接触孔的刻蚀方法与流程

文档序号:38255537发布日期:2024-06-12 23:05阅读:155来源:国知局

本申请涉及半导体制造,具体涉及一种接触孔的刻蚀方法。


背景技术:

1、公司客制化bcm产品在ct(contact hole,接触孔)版图中同时存在高深宽比(深宽比>6)的条形/矩形接触孔和圆形/环形接触孔。在后续的干法刻蚀中,由于等离子体特性,轰击粒子反射数量和能量,层间介质层的刻蚀处理中,气体分子结构及碳氟比致使电场下解离出来离子/自由基的种类等差异的存在,使得圆形/环形接触孔的侧壁会比条形接触孔直,在顶部开口cd(关键尺寸)一样及同一刻蚀氛围(环境)下,圆形/环形接触孔靠近底部的关键尺寸远大于条形/矩形接触孔靠近底部的关键尺寸,导致接触电阻(rc)存在明显的差异,因此减少两者之间etch bias(刻蚀偏差)的差异成为工艺开发的重点。


技术实现思路

1、本申请提供了一种接触孔的刻蚀方法,可以解决在顶部开口cd相同以及刻蚀氛围相同情形下,环形接触孔和矩形接触孔刻蚀偏差较大导致二者的接触电阻存在明显差异的问题。

2、本申请实施例提供了一种接触孔的刻蚀方法,包括:

3、提供一衬底,所述衬底上形成有导电层、阻挡层、层间介质层、硬掩膜层、介电抗反射层、底部抗反射层;

4、形成图案化的光刻胶层,所述图案化的光刻胶层位于所述底部抗反射层上,所述图案化的光刻胶层上形成有环形接触孔图形和矩形接触孔图形;

5、以所述图案化的光刻胶层为掩模,刻蚀所述底部抗反射层和所述介电抗反射层至所述硬掩膜层表面,以形成第一环形开口和第一矩形开口;

6、以所述底部抗反射层为掩模,刻蚀所述硬掩膜层至所述层间介质层表面,以形成第二环形开口和第二矩形开口;

7、以所述介电抗反射层为掩模,对所述层间介质层进行主刻蚀处理,以形成第三环形开口和第三矩形开口;

8、以所述硬掩膜层为掩模,对所述层间介质层进行过刻蚀处理,以形成第四环形开口和第四矩形开口,其中,参与所述过刻蚀处理的气体包括:c4f6和c4f8;

9、以所述硬掩膜层为掩模,刻蚀所述阻挡层至所述导电层表面,以形成环形接触孔和矩形接触孔。

10、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,所述过刻蚀处理过程中,c4f6和c4f8总流量至少为20sccm。

11、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,所述过刻蚀处理过程中,c4f8的流量为4sccm~16sccm。

12、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,参与所述主刻蚀处理的气体包括:c4f6、ar和o2。

13、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,所述层间介质层的材质为二氧化硅。

14、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,以所述图案化的光刻胶层为掩模,刻蚀所述底部抗反射层和所述介电抗反射层的过程中,参与刻蚀的气体包括:cf4和o2。

15、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,所述硬掩膜层为apf薄膜。

16、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,以所述底部抗反射层为掩模,刻蚀所述硬掩膜层的过程中,参与刻蚀的气体包括:co和co2。

17、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,所述阻挡层的材质为氮化硅。

18、可选的,在所述接触孔的刻蚀方法中,以所述硬掩膜层为掩模,刻蚀所述阻挡层的过程中,参与刻蚀的气体包括:ch3f、ar和o2。

19、本申请技术方案,至少包括如下优点:

20、本申请通过c4f8(环状碳氟气体)与c4f6(长链状碳氟气体)复合用作过刻蚀层间介质层的刻蚀气体,采用该复合氟碳气体对层间介质层进行过刻蚀处理,一方面,c4f8和c4f6复合氟碳气体可以降低过刻蚀处理过程中总的碳氟比,使得产生的聚合物或是副产物量减少,另一方面,c4f8和c4f6复合氟碳气体中分子结构的差异可以减少c/cf这种高黏滞系数自由基的产生,从而可以减少接触孔顶部及接触孔侧壁聚合物的数量,减小了冗余聚合物对矩形接触孔底部关键尺寸的影响(矩形接触孔较环形接触孔而言,由于缺少足够的轰击,所以矩形接触孔底部关键尺寸受聚合物的影响更大),使得在顶部开口cd(关键尺寸)一样及同一刻蚀氛围(环境)下,大大缩小了刻蚀环形接触孔底部关键尺寸(底部开口横向尺寸)和矩形接触孔底部关键尺寸(底部开口横向尺寸)的差异,从而减小环形接触孔的接触电阻和矩形接触孔接触电阻的差异。



技术特征:

1.一种接触孔的刻蚀方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,所述过刻蚀处理过程中,c4f6和c4f8总流量至少为20sccm。

3.根据权利要求2所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,所述过刻蚀处理过程中,c4f8的流量为4sccm~16sccm。

4.根据权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,参与所述主刻蚀处理的气体包括:c4f6、ar和o2。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,所述层间介质层的材质为二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,以所述图案化的光刻胶层为掩模,刻蚀所述底部抗反射层和所述介电抗反射层的过程中,参与刻蚀的气体包括:cf4和o2。

7.根据权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,所述硬掩膜层为apf薄膜。

8.根据权利要求7所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,以所述底部抗反射层为掩模,刻蚀所述硬掩膜层的过程中,参与刻蚀的气体包括:co和co2。

9.根据权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,所述阻挡层的材质为氮化硅。

10.根据权利要求9所述的接触孔的刻蚀方法,其特征在于,以所述硬掩膜层为掩模,刻蚀所述阻挡层的过程中,参与刻蚀的气体包括:ch3f、ar和o2。


技术总结
本申请提供一种接触孔的刻蚀方法,包括:提供堆叠的衬底、导电层、阻挡层、层间介质层、硬掩膜层、介电抗反射层和底部抗反射层;刻蚀底部抗反射层和介电抗反射层;刻蚀硬掩膜层;对层间介质层进行主刻蚀处理;对层间介质层进行过刻蚀处理,参与过刻蚀处理的气体包括:C<subgt;4</subgt;F<subgt;6</subgt;和C<subgt;4</subgt;F<subgt;8</subgt;;刻蚀阻挡层以形成环形接触孔和矩形接触孔。本申请通过将C<subgt;4</subgt;F<subgt;8</subgt;与C<subgt;4</subgt;F<subgt;6</subgt;复合以过刻蚀层间介质层,降低了总的碳氟比,使得产生的聚合物或副产物量减少;此外,分子结构的差异减少了高黏滞系数自由基的产生,减少了接触孔顶部及侧壁的聚合物,使得在顶部开口CD及刻蚀氛围相同时,缩小了二者底部开口横向尺寸的差异,从而减小二者接触电阻的差异。

技术研发人员:张文文,丁佳,王玉新,陈志远,张淑婷
受保护的技术使用者:华虹半导体(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/11
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