用于在双镶嵌应用中蚀刻底部抗反射涂覆层的方法

专利名称：用于在双镶嵌应用中蚀刻底部抗反射涂覆层的方法
技术领域：
本发明一般地涉及半导体处理技术，更具体而言，涉及用于在双镶嵌蚀刻处理中蚀刻底部抗反射涂覆(BARC)层的方法。
技术背景集成电路已经发展到能在单个芯片上包括数百万元件(例如，晶体 管、电容器和电阻器)的复杂器件。芯片设计的发展持续地要求更快的电 路和更大的电路密度。对更大的电路密度的需求需要减小集成电路元件的 尺寸。随着集成电路元件尺寸的减小(例如，亚微米尺寸)，用来制造这些 元件的材料有助于它们的电气性能。例如，低电阻的金属连线(例如，铜 和铝)提供了集成电路上元件之间导电路径。通常，金属连线通过电介质块绝缘材料而彼此电隔离。当相邻金属连 线之间的距离和/或电介质块绝缘材料的厚度具有亚微米的尺寸时，在这些 连线之间潜在地发生电容耦合。相邻金属连线之间的电容耦合会导致串扰 和/或电阻电容(RC)延迟，这会恶化集成电路的整体性能。一些集成电路元件包括多级互连结构(例如，双镶嵌结构)。通常， 双镶嵌结构具有电介质块绝缘层和诸如铜的导电层，其中一层堆叠在另一 层的顶部上。过孔和/或沟槽蚀刻到电介质块绝缘层中，并且铜导电层随后 填充到过孔和/或沟槽中，并使用诸如化学机械研磨(CMP)的处理对其进 行研磨(polish back)，因而导电材料仅仅留在过孔和/或沟槽中。在双镶 嵌方法中，过孔和沟槽都在铜之前被图案化到电介质材料层或者不同电介 质材料堆叠中。在双镶嵌处理中能使用不同的在电介质材料中蚀刻过孔和/或沟槽的处 理工序。作为图1A所示的示例性实施例，图示了用于蚀刻过孔和/或沟槽的"过孔优先"的处理工序。过孔128、 130形成在沉积在衬底102上的 电介质堆叠132中。电介质堆叠132具有特征密度较低的第一区域116 (例如，隔离的过孔130)和特征密度较高的第二区域118 (例如，密集 的过孔128)。电介质堆叠132包括研磨停止层110和沉积在电介质阻挡 层106上的电介质块绝缘层108。铜线103可以存在于沉积在电介质堆叠 132的下方、衬底102上的另一电介质堆叠或者层104中。研磨停止层IIO 和电介质阻挡层106通常由诸如SiON、 SiOC、 SiN、 SiCN、 Si02等的电 介质材料形成。电介质块绝缘层108通常由电介质常数低于4.0的电介质 材料形成，该电介质材料诸如FSG、聚合物材料、含碳的硅层(SiOC) 等。在沟槽光刻之前，底部抗反射涂覆(BARC)层112被旋涂以填充过 孔128、 130并覆盖电介质堆叠132。硬掩膜层134沉积在BARC层112上 以用作蚀刻掩膜层。使用图案化的光刻胶层114执行硬掩膜蚀刻处理以露 出下面的BARC层112。在将由光刻胶层114所限定的已经曝光的硬掩膜 层134蚀刻掉之后，在蚀刻沟槽之前通过硬掩膜层134执行BARC蚀刻处 理以清除BARC层112在过孔开口 128、 130上方的部分。然而，旋涂的 BARC层112不以相同的方式填充密集的过孔128和隔离的过孔130。通 常，隔离的过孔130比密集的过孔128更容易被填充，这导致在电介质堆 叠132上第一和第二区域116、 118之间的BRAC厚度变化较大。如图1B 所示，由于在过孔开口处的BARC层112被蚀刻掉，在BARC蚀刻处理过 程中露出在电介质堆叠132中由硬掩膜层134所限定的下面的研磨停止层 110的部分。由于电介质堆叠132顶部上的BARC层112的厚度不同，密 集过孔128上的BARC层112比BARC层112在隔离过孔130上的部分被 蚀刻更多。不均匀的BARC层112导致在随后的沟槽蚀刻处理中不均匀的 沟槽深度。如在图1C中所示，BARC层112在密集过孔128中比在隔离 过孔130中被更快地蚀刻，这导致在密集过孔128中被蚀刻的BARC层 112变成凹陷120，而在隔离过孔130中的BARC层112仍蚀刻不足和/或 留下表面122突起高于过孔130。图2A图示了 BARC层12的示例性结构，其突起表面122高于隔离过孔130。如图2B进一步所示，BARC层112的突起表面122可以形成遮蔽 效应，使得电介质块绝缘层108的与BARC层112相邻的部分被蚀刻的速 率比电介质绝缘层108的其它部分要低。这样，当硬掩膜层134和BARC 层112被剥去时，如图2C所示，围栏缺陷(fence defect) 126留在沟槽 中。BARC层的过蚀刻和/或不足凹陷(或者突起)影响沟槽和/或过孔的 尺寸和轮廓，导致连线集成度下降和IC器件的电气性能恶化。BARC蚀刻 的改进能减轻这些作用。因而，需要一种方法，其均匀地蚀刻BARC层以形成所期望的结构的 尺寸和轮廓。发明内容提供一种用于以两个步骤蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法。在一 个实施例中，用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法包括在蚀刻反应器 中提供具有过孔的衬底，该过孔填充有沉积在衬底上的BARC层，将第一 气体混合物供应到反应器中以蚀刻填充在过孔中的BARC层的第一部分， 并且将包括NH3气体的第二气体混合物供应到反应器中以蚀刻沉积在过孔 中的BARC层的第二部分。在另一实施例中，用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法包括在蚀 刻反应器中提供具有过孔的衬底，该过孔形成在电介质块绝缘层中并填充 有BARC层，将具有&和H2的气体的第一气体混合物供应到反应器中以 蚀刻填充在过孔中的BARC层的一部分，并且将包括NH3、 CO和02的气 体的第二气体混合物供应到反应器中以蚀刻沉积在过孔中的BARC层的其 余部分至预定的深度。在又一实施例中，用于蚀刻在双镶嵌结构中的BARC层的方法包括在 蚀刻反应器中提供具有过孔的衬底，该过孔形成在电介质块绝缘层中并填 充有BARC层，其中BARC层具有沉积在其上的硬掩膜层，将具有含氟气 体的气体混合物供应到反应器中以使用图案化的光刻胶层蚀刻硬掩膜层以 露出BARC层的表面。将具有&和H2的气体的第一气体混合物供应到反 应器中以蚀刻填充在过孔中的BARC层的一部分，并将包括NH3、 CO和02气体的第二气体混合物供应到反应器中以蚀刻在过孔中的BARC层的其 余部分至预定的深度。


以以上所述的本发明的特征被获得和能被详细理解的方式，通过参照 在附图中被图示的实施例，可以获得以上简要概括的本发明更具体的描 述。图1A-1C是具有隔离和密集过孔的示例性双镶嵌结构的剖视图；以及 图2A-2C是另一示例性双镶嵌结构的剖视图；图3是根据本发明一个实施例使用的等离子体反应器的示意横剖视图；图4是图示用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的两个步骤方法的一个 实施例的处理流程图；以及图5A-5D是根据本发明的一个实施例依次被蚀刻的双镶嵌结构的剖视图。为了便于理解，在可行之处已经使用相同的参考标号以表示附图相同 的元件。不用进一步论述就可以想到一个实施例的元件的和特征可以有益 地结合在其它实施例中。然而，要注意，附图仅仅图示了本发明的示例性实施例，因而不能认 为对本发明的范围的限制，因为本发明可以允许其它等效的实施例。
具体实施方式
本发明的实施例包括两个步骤的用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的 方法。该方法在蚀刻处理中促进BARC层的轮廓和尺寸，由此提高了在双 镶嵌结构中沟槽形成的精度。该两个步骤蚀刻方法包括将两个不同的气体 混合物供应到蚀刻反应器中以蚀刻具有良好侧壁和/或表面保护的BARC 层，由此将与蚀刻图案密度不同的沟槽相关联的轮廓变化减至最小。图3描述了适合于执行本发明的等离子体源蚀刻反应器302的一个实施例的示意横剖视图。 一个这样的适合于执行本发明的蚀刻反应器是可从California, Santa Clara的Applied Materials, Inc.购得的ENABLER⑧处理室。 可以想到，包括来自制造商的蚀刻反应器的其它蚀刻反应器可以适于从本 发明获益。在一个实施例中，反应器302包括具有导电室壁330的处理室310。 使用位于壁330中和/或壁330周围的含有液体的导管(未示出)来控制室 壁330的温度。室310是通过节流阀327耦合到真空泵336的高真空容器。处理室 330连接到电气接地334。衬垫331设置在室310中以覆盖壁330的内表 面。衬垫331促进室310的清洁能力。处理室310还包括支撑基座316和喷头332。支撑基座316在处理过 程中以间隔开的关系将衬底300支撑在喷头332的下方。支撑基座316可 以包括用于固定衬底300的静电夹盘326。由DC功率供应装置320控制 对静电夹盘326的功率。支撑基座316通过匹配网络324耦合到无线射频(RF)偏压电源 322。偏压电源322 —般能产生调谐频率从约50kHz到约60MHz的RF信 号和约0至5,000瓦特的偏压功率。可选地，偏压电源322可以是DC或 者脉冲DC源。通过调节支撑基座316的温度至少部分地控制支撑在支撑基座316上 的衬底300的温度。在一个实施例中，支撑基座316包括在其中形成用于 冷却剂流动的通道的冷却板(未示出)。此外，诸如来自气体源348的氦 (He)气体的背侧气体提供到设置在衬底300的背侧和在静电夹盘326的 表面中形成的槽(未示出)之间的通道中。背侧He气体提供基座316和 衬底300之间有效的热传导。静电夹盘326还可以在夹盘体内包括电阻加 热器(未示出)以加热夹盘326。在一个实施例中，衬底300维持在约10 到约500摄氏温度下。喷头332安装到处理室310的盖子313。气体板338以流体的方式耦 合到在喷头332和盖子313之间限定的充气室(未示出)。喷头332包括 多个孔以允许从气体板338提供到充气室的气体进入处理室310。喷头332中的孔可以布置在不同的区域中，使得各种气体能以不同的容积流率 释放到室310中。
喷头332和/或离其最近的上电极328通过阻抗变换器319 (例如，四 分之一波长匹配短截线)耦合到RF源功率318。 RF源功率318 —般能产 生调谐频率约160MHz的RF信号和约0至5,000瓦特的源功率。
反应器302还可以包括一个或者多个位于室壁330的外部并在室盖 313附近的线圈段或者磁体312。由DC功率源或者低频AC功率源354来 控制对线圈段312的功率。
在处理过程中，使用气体板338和节流阀327来控制室310内部内的 气体压力。在一个实施例中，室310内部内的气体压力维持在约0.9至 999mTorr。
包括中央处理单元(CPU) 344、存储器342和辅助电路346的控制器 340耦合到反应器302的各种部件以促进对本发明的压力的控制。存储器 342能是任何计算机可读介质，诸如随机访问存储器(RAM)、只读存储 器(ROM)、软盘、硬盘或者任何其它形式的数字存储，而不管对反应器 302或者CPU344是本地还是远程的。辅助电路346耦合到CPU344以用 于以传统的方式支撑CPU。这些电路包括高速缓冲存储器、功率供应装 置、时钟电路、输入/输出电路和子系统等。存储在存储器342中的软件例 程或者程序指令系列在被CPU344执行时使反应器302执行本发明的处 理。
图3仅仅示出了各种类型的能用来实施本发明的等离子体反应器的一 个示例性构造。例如，使用不同的耦合机构能将不同类型的源功率和偏压 功率耦合到等离子体室中。使用源功率和偏压功率两者允许独立地控制等 离子体密度和衬底相对于等离子体的偏置电压。在一些应用中，等离子体 可以在与其中布置了衬底的室不同的室中产生，例如，远程等离子体源， 并且随后使用现有技术中的公知技术将等离子体引导到室中。
图4图示了根据本发明的一个实施例在双镶嵌结构中BARC蚀刻处理 400的一个实施例的流程图。图5A-5D是与图示BARC蚀刻处理400的处 理400的不同阶段相对应的示意横截面视图。处理400可以根据指令存储在存储器342中，该指令在被控制器340执行时使处理400在反应器302 中执行。
处理400在步骤402开始，在反应器302中提供具有双镶嵌结构的衬 底。图5A示出了具有沉积在形成于衬底502上的层504上的电介质堆叠 518的双镶嵌结构。层504具有沉积在其中的诸如铜线的至少一个导电层 506。电介质堆叠518可以包括研磨停止层512和沉积在可选的电介质遮 挡层508上的电介质块绝缘层510。在不存在可选的电介质阻挡层508的 实施例中，电介质块绝缘层510可以直接沉积在下面的层504上。过孔 516通过传统的蚀刻处理形成在电介质块绝缘层510和研磨停止层512 中。在一个实施例中，电介质块绝缘层510是电介质常数小于4.0的电介 质材料。适合的材料的示例包括可从Applied Materials, Inc.购得的BLACK DIAMOND⑧的电介质材料和诸如聚酰胺的其它聚合物。
BARC层514填充过孔516，并覆盖电介质堆叠518。 BARC层514被 用来控制来自下面电介质层的反射和/或在光刻过程中的堆叠。BARC层 514可以包括例如诸如聚酰胺和通常含有氢和碳元素的聚砜的有机材料， 或者诸如氮化硅、氧氮化硅、碳化硅等的无机材料。在图5A所示的实施 例中，BARC层514是在沟槽光刻之前在衬底502上旋转以填充过孔516 的有机材料。在另一示例性实施例中，BARC层514可以以任何适合的方 式被涂覆、沉积或者填充在过孔中。
硬掩膜层530可以沉积在BARC层514上以在沟槽蚀刻过程中用作蚀 刻掩膜。在一个实施例中，研磨停止层512是诸如Si02、 SiON、 SiN、 SiOCN、 SiCN等的电介质层。在图5A所述的实施例中，硬掩膜层530是 在BARC层514上旋涂的SOG层。
研磨停止层512可以沉积在电介质块绝缘层510上，在一个实施例 中，硬掩膜层512是诸如Si02、 SiON、 SiN、 SiOCN、 SiCN等的电介质 层。在研磨停止层512不存在的实施例中，BARC层514可以直接沉积并 覆盖电介质块绝缘层510的部分524 (例如，表面)。
可选的电介质阻挡层508从电介质常数为约5.5或者更小的材料选 择。在一个实施例中，电介质阻挡层406是含碳的硅层(SiC)、掺杂氮含碳的硅层(SiCN)等。
光刻胶层506沉积在硬掩膜层530上以通过蚀刻处理将预定的图案和/ 或特征转移到电介质堆叠518中。图案化的光刻胶层506可以包括传统的 用来对集成电路进行图案化的碳基无机或者聚合材料。在图5A所示的实 施例中，沉积在光刻胶层506下的硬掩膜层530和/或BARC层514通过由 光刻胶层506所限定的开口 520而被蚀刻以在介质堆叠518中在过孔516 上形成沟槽。
在步骤404，执行硬掩膜蚀刻处理以蚀刻在开口 520中露出的硬掩膜 层530。在蚀刻过程中，如图5B所示，开口 520中的硬掩膜层530可以被 去除，直到下面的BARC层514的上表面露出。通常，光刻胶层506在硬 掩膜蚀刻步骤过程中被蚀刻掉，由此留下硬掩膜层530作为其余的蚀刻掩 膜用于随后的处理处理。硬掩膜蚀刻处理在预定时间段之后或者通过传统 的光学端点测量技术结束，该传统的光学端点测量技术通过监视来自等离 子体的发射来判定下面的BARC层514在开口 520中的部分是否已经暴露 于等离子体。
在一个实施例中，可以使用从含氟气体混合物形成的等离子体来蚀刻 硬掩膜层530。适合的含含氟气体的示例包括但是不限于CF4、 CHF3、 C2F6、 C3F8、 CF6、 C4F8、 C5F8、 C4F6、 NF3、 SFe等。在另一实施例中，使 用从含氟气体混合物形成的等离子体来蚀刻硬掩膜层530，该含氟气体混 合物包括02、 N2、 Ar、 He、插入气体等中至少一者。可以在诸如图3中 所描述的反应器302的蚀刻室中或者在其它适合的反应器中蚀刻硬掩膜层 530。
在一个实施例中，可以通过这样来执行硬掩膜蚀刻处理将诸如CF4
和CHF3的含氟气体的气体混合物供应到蚀刻反应器中，施加约300瓦特 至约2000瓦特之间的功率，维持约0摄氏度到约60摄氏度之间的温度， 并控制约10至约300mTorr的处理压力进入到反应器中。可以以约5sccm 至约300sccm之间的流率来供应CF4气体。在另一实施例中，还可以将至 少一个诸如02的插入气体和含氟气体混合物供应到反应器中。可以以约0 至约100sccm之间的流率供应02气体。在步骤406，通过在反应器302中供应第一气体混合物来执行第一 BARC蚀刻步骤以初始地蚀刻BARC层514填充过孔516的部分。在一个 实施例中，供应到反应器302中的第一气体混合物含有氢气体(H2)和氮 气体(N2)。第一气体混合物还用来吹送和冲出前次步骤404中留在反应 器302中的残留气体(例如，含氟气体)，由此防止在以下的蚀刻步骤中 产生缺陷或者与残留氟化学品的化学反应。
在一个实施例中，首先通过从含有H2气体和N2气体的第一气体混合 物形成等离子体来蚀刻BARC层514。 BARC层514可以在诸如在图3中 所描述的反应器302的蚀刻室中或者在其它适合的反应器中被蚀刻。
在第一气体混合物被供应到反应器302中的同时在步骤406调节若干 处理参数。在一个实施例中，在约5mTorr至约200mTorr之间调节蚀刻反 应器中气体混合物的压力，并且衬底温度维持在约0摄氏度和约60摄氏 度之间。可以以约300瓦特至约2000瓦特的功率施加RF源功率。112气体 可以以约5sccm至约200sccm之间的流率流动。N2气体可以以约5sccm至 约2000sccm之间的流率流动。
在一个实施例中，可以通过预定的时间段期满而结束第一 BARC蚀刻 步骤。例如，通过约5秒至约50秒之间的处理结束第一 BARC蚀刻步 骤。在另一实施例中，可以通过包括监视光发射的其它适合的方法或者通 过另一指示器来结束第一 BARC蚀刻步骤。
在步骤408，如图5C所示，执行第二 BARC蚀刻步骤以蚀刻BARC 层514填充过孔516的其余部分至预定的深度。使用供应到反应器302中 的第二气体混合物执行第二 BARC层蚀刻步骤408。在一个实施例中，气 体混合物包括NH3气体。在另一实施例中，第二气体混合物包括NH3气体 和含氧气体。适合的含氧气体包括CO和02。可以通过预先限定的时间段 期满、监视光的发射或者通过判定BARC层514凹入电介质块绝缘层510 的表面524下方预定的深度526的另一指示器来结束第二 BARC蚀刻步 骤。在一个实施例中，BARC层514凹入电介质块绝缘层510的表面524 下方的预定深度526为约0nm至约200nm。
在一个实施例中，通过从含有NH3气体和诸如CO和/或02的含氧气体的第二气体混合物形成等离子体来蚀刻BARC层514。在另一实施例 中，通过从含有NH3、 CO和02的第二气体混合物形成等离子体来蚀刻 BARC层514。可以在诸如在图3中描述的反应器302的蚀刻室或者在其 它适合的反应器中蚀刻BARC层514。
在第二气体混合物被供应到反应器302中的同时在步骤408调节若干 处理参数。在一个实施例中，在约5mTorr至约200mTorr之间调节蚀刻反 应器中气体混合物的压力，并且衬底温度维持在约0摄氏度和约60摄氏 度之间。可以以约300瓦特至约2000瓦特的功率施加RF源功率。NH3气 体可以以约5sccm至约300sccm之间的流率流动。02气体可以以约5sccm 至约200sccm之间的流率流动。C02气体可以以约5sccm至约500sccm之 间的流率流动。蚀刻时间可以在约20秒至约IOO秒之间蚀刻。
在第二 BARC蚀刻步骤中，与第二气体混合物一起供应的NH3气体与 BARC层514反应，在BARC层514的表面和/或侧壁上形成保护性的聚合 物。由于在密集过孔中BARC层514被蚀刻得比隔离过孔中的BARC514 要快，在密集过孔中BARC层514上堆积的保护性的聚合物的量会比在隔 离过孔中相对高。在隔离过孔中的BARC层514随后仍被蚀刻直到到达预 定深度的同时，在密集过孔中堆积的保护性聚合物防止BARC层514被蚀 刻。在密集和隔离过孔中堆积的保护性聚合物的量不同将与衬底的图案密 度相关联的蚀刻率的不同减至最小。这样，在均具有隔离和密集过孔的区 域中能实现大致均匀的蚀刻轮廓，由此防止与传统的处理中过孔图案密度 变化相关联的缺陷(例如，围栏或者BARC层凹陷)。
随后，可以根据需要执行包括从开口表面524蚀刻研磨停止层512、 电介质绝缘层510至预定的深度526的若干蚀刻处理，以形成沟槽528。 如图5D所示，在形成沟槽之后，可以通过任何适合的方法从衬底剥去或 者去除其余的BARC层514或者硬掩膜层530，以形成双镶嵌结构。
因而，本发明提供一种用于以均匀蚀刻轮廓蚀刻BARC层的两个步骤 蚀刻方法。该方法通过供应不同的气体混合物以两个步骤蚀刻具有足够的 侧壁和/或表面保护的BARC层来有利地促进了在双镶嵌结构中沟槽和/或 隔离和密集过孔两者中的过孔的轮廓和尺寸。在以上涉及本发明的实施例，但是可以在不脱离其基本范围的情况下 设计本发明的其它和另外的实施例。并且其范围由权利要求限定。
权利要求
1.一种用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法，包括在蚀刻反应器中提供具有过孔的衬底，所述过孔填充有BARC层，所述BARC层沉积在所述衬底上；将第一气体混合物供应到所述反应器中以蚀刻填充所述过孔的所述BARC层的第一部分；并且将包括NH3气体的第二气体混合物供应到所述反应器中以蚀刻沉积在所述过孔中的所述BARC层的第二部分。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，供应所述第一气体混合物的步 骤还包括使N2和H2气体流动进入所述反应器。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，使N2和H2气体流动的步骤还 包括使N2以约5sccm至约200sccm的速率流动；并且 使H2以约5sccm至约200sccm的速率流动。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，供应所述第一气体混合物的步 骤还包括将处理压力维持在约5mTorr至约200mTorr之间； 将衬底温度控制在约0摄氏度到约60摄氏度之间；并且 施加约300瓦特至约2000瓦特之间的等离子体功率。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，供应所述第二气体混合物的步 骤还包括使CO和02中至少一者流动进入所述反应器。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，供应所述第二气体混合物的步 骤还包括使NH3以约5sccm至约300sccm之间的速率流动。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中，使所述第二气体混合物流动的 步骤还包括使CO以约5sccm至约500sccm之间的速率流动；并且 使02以约5sccm至约200sccm之间的速率流动。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述供应所述第二气体混合物 的步骤还包括将处理压力维持在约5mTorr至约200mTorr之间； 将衬底温度控制在约0摄氏度至约60摄氏度之间；并且 施加约300瓦特至约2000瓦特之间的等离子体功率。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，硬掩膜层布置在所述BARC层上。
10. 根据权利要求9所述的方法，还包括在蚀刻所述BARC层之前，使具有含氟气体的气体混合物流动进入所 述反应器以蚀刻由光刻胶层限定的所述硬掩膜。
11. 根据权利要求9所述的方法，还包括在蚀刻所述BARC层之前使用含氟气体蚀刻所述硬掩膜层。
12. 根据权利要求IO所述的方法，还包括 由所述第一气体混合物吹出在所述反应器中残留的含氟气体。
13. 根据权利要求IO所述的方法，其中，所述含氟气体混合物是从由 CF4、 CHF3、 C2F6、 C3F8、 C4F8、 C5F8、 C4F6、 SF6和NF3组成的组中选择 的。
14. 根据权利要求1所述的方法，还包括通过使所述第二气体混合物与所述BARC层反应来在所述BARC层上 形成保护性聚合物。
15. —种用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法，包括在蚀刻反应器中提供具有过孔的衬底，所述过孔形成在电介质块绝缘 层并填充有BARC层；将具有N2和H2气体的第一气体混合物供应到所述反应器中以蚀刻填充所述过孔的所述BARC层的一部分；并且将包括NH3、 CO和02气体的第二气体混合物供应到所述反应器中以 蚀刻在所述过孔中的所述BARC层的其余部分至预定的深度。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中，提供衬底的步骤还包括在蚀刻所述BARC层之前使具有含氟气体的气体混合物流动进入所述 反应器中以蚀刻由所述BARC层上的光刻胶层所限定的硬掩膜。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中，供应所述第一气体混合物的 步骤还包括使N2气体以约5sccm至约200sccm之间的速率流动；并且 使H2气体以约5sccm至约200sccm之间的速率流动。
18. 根据权利要求15所述的方法，其中，供应所述第二气体混合物的 步骤还包括使NH3以约5sccm至约300sccm之间的速率流动； 使CO以约5sccm至约500sccm之间的速率流动； 使02以约5sccm至约200sccm之间的速率流动。
19. 根据权利要求15所述的方法，其中，供应第二气体混合物的步骤 还包括使所述第二气体混合物与所述BARC层反应以在所述BARC层的侧壁 或者表面上形成聚合物保护。
20. —种用于蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法，包括 在蚀刻反应器中提供具有过孔的衬底，所述过孔形成在电介质块绝缘层中并填充有BARC层，其中，所述BARC层具有沉积在其上的硬掩膜 层；将具有含氟气体的气体混合物供应到所述反应器中以使用图案化的光 刻胶层蚀刻所述硬掩膜层，以使所述BARC层的表面露出；将具有N2和H2气体的第一气体混合物供应到所述反应器中以蚀刻填充所述过孔的所述BARC层的一部分；并且将包括NH3、 CO和02气体的第二气体混合物供应到所述反应器中以 蚀刻所述过孔中的所述BARC层的其余部分至预定的深度。
全文摘要
提供一种以两个步骤蚀刻双镶嵌结构中的BARC层的方法。在一个实施例中，该方法包括在蚀刻反应器中提供具有过孔的衬底，该过孔填充有沉积在衬底上的BARC层，将第一气体混合物供应到反应器以蚀刻填充在过孔中BARC层的第一部分，并将包括NH₃气体的第二气体混合物供应到反应器中以蚀刻沉积在过孔中的BARC层的第二部分。
文档编号C03C25/68GK101405234SQ200780010228
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月14日 优先权日2006年3月22日
发明者卡斯特恩·施奈德, 格拉多·A·戴戈迪诺, 莹 肖 申请人:应用材料公司