[发明专利]刻蚀方法、半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供了一种刻蚀方法、半导体器件及其制造方法，所述刻蚀方法包括：步骤S1，提供一具有开口的衬底；步骤S2，沉积掩膜材料于所述开口的侧壁和底壁上；步骤S3，去除所述开口底壁上的所述掩膜材料，以暴露出所述开口底部的所述衬底的表面；步骤S4，以所述开口侧壁上的掩膜材料为掩膜，沿所述开口向下刻蚀所述开口底部的所述衬底，以增大所述开口的深度；步骤S5，循环执行步骤S2至S4，直至所述开口的深度达到预设要求。本发明的技术方案使得具有很小的开口宽度的结构中能够刻蚀形成很深的开口，且使得所述开口侧壁的形貌保持不变。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种刻蚀方法、半导体器件及其制造方法。

背景技术

在半导体器件的生产工艺中，硅基深孔刻蚀方法已经成为微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)加工领域的一项重要技术。但是常规的硅基深孔刻蚀方法有着两个重要的问题点，例如在刻蚀多晶硅栅极、硅衬底中的沟槽或者孔的工艺中，当关键尺寸(Critical Dimension，CD)很小(小于500nm)时，刻蚀之后形成的沟槽或孔会呈现锥形，很难形成垂直的侧壁结构；而且刻蚀之后形成的沟槽或孔的深度很难达到很深的程度。而导致以上问题点的主要原因是，在具有小的关键尺寸的结构中形成具有垂直的侧壁形貌的工艺过程中，聚合物沉积工艺与等离子体刻蚀工艺的作用很难达到平衡。因此，如何改进硅基深孔刻蚀方法，使得具有小的关键尺寸的结构中也能刻蚀形成很深的和具有垂直侧壁的沟槽或孔是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刻蚀方法、半导体器件及其制造方法，使得具有很小的开口宽度的结构中能够刻蚀形成很深的开口，且使得所述开口侧壁的形貌保持不变。

为实现上述目的，本发明提供了一种刻蚀方法，包括：

S1，提供一具有开口的衬底；

S2，沉积掩膜材料于所述开口的侧壁和底壁上；

S3，去除所述开口底壁上的所述掩膜材料，以暴露出所述开口底部的所述衬底的表面；

S4，以所述开口侧壁上的掩膜材料为掩膜，沿所述开口向下刻蚀所述开口底部的所述衬底，以增大所述开口的深度；

S5，循环执行步骤S2至S4，直至所述开口的深度达到预设要求。

可选的，在步骤S1中，提供具有所述开口的所述衬底的步骤包括：首先，提供一衬底，在所述衬底上形成图案化掩膜层；然后，以所述图案化掩膜层为掩膜，刻蚀所述衬底以形成所述开口。

可选的，所述图案化掩膜层的材质不同于所述掩膜材料；在步骤S2中，首先，沉积掩膜材料于所述开口的侧壁和底壁以及所述图案化掩膜层上，然后，通过化学机械平坦化工艺去除所述图案化掩膜层上的所述掩膜材料；或者，在步骤S2中，沉积掩膜材料于所述开口的侧壁和底壁以及所述图案化掩膜层上，在步骤S3中，采用清洗工艺去除所述开口底壁上的所述掩膜材料的同时，去除所述图案化掩膜层上的所述掩膜材料。

可选的，所述刻蚀方法还包括：在所述开口的深度达到预设要求后，去除所述图案化掩膜层以及所述开口侧壁上的所述掩膜材料。

可选的，在步骤S2中，沉积所述掩膜材料的工艺气体中包括含碳气体，且所述含碳气体仅有一种；在步骤S3和步骤S4中采用的工艺气体中不含碳元素。

可选的，在步骤S2中，所述含碳气体为碳氟化合物气体或者碳氢化合物气体；在步骤S3和步骤S4中采用的工艺气体为SF₆气体。