[发明专利]一种半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种通过蚀刻形成腔室的方法。

背景技术

在制作腔室绝缘体上硅衬底、压力传感器和微电子机械系统的过程中，形成的腔室均位于无定型碳中，这是因为无定型碳可以与氧气发生化学反应而形成易挥发的二氧化碳的缘故。

对于现有技术而言，通过蚀刻在无定型碳中形成腔室包括以下步骤：首先，如图1A所示，在半导体衬底100上依次形成无定型碳层101、硬掩膜层102和具有腔室图案104的光刻胶层103；接着，如图1B所示，以光刻胶层103为掩膜，实施以CHF₃、CF₄和Ar为基础蚀刻气体的第一蚀刻以蚀刻硬掩膜层102，露出下方的无定型碳层101；接着，如图1C所示，以经过所述第一蚀刻的硬掩膜层102为掩膜，实施以O₂和Ar或者O₂、Ar、N₂和CO为基础蚀刻气体的第二蚀刻以蚀刻无定型碳层101，露出下方的半导体衬底100，在无定型碳层101中形成腔室105，而后实施湿法清洗，以去除前述蚀刻过程所产生的蚀刻副产物（以聚合物为主）。由于无定型碳层101的厚度通常超过20000埃，硬掩膜层102的厚度通常为2000-5000埃，因此，蚀刻硬掩膜层102和无定型碳层101时所产生的蚀刻副产物很难通过常规的湿法清洗工艺加以去除，进而造成最终形成的具有腔室105的半导体器件的性能的下降。

因此，需要提出一种方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成无定型碳层、硬掩膜层、牺牲材料层和具有腔室图案的光刻胶层；以所述光刻胶层为掩膜，实施第一蚀刻以蚀刻所述牺牲材料层，直至露出所述硬掩膜层；以所述光刻胶层和经过所述第一蚀刻的牺牲材料层为掩膜，实施第二蚀刻以蚀刻所述硬掩膜层，直至露出所述无定型碳层；对所述光刻胶层实施固化处理；以经过所述第一蚀刻的牺牲材料层和经过所述第二蚀刻的硬掩膜层为掩膜，实施第三蚀刻以蚀刻所述无定型碳层，直至露出所述半导体衬底，以在所述无定型碳层中形成腔室，同时一并去除所述光刻胶层；对所述半导体衬底依次实施干法清洗和湿法清洗；实施第四蚀刻，以去除所述牺牲材料层和残留在所述牺牲材料层的表面上的由前述蚀刻所产生的蚀刻副产物。

进一步，所述硬掩膜层的厚度为300-500埃，所述牺牲材料层的厚度为1000-2000埃。

进一步，所述第一蚀刻以Cl₂、HBr、CF₄和O₂为基础蚀刻气体。

进一步，所述第二蚀刻以CHF₃、CF₄和Ar为基础蚀刻气体.

进一步，所述固化处理采用的处理气体以Ar和O₂为基础气体，其中，Ar和O₂的流量比为15:1。

进一步，所述固化处理采用范围为200-350W的低源功率，以确保后续实施所述第三蚀刻时产生的蚀刻副产物不影响形成的所述腔室的侧壁轮廓，避免所述蚀刻副产物进入所述光刻胶层而影响所述第三蚀刻对所述光刻胶层的去除效果。

进一步，所述第三蚀刻以O₂和Ar为基础蚀刻气体，采用范围为250-400W的高偏置功率来增大离子能量以减少所述第三蚀刻所产生的蚀刻副产物的残留。

进一步，所述干法清洗采用的清洗气体以Ar和O₂为基础气体，其中，Ar和O₂的流量比为15:1。

进一步，所述干法清洗采用范围为200-350W的低源功率，以去除所述第三蚀刻所产生的蚀刻副产物的一部分。

进一步，所述湿法清洗采用的清洗剂为BOE溶液，以去除所述第三蚀刻所产生的蚀刻副产物的其余部分。

进一步，所述第四蚀刻为湿法蚀刻，采用的腐蚀液为热双氧水，温度为80-100℃。

进一步，所述牺牲材料层的构成材料为锗。

根据本发明，通过对所述光刻胶层实施固化处理以及在形成所述腔室之后实施干法清洗来减少所述蚀刻副产物的产生量，通过形成所述牺牲材料层来降低所述硬掩膜层和光刻胶层的厚度，从而进一步减少所述蚀刻副产物的产生量。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：