[发明专利]沟槽刻蚀的方法

说明书

本申请公开了一种沟槽刻蚀的方法，涉及半导体制造领域，该方法包括在衬底上形成硬掩膜层，在硬掩膜层表面形成一层光刻胶，在光刻胶中形成沟槽开口图案，沟槽开口图案的特征尺寸小于沟槽开口的目标特征尺寸，根据沟槽开口图案进行刻蚀，硬掩膜层形成沟槽开口图案，衬底顶部形成预定深度的凹槽，增大硬掩膜层中沟槽开口图案的特征尺寸，令硬掩膜层中沟槽开口图案的特征尺寸等于目标特征尺寸，根据增大后的沟槽开口图案刻蚀衬底，在衬底中形成沟槽；解决了目前沟槽刻蚀后，沟槽侧壁的顶部容易出现侧掏现象的问题；达到了避免沟槽侧壁的顶部出现侧掏现象，优化沟槽形成工艺的效果。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种沟槽刻蚀的方法。

背景技术

常规MOS器件的沟槽形成于衬底表面，当MOS器件导通时，源漏电流通过沟道流动，方向与栅氧平行。随着对器件击穿电压及集成度要求的不断提高，MOS器件的结构发生了变化，功率MOSFET出现。

沟槽栅结构的MOSFET将沟道从水平变为垂直，消除了平面寄生JFET的影响，同时缩小的元胞尺寸，增大了电流增益，降低了导通电阻。在制作沟槽栅MOSFET器件时，需要在衬底中形成沟槽。制作沟槽的步骤为：在衬底表面形成硬掩膜，定义沟槽图案，然后刻蚀衬底形成沟槽。

然而，在刻蚀过程中，由于硅对硬掩膜的选择比较高，沟槽顶部的侧壁容易产生undercut(侧掏)11现象，如图1所示，容易影响器件的性能。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种沟槽刻蚀的方法。该技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种沟槽刻蚀的方法，该方法包括：

在衬底上形成硬掩膜层；

在所述硬掩膜层表面形成一层光刻胶；

在光刻胶层中形成沟槽开口图案，所述沟槽开口图案的特征尺寸小于沟槽开口的目标特征尺寸；

根据所述沟槽开口图案进行刻蚀，在所述硬掩膜层形成沟槽开口图案，所述衬底顶部形成预定深度的凹槽；

增大硬掩膜层中沟槽开口图案的特征尺寸，令所述硬掩膜层中沟槽开口图案的特征尺寸等于所述沟槽开口的目标特征尺寸；

根据增大后的沟槽开口图案刻蚀所述衬底，在所述衬底中形成沟槽。

可选的，所述增大硬掩膜层中沟槽开口图案的特征尺寸，令所述硬掩膜层中沟槽开口图案的特征尺寸等于所述沟槽开口的目标特征尺寸，包括：

通过湿法腐蚀工艺去除所述沟槽开口图案外侧的部分氧化硅，令所述氧化硅层中沟槽开口图案的特征尺寸等于所述沟槽开口的目标特征尺寸。

可选的，所述湿法腐蚀工艺采用氢氟酸。

可选的，所述硬掩膜层为氧化硅层。

可选的，所述衬底顶部形成的凹槽的预定深度为200A至800A。

可选的，该方法还包括：

去除衬底表面剩余的光刻胶。

可选的，所述根据增大后的沟槽开口图案刻蚀所述衬底，在所述衬底中形成沟槽，包括：

以包含所述增大后的沟槽开口图案的硬掩膜层为掩膜，利用六氟甲烷和氧气进行刻蚀，在所述衬底中形成沟槽。

可选的，所述根据所述沟槽开口图案进行刻蚀，在所述硬掩膜层形成沟槽开口图案，所述衬底顶部形成预定深度的凹槽，包括：

根据所述沟槽开口图案进行干法刻蚀，在所述硬掩膜层形成沟槽开口图案，所述衬底顶部形成预定深度的凹槽；

其中，刻蚀所用气体为四氟甲烷和/或三氟甲烷。