一种接触孔的刻蚀方法与流程

文档序号:15219525发布日期:2018-08-21 17:16阅读:376来源:国知局

本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种接触孔的刻蚀方法。



背景技术:

现有的半导体工艺中,例如32nm的闪存制备工艺中,制备接触孔采用的方法是,在晶圆表面形成光刻胶,通过曝光显影后形成具有刻蚀图案的光阻,然后采用一次刻蚀在晶圆表面形成接触孔。

但是,这样形成的接触孔会存在严重的缺陷。由于采用的是一次刻蚀的工艺,为了保证接触孔的充分刻蚀,往往需要采用较长的过刻蚀时间,但是过刻蚀时间越长,就意味着光阻和晶圆受到的损伤越大,从而使得接触孔产生弯曲条纹状的缺陷。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提出了一种接触孔的刻蚀方法,其中,应用于一复合晶圆,所述复合晶圆包括由下至上依次堆叠的第一刻蚀停止层、第一介质层、第二刻蚀停止层、第二介质层和抗反射层;所述刻蚀方法包括:

步骤s1,于所述抗反射层的上表面制备具有刻蚀图案的光阻层;

步骤s2,于所述光阻层形成有所述刻蚀图案的侧壁的表面形成一保护层;

步骤s3,采用一第一刻蚀工艺刻蚀所述刻蚀图案暴露的所述抗反射层且穿透所述第二介质层,并停止刻蚀于所述第二刻蚀停止层,形成一级接触孔;

步骤s4,采用一第二刻蚀工艺继续刻蚀所述一级接触孔以穿透所述第二刻蚀停止层,形成二级接触孔;

步骤s5,采用一第三刻蚀工艺继续刻蚀所述二级接触孔以穿透所述第一介质层,并停止于所述第一刻蚀停止层,形成完整接触孔;

步骤s6,去除所述光阻层。

上述的刻蚀方法,其中,所述第一刻蚀停止层为氮化硅层。

上述的刻蚀方法,其中,所述第二刻蚀停止层为氮化硅层。

上述的刻蚀方法,其中,所述第一介电层为硅酸乙酯层。

上述的刻蚀方法,其中,所述第二介电层为硅酸乙酯层。

上述的刻蚀方法,其中,所述步骤s2中,所述保护层还形成于所述光阻层的上表面。

上述的刻蚀方法,其中,所述步骤s2中,形成所述保护层采用的反应气体为四氟化碳,或氩气,或氢气。

上述的刻蚀方法,其中,所述步骤s3中,所述第一刻蚀工艺具有所述第二刻蚀停止层的厚度的30%的过刻蚀。

上述的刻蚀方法,其中,所述步骤s4中,所述第二刻蚀工艺具有所述第一介质层的厚度的30%的过刻蚀。

上述的刻蚀方法,其中,所述步骤s5中,所述第三刻蚀工艺具有所述第一刻蚀停止层的厚度的30%的过刻蚀。

有益效果:本发明提出的一种接触孔的刻蚀方法,能够改善接触孔的条纹缺陷问题,优化了采用该接触孔的刻蚀方法的半导体器件的性能。

附图说明

图1为本发明一实施例中接触孔的刻蚀方法的步骤流程图;

图2~5为本发明一实施例中接触孔的刻蚀方法的各个步骤在复合晶圆中形成的接触孔的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

在一个较佳的实施例中,如图1所示,提出了一种接触孔的刻蚀方法,其中,应用于一复合晶圆10,复合晶圆10包括由下至上依次堆叠的第一刻蚀停止层11、第一介质层12、第二刻蚀停止层13、第二介质层14和抗反射层15;各步骤形成的步骤可以如图2~图5所示;该刻蚀方法可以包括:

步骤s1,于抗反射层15的上表面制备具有刻蚀图案的光阻层1;

步骤s2,于光阻层1形成有刻蚀图案的侧壁的表面形成一保护层2;

步骤s3,采用一第一刻蚀工艺刻蚀刻蚀图案暴露的抗反射层15且穿透第二介质层14,并停止刻蚀于第二刻蚀停止层13,形成一级接触孔via1;

步骤s4,采用一第二刻蚀工艺继续刻蚀一级接触孔via1以穿透第二刻蚀停止层13,形成二级接触孔via2;

步骤s5,采用一第三刻蚀工艺继续刻蚀二级接触孔via2以穿透第一介质层12,并停止刻蚀于第一刻蚀停止层11,形成完整接触孔via3;

步骤s6,去除光阻层1。

上述技术方案中,步骤s4中刻蚀穿透第二刻蚀停止层13的同时如若同时移除了保护层2,则可以在步骤s4完成后重新形成新的保护层对光阻层1的侧壁进行保护。

在一个较佳的实施例中,第一刻蚀停止层11可以为氮化硅层,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

在一个较佳的实施例中,第二刻蚀停止层13可以为氮化硅层,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

在一个较佳的实施例中,第一介电层12可以为硅酸乙酯层,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

在一个较佳的实施例中,第二介电层14可以为硅酸乙酯层,但这只是一种优选的情况,不应视为是对本发明的限制。

在一个较佳的实施例中,步骤s2中,保护层2还形成于光阻层1的上表面。

在一个较佳的实施例中,步骤s2中,形成保护层2采用的反应气体为四氟化碳,或氩气,或氢气等。

上述技术方案中,保护层2可以为光阻层1与上述反应气体的反应物。

在一个较佳的实施例中,步骤s3中,第一刻蚀工艺具有上述的刻蚀方法,第一刻蚀工艺具有第二刻蚀停止层13的厚度的30%的过刻蚀。

上述技术方案中,由于第一刻蚀工艺具有一第一过刻蚀时间,因此第一刻蚀工艺会在第二刻蚀停止层13中停止,此时第二刻蚀停止层13的上表面的一部分也会被刻蚀掉。

在一个较佳的实施例中,步骤s4中,第二刻蚀工艺具有第一介质层12的厚度的30%的过刻蚀。

由于第二刻蚀工艺具有一第二过刻蚀时间,因此第二刻蚀工艺会在第一介质层12中停止,此时第一介质层12的上表面的一部分也会被刻蚀掉。

在一个较佳的实施例中,步骤s5中,第三刻蚀工艺具有第一刻蚀停止层11的厚度的30%的过刻蚀。

上述技术方案中,由于第三刻蚀工艺具有一第三过刻蚀时间,因此第三刻蚀工艺会在第一刻蚀停止层11中停止,此时第一刻蚀停止层11的上表面的一部分也会被刻蚀掉。

综上所述,本发明提出的一种接触孔的刻蚀方法,应用于一复合晶圆,复合晶圆包括由下至上依次堆叠的第一刻蚀停止层、第一介质层、第二刻蚀停止层、第二介质层和抗反射层;刻蚀方法包括:步骤s1,于抗反射层的上表面制备具有刻蚀图案的光阻层;步骤s2,于光阻层形成有刻蚀图案的侧壁的表面形成一保护层;步骤s3,采用一第一刻蚀工艺刻蚀刻蚀图案暴露的抗反射层且穿透第二介质层,并停止刻蚀于第二刻蚀停止层,形成一级接触孔;步骤s4,采用一第二刻蚀工艺继续刻蚀一级接触孔以穿透第二刻蚀停止层,形成二级接触孔;步骤s5,采用一第三刻蚀工艺继续刻蚀二级接触孔以穿透第一介质层,形成完整接触孔;步骤s6,去除光阻层;能够改善接触孔的条纹缺陷问题,优化了采用该接触孔的刻蚀方法的半导体器件的性能。

通过说明和附图,给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例,基于本发明精神,还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例,然而,这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言,阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。

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