[发明专利]硅通孔刻蚀方法

权利要求书

1.一种硅通孔刻蚀方法，其特征在于，包括：

提供待刻蚀硅衬底；

采用第一刻蚀对所述硅衬底进行刻蚀，形成开口；

采用钝化沉积在所述开口的侧壁和底部形成保护层；

采用第二刻蚀对所述开口底部进行刻蚀，其中，所述第二刻蚀的刻蚀腔室压力小于第一刻蚀和钝化沉积的刻蚀腔室压力；

依次循环采用所述第一刻蚀、钝化沉积和第二刻蚀，处理所述硅衬底，直至形成硅通孔。

2.如权利要求1所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀的刻蚀腔室压力小于第一刻蚀和钝化沉积的刻蚀腔室压力的同时，所述第二刻蚀的偏压射频电源功率大于所述第一刻蚀的偏压射频电源功率。

3.如权利要求1所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺参数为：刻蚀腔室压力为50毫托至150毫托，刻蚀源射频电源功率为1000瓦至5000瓦，刻蚀偏压射频电源功率为0瓦至200瓦，刻蚀气体至少包括SF₆，其中SF₆的流量为500SCCM至2000SCCM，刻蚀时间为0.5秒至10秒。

4.如权利要求3所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺参数为：刻蚀腔室压力为50毫托至100毫托，刻蚀源射频电源功率为1500瓦至3000瓦，刻蚀偏压射频电源功率为20瓦至100瓦，刻蚀气体至少包括SF₆，其中SF₆的流量为800SCCM至1200SCCM，所述刻蚀气体还包括帮助提高SF₆分解率的气体，提高SF₆分解率的气体与SF₆的流量比为5%～15%，刻蚀时间为1秒。

5.如权利要求4所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述提高SF₆分解率的气体为O₂。

6.如权利要求1所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述钝化沉积工艺参数为：刻蚀腔室压力为40毫托至100毫托，刻蚀源射频电源功率为1000瓦至5000，刻蚀偏压射频电源功率为0瓦-50瓦，钝化沉积气体至少包括C₄F₈，其中C₄F₈的流量为300SCCM至1000SCCM，钝化沉积时间为0.5秒至7.5秒。

7.如权利要求6所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述钝化沉积工艺参数为：刻蚀腔室压力为40毫托至60毫托，刻蚀源射频电源功率为1500瓦至3000，刻蚀偏压射频电源功率为0瓦至20瓦，钝化沉积气体至少包括C₄F₈，其中C₄F₈的流量为500SCCM至800SCCM，钝化沉积时间为0.5秒至0.9秒。

8.如权利要求1所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀工艺参数为：刻蚀腔室压力为30毫托至100毫托，刻蚀源射频电源功率为1000瓦至5000瓦，刻蚀偏压射频电源功率为80瓦至1000瓦，所述刻蚀偏压射频电源功率为持续工作模式或脉冲工作模式，当刻蚀偏压射频电源功率为持续工作模式时，刻蚀偏压射频电源功率为80瓦至200瓦；当刻蚀偏压射频电源功率为脉冲工作模式时，刻蚀偏压射频电源功率为80瓦至1000瓦，其中脉冲工作模式的占空比为10%-50%，刻蚀气体至少包括SF₆，其中SF₆的流量为500SCCM至2000SCCM，刻蚀时间为0.5秒至5秒。

9.如权利要求1所述的硅通孔刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀工艺参数为：刻蚀腔室压力为30毫托至60毫托，刻蚀源射频电源功率为1000瓦至3000瓦，刻蚀偏压射频电源功率为80瓦至1000瓦，所述刻蚀偏压射频电源功率为持续工作模式或脉冲工作模式，当刻蚀偏压射频电源功率为持续工作模式时，刻蚀偏压射频电源功率为80瓦至200瓦；当刻蚀偏压射频电源功率为脉冲工作模式时，刻蚀偏压射频电源功率为400瓦至800瓦，其中脉冲工作模式的占空比为10%-50%，刻蚀气体至少包括SF₆，其中SF₆的流量为500SCCM至2000SCCM，刻蚀时间为0.8秒至1.2秒。