体的流量大于1000sccm。

14、可选的，进行所述第二吹扫处理时，吹扫时间为总吹扫时间大于或等于为120s。

15、可选的，对所述待刻蚀对象进行刻蚀与进行表面处理在同一反应腔室中进行。

16、可选的，进行所述第一吹扫处理或/和所述第二吹扫处理，采用的吹扫气体是惰性气体。

17、可选的，所述表面处理为氧化处理，所述保护层为氧化层。

18、可选的，所述第一物质是含氧物质。

19、可选的，进行所述第一吹扫处理时，吹扫气体的流量为300-500sccm。

20、可选的，进行所述第一吹扫处理时，吹扫时间为：40s-60s。

21、可选的，进行所述第一吹扫处理和/或第二吹扫处理后，还包括：对所述反应腔室进行抽真空。

22、可选的，所述鳍结构的数量为两个，具体为形成于基底上第一区域的第一鳍结构以及形成于基底上第二区域的第二鳍结构；所述第一鳍结构包括交叠的第一牺牲层与第一沟道层，所述第二鳍结构包括交叠的第二牺牲层与第二沟道层；所述第一牺牲层与所述第一沟道层沿沟道方向的宽度小于所述第二牺牲层与所述第二沟道层沿沟道方向的宽度；

23、对所述待刻蚀对象进行一次刻蚀，以刻蚀掉全部所述第一牺牲层，以及部分所述第二牺牲层；

24、在所述待刻蚀对象剩余的牺牲层与沟道层的暴露在外的表面形成氧化层；

25、进行所述第一吹扫处理；用于去除所述反应腔室内的所述第一物质；所述第一物质表征了形成氧化层时引入的物质；

26、进行第二吹扫处理；用于去除反应腔室或/和待刻蚀对象表面的第二物质；所述第二物质表征了形成氧化层时产生的物质；

27、对所述待刻蚀对象进行二次刻蚀，以刻蚀掉所述第二区域上的所有的牺牲层，以及所述氧化层。

28、可选的，所述沟道层的材料为si，所述牺牲层的材料为sige。

29、根据本发明的第二方面，提供了一种半导体器件的制备方法，包括：本发明第一方面的任一项所述的沟道的刻蚀方法。

30、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备的制作方法，包括本发明第二方面所述的半导体器件的制备方法。

31、本发明提供的一种沟道的刻蚀方法，通过循环进行吹扫处理的方式，将表面处理过程中待刻蚀对象表面和反应腔室中残留的第一物质和第二物质去除掉，从而保证sige相对于介质材料(比如sin等)的高选择比刻蚀，保证了沟道释放工艺对于介质材料的刻蚀选择比，进而减小后续刻蚀工艺对于介质材料(如sin等)的损伤，从而实现器件性能的提高。

技术特征：

1.一种沟道的刻蚀方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，所述吹扫处理包括第一吹扫处理与第二吹扫处理；

3.根据权利要求2所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，进行所述第二吹扫处理时，吹扫气体的流量大于1000sccm。

4.根据权利要求3所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，进行所述第二吹扫处理时，吹扫时间为总吹扫时间大于或等于为120s。

5.根据权利要求4所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，对所述待刻蚀对象进行刻蚀与进行表面处理在同一反应腔室中进行。

6.根据权利要求5所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，进行所述第一吹扫处理或/和所述第二吹扫处理，采用的吹扫气体是惰性气体。

7.根据权利要求6所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，所述表面处理为氧化处理，所述保护层为氧化层。

8.根据权利要求7所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，所述第一物质是含氧物质。

9.根据权利要求8所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，进行所述第一吹扫处理时，吹扫气体的流量为300-500sccm。

10.根据权利要求9所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，进行所述第一吹扫处理时，吹扫时间为：40s-60s。

11.根据权利要求10所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，进行所述第一吹扫处理和第二吹扫处理后，还包括：

12.根据权利要求11所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，所述鳍结构的数量为两个，具体为形成于基底上第一区域的第一鳍结构以及形成于基底上第二区域的第二鳍结构；所述第一鳍结构包括交叠的第一牺牲层与第一沟道层，所述第二鳍结构包括交叠的第二牺牲层与第二沟道层；所述第一牺牲层与所述第一沟道层沿沟道方向的宽度小于所述第二牺牲层与所述第二沟道层沿沟道方向的宽度；

13.根据权利要求12所述的沟道的刻蚀方法，其特征在于，

14.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：权利要求1至13任一项所述的沟道的刻蚀方法。

15.一种电子设备的制作方法，包括权利要求14所述的半导体器件的制备方法。

技术总结
本发明提供了一种沟道的刻蚀方法，包括：提供一待刻蚀对象，包括若干鳍结构，每个鳍结构均包括交叠的牺牲层与沟道层，若干鳍结构沿沟道方向的宽度存在不同；对待刻蚀对象进行一次刻蚀后，循环进行表面处理吹扫处理以及二次刻蚀，直至刻蚀掉所有的鳍结构的牺牲层；所述吹扫处理用于除去第一物质与第二物质；所述第一物质表征了进行表面处理时引入的物质；所述第二物质表征了进行表面处理时产生的物质；该技术方案，在实现SiGe相对于Si高选择比刻蚀的同时，还解决了表面处理过程导致的牺牲层相对于介质材料(比如SiN等)的选择比较低，进而减小后续刻蚀工艺对于介质材料(如SiN等)的损伤的问题。

技术研发人员：孙新,苏京北,刘桃,汪大伟,徐磊,徐敏,朱健,谢琦
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15