一种干法刻蚀通孔的方法与流程

本申请涉及半导体领域，特别是一种干法刻蚀通孔的方法。

背景技术：

1、随着半导体技术的飞速发展，集成电路的集成度越来越高，器件的性能和精度需求也在日益增加，刻蚀技术已经成为集成电路制造中至关重要的技术。干法刻蚀技术作为一种拥有众多优点的刻蚀技术，已被广泛应用于高精度半导体器件制造领域、光电器件制造以及材料科学等领域。

2、干法蚀刻系统的蚀刻介质是等离子体，它是利用等离子体与表面膜反应，产生挥发性物质，或直接轰击膜表面使其蚀刻的过程。然而，由于干法刻蚀通孔的过程中，极易形成碗状缺陷（bowing）及碳沉积，并且刻蚀过程中容易造成光刻胶的损失导致无法准确传递图形尺寸，影响通孔质量和器件可靠性。

技术实现思路

1、鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分的解决所述问题的一种干法刻蚀通孔的方法，包括：

2、一种干法刻蚀通孔的方法，用于对在半导体基底上沉积的介质叠层进行刻蚀，所述介质叠层包括光刻胶层、底部抗反射层、第一teos层、bd层、第二teos层和刻蚀阻挡层；

3、所述方法包括：

4、采用所述第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀；

5、采用所述第二刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第二次刻蚀；

6、依次对所述第一teos层、所述bd层、所述第二teos层进行刻蚀，使所述刻蚀阻挡层产生损失量，形成目标金属层沟槽。

7、进一步地，所述采用所述第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀的步骤，包括：

8、当刻蚀作用30-45s时，停止对所述底部抗反射层的第一次刻蚀。

9、进一步地，所述第一刻蚀气体包括cf4、chf3和o2，所述第一刻蚀气体的气体比例为cf4：chf3：o2=150：30：2。

10、进一步地，所述第二刻蚀气体包括cf4和o2，所述第二刻蚀气体的气体比例为cf4：o2=150：11。

11、进一步地，所述第二次刻蚀的条件为o2处在25-30mhz。

12、进一步地，所述依次对所述第一teos层、所述bd层、所述第二teos层进行刻蚀，使所述刻蚀阻挡层产生损失量，形成目标金属层沟槽的步骤，包括：

13、采用第三刻蚀气体对所述第一teos层进行刻蚀；

14、采用第四刻蚀气体对所述bd层进行刻蚀；

15、采用第五刻蚀气体对所述第二teos层进行刻蚀，使所述刻蚀阻挡层产生损失量，形成所述目标金属层沟槽。

16、进一步地，所述第三刻蚀气体包括c4f8、ch2f2、ar、o2和n2，所述第三刻蚀气体的气体比例为c4f8：ch2f2：ar：o2：n2=9：10：600：7：90。

17、进一步地，所述第四刻蚀气体包括c4f8、ar和n2，所述第四刻蚀气体的气体比例为c4f8：ar：n2=9：600：80。

18、进一步地，所述第五刻蚀气体包括c4f8、ar和n2，所述第五刻蚀气体的气体比例为c4f8：ar：n2=9：600：120。

19、进一步地，所述采用所述第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀的步骤之前，还包括：

20、对所述光刻胶层进行图案化处理，形成图案化的光刻胶层；

21、以图案化的所述光刻胶层为掩膜，进行通孔光刻。

22、本申请具有以下优点：

23、在本申请的实施例中，相对于现有干法刻蚀技术中的极易形成碗状缺陷及碳沉积的问题，本申请提供了将抗反射层刻蚀精细为两步刻蚀的解决方案，具体为：采用所述第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀；采用所述第二刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第二次刻蚀；依次对所述第一teos层、所述bd层、所述第二teos层进行刻蚀，使所述刻蚀阻挡层产生损失量，形成目标金属层沟槽。通过特定刻蚀气体对抗反射层进行两步刻蚀，有效避免了在通孔刻蚀过程中形貌发生缺陷的问题及减少碳颗粒沉积问题。

技术特征：

1.一种干法刻蚀通孔的方法，用于对在半导体基底上沉积的介质叠层进行刻蚀，其特征在于，所述介质叠层包括光刻胶层、底部抗反射层、第一teos层、bd层、第二teos层和刻蚀阻挡层；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀的步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体包括cf4、chf3和o2，所述第一刻蚀气体的气体比例为cf4：chf3：o2=150：30：2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二刻蚀气体包括cf4和o2，所述第二刻蚀气体的气体比例为cf4：o2=150：11。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二次刻蚀的条件为o2处在25-30mhz。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次对所述第一teos层、所述bd层、所述第二teos层进行刻蚀，使所述刻蚀阻挡层产生损失量，形成目标金属层沟槽的步骤，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三刻蚀气体包括c4f8、ch2f2、ar、o2和n2，所述第三刻蚀气体的气体比例为c4f8：ch2f2：ar：o2：n2=9：10：600：7：90。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第四刻蚀气体包括c4f8、ar和n2，所述第四刻蚀气体的气体比例为c4f8：ar：n2=9：600：80。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第五刻蚀气体包括c4f8、ar和n2，所述第五刻蚀气体的气体比例为c4f8：ar：n2=9：600：120。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀的步骤之前，还包括：

技术总结
本申请提供了一种干法刻蚀通孔的方法，相对于现有干法刻蚀技术中的极易形成碗状缺陷及碳沉积的问题，本申请提供了将抗反射层刻蚀精细为两步刻蚀的解决方案，具体为：用于对在半导体基底上沉积的介质叠层进行刻蚀，介质叠层包括光刻胶层、底部抗反射层、第一TEOS层、BD层、第二TEOS层和刻蚀阻挡层；采用第一刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第一次刻蚀；采用所述第二刻蚀气体对所述底部抗反射层进行第二次刻蚀；依次对第一TEOS层、BD层、第二TEOS层进行刻蚀，使所述刻蚀阻挡层产生损失量，形成目标金属层沟槽。通过特定刻蚀气体对抗反射层进行两步刻蚀，有效避免了在通孔刻蚀过程中形貌发生缺陷的问题及减少碳颗粒沉积问题。

技术研发人员：汪之涵,傅俊寅,温正欣
受保护的技术使用者：深圳基本半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16