【嘉德点评】粤芯在未来将聚焦于以生物检测芯片、视频监控摄像头芯片、红外测温芯片为代表的生物安全领域，弥补国产芯片制造业的短板。
集微网消息，自去年广州粤芯半导体引入荷兰ASML光刻机并调试完成后，粤芯便成为广东粤港澳大湾区唯一进入量产的12英寸芯片生产平台。粤芯在未来将聚焦于以生物检测芯片、视频监控摄像头芯片、红外测温芯片为代表的生物安全领域，弥补国产芯片制造业的短板。
在芯片制造过程中，半导体衬底的沟槽刻蚀是极为关键的技术，可用于制作MOS管、电容器或者器件隔离区间等。但沟槽的尺度在纳米级别，刻蚀难度极大。通常在半导体衬底形成沟槽包括以下步骤：首先生成硬掩模层，进而生成图形化的光刻胶层；接着以图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀形成图形化的硬掩模层，最后去除光刻胶层，通过刻蚀衬底形成沟槽。
然而在目前形成沟槽的工艺中，对硬掩模层和半导体衬底的刻蚀需在不同机台分别进行，并在刻蚀完成后分别进行清洗。另外，干法刻蚀时会有部分多余的聚合物和副产物附着在晶圆表面，当硬掩模层刻蚀完成并转移到其它机台去除光刻胶时，需要将晶圆暴露在大气环境中，非常容易造成反应生成的聚合物或副产物与空气中的水蒸气反应，从而引发产品缺陷。
为此，广州粤芯于2019年12月30日提出一项名为“沟槽的形成方法及刻蚀设备”的发明专利（申请号：201911398513.1），申请人为广州粤芯半导体技术有限公司。
图1 沟槽形成方法
图1是专利提出的一种沟槽形成方法。首先在步骤一中提供一个半导体结构，包括由下自上依次堆叠的半导体衬底、硬掩模层和图形化的光刻胶层。步骤二、三中首先以图形化的光刻胶层为掩模刻蚀硬掩模层，并形成贯穿硬掩模层的开口，并紧接着去除图形化的光刻胶层，此时均位于第一刻蚀腔中进行操作，如图2所示。在步骤四中，将衬底转移至第二刻蚀腔，并以硬掩模层为掩模刻蚀半导体衬底，形成沟槽，最后还可以利用稀释的氢氟酸等清洗液在清洗机台去除沟槽内的刻蚀副产物。
图2 刻蚀设备腔体示意图
由于刻蚀硬掩模层和图形化的光刻胶层的工艺均为干法刻蚀工艺，因此可对硬掩模层刻蚀完成并对第一刻蚀腔抽真空之后，直接通入O2，并快速去除光刻胶。当第一刻蚀腔和所述第二刻蚀腔设于同一刻蚀机台时，可通过对该刻蚀机台刻蚀程序的设置，使其能够控制相应的工艺分别在不同的刻蚀腔内先后但却一次性完成。
通过以上分析，刻蚀硬掩模层和去除图形化光刻层可以在同一腔室完成，从而避免了多余的聚合物或副产物与空气中的水蒸气反应，提高产品良率。
以上就是粤芯为半导体制造领域提供的一种沟槽制作方法，通过提供了一种沟槽的形成方法及刻蚀设备，可解决现有技术在形成沟槽时，反应生成的聚合物或副产物会与空气中的水蒸气反应而引发缺陷产生，降低产品良率的问题。
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（校对/holly）
