接觸孔硅凹槽蝕刻方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法，包括下列步驟：提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質(zhì)形成接觸孔的圓片；去除所述光刻膠；以層間介質(zhì)表面的氧化層作為掩膜，進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻。本發(fā)明通過(guò)將光刻膠去除后采用ILD表面的氧化層作為硬掩膜進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻，相對(duì)于使用光刻膠作為掩膜的傳統(tǒng)技術(shù)，可以獲得更好的接觸孔硅凹槽形貌。
【專利說(shuō)明】接觸孔硅四槽蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，特別是涉及一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接觸孔(contact)是元器件中連通第一層金屬層與有源區(qū)的通孔，其貫穿層間介質(zhì)(ILD)。接觸孔娃凹槽蝕刻(contact Si recess etch),是指接觸孔蝕刻穿層間介質(zhì)后，再向下將一部分硅蝕刻掉形成接觸孔硅凹槽。
[0003]傳統(tǒng)的接觸孔蝕刻工藝中，形成的接觸孔硅凹槽的形貌較差，以致影響器件的性能，可能會(huì)成為一個(gè)致命缺陷導(dǎo)致晶圓驗(yàn)收測(cè)試(WAT)中漏極飽和電流(Idss)測(cè)試不通過(guò)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)接觸孔蝕刻工藝形成的接觸孔硅凹槽形貌不好的問(wèn)題，提供一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法。
[0005]一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法，包括下列步驟:提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質(zhì)形成接觸孔的圓片；去除所述光刻膠；以層間介質(zhì)表面的氧化層作為掩膜，進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質(zhì)形成接觸孔的圓片的步驟是:淀積所述層間介質(zhì)；在所述層間介質(zhì)上形成所述光刻膠；以所述光刻膠為掩膜對(duì)所述層間介質(zhì)進(jìn)行蝕刻，形成所述接觸孔。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述層間介質(zhì)進(jìn)行蝕刻是采用干法蝕刻。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述去除所述光刻膠的步驟中，所述圓片上因?qū)娱g介質(zhì)蝕刻產(chǎn)生的聚合物被一并去除。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述以層間介質(zhì)表面的氧化層作為掩膜，進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻的步驟后還包括進(jìn)行蝕刻清潔的步驟。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述去除所述光刻膠的步驟包括先進(jìn)行干法去膠，再進(jìn)行濕法去膠。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述接觸孔硅凹槽蝕刻為干法蝕刻。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述干法蝕刻中的等離子源包括六氟化硫。
[0013]上述接觸孔硅凹槽蝕刻方法，通過(guò)將光刻膠去除后采用ILD表面的氧化層作為硬掩膜進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻，相對(duì)于使用光刻膠作為掩膜的傳統(tǒng)技術(shù)，可以獲得更好的接觸孔硅凹槽形貌。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是一實(shí)施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖；
[0015]圖2是傳統(tǒng)工藝中采用光刻膠作為掩膜蝕刻接觸孔硅凹槽得到的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片；
[0016]圖3是本發(fā)明的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片；
[0017]圖4是傳統(tǒng)的接觸孔蝕刻工藝中對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行蝕刻后產(chǎn)生聚合物的示意圖；
[0018]圖5是傳統(tǒng)的接觸孔蝕刻工藝中接觸孔硅凹槽蝕刻被聚合物所阻擋形成橋接(bridging)的示意圖；
[0019]圖6是另一實(shí)施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]圖1是一實(shí)施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖，包括下列步驟:
[0022]S310，提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質(zhì)形成了接觸孔的圓片。
[0023]可以使用傳統(tǒng)工藝在層間介質(zhì)(ILD)上涂覆光刻膠后，以光刻膠為掩膜，干法蝕刻形成接觸孔(contact)。其中層間介質(zhì)可以包括氮氧化硅SiON層、硼磷硅玻璃(BPSG)層以及正硅酸乙酯(TEOS)層。
[0024]S320，去除光刻膠。
[0025]使用習(xí)知的去膠工藝去除光刻膠。
[0026]S330,以層間介質(zhì)表面的氧化層作為掩膜，進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻。
[0027]以層間介質(zhì)(ILD)表面的氧化層作為硬掩膜(hard mask)相對(duì)于傳統(tǒng)工藝中以光刻膠作為掩膜，可以獲得更好的凹槽形貌，減小寬高比(aspect ratio)。圖2是傳統(tǒng)工藝中采用光刻膠作為掩膜蝕刻接觸孔硅凹槽得到的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片，圖3是本發(fā)明的接觸孔硅凹槽剖面在顯微鏡下的照片。
[0028]另外，在傳統(tǒng)的接觸孔蝕刻工藝中，一般采用四氟化碳和/或溴化氫進(jìn)行干法蝕亥|J，四氟化碳的等離子體會(huì)與硅反應(yīng)產(chǎn)生大量聚合物(polymer)，例如聚四氟乙烯。參見(jiàn)圖4和圖5，聚合物11落入接觸孔中會(huì)對(duì)蝕刻進(jìn)行阻擋，導(dǎo)致蝕刻不干凈，影響產(chǎn)品的良率。由于該聚合物的性質(zhì)與光刻膠相近，因此在其中一個(gè)實(shí)施例中，可以于步驟S320去除光刻膠時(shí)將聚合物一并去除。即步驟S322:去除光刻膠，圓片上因?qū)娱g介質(zhì)蝕刻產(chǎn)生的聚合物被一并去除。如圖6所示。
[0029]在其中一個(gè)實(shí)施例中，去除光刻膠的步驟是通過(guò)先進(jìn)行干法去膠，再進(jìn)行濕法去膠來(lái)完成。兩步去膠工藝可以將光刻膠及聚合物去除得更干凈。去除聚合物主要是通過(guò)濕法去膠的工藝，因此要根據(jù)生成的聚合物成分相應(yīng)選擇合適的去膠液，達(dá)到同時(shí)去除聚合物和光刻膠的目的。
[0030]上述接觸孔硅凹槽蝕刻方法，通過(guò)在蝕刻層間介質(zhì)形成接觸孔后、蝕刻接觸孔硅凹槽之前，增加去除層間介質(zhì)蝕刻時(shí)與光刻膠反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)(聚合物)的工藝，同時(shí)一并去除光刻膠，因此消除了后續(xù)蝕刻接觸孔硅凹槽工序中雜質(zhì)對(duì)蝕刻的影響，提高了產(chǎn)品的良率，可以提振FAB廠客戶的信心。另外光刻膠去除后采用ILD表面的氧化層作為硬掩膜，可以獲得更好的接觸孔硅凹槽形貌。上述接觸孔硅凹槽蝕刻方法沒(méi)有對(duì)器件的結(jié)構(gòu)做出改變，工藝簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，不會(huì)因工序的增加造成生產(chǎn)成本的增加。
[0031]參見(jiàn)圖6，為另一實(shí)施例中接觸孔硅凹槽蝕刻方法的流程圖。在該實(shí)施例中，步驟S310具體包括以下三個(gè)步驟:
[0032]S311，淀積層間介質(zhì)。
[0033]S313，在層間介質(zhì)上形成光刻膠。
[0034]S315，以光刻膠為掩膜對(duì)層間介質(zhì)進(jìn)行蝕刻，形成接觸孔。
[0035]在本實(shí)施例中，蝕刻層間介質(zhì)是采用干法蝕刻。
[0036]在本實(shí)施例中，步驟S330之后還包括進(jìn)行蝕刻清潔的步驟S340。
[0037]在本實(shí)施例中，步驟S330的接觸孔硅凹槽蝕刻采用干法蝕刻工藝。由于使用四氟化碳作為等離子源會(huì)產(chǎn)生大量聚合物，因此本實(shí)施例在S330中不采用四氟化碳CF4作為等離子源，可以采用六氟化硫SF6替代。如此一來(lái)，蝕刻中產(chǎn)生的聚合物就會(huì)大幅減少，蝕刻機(jī)臺(tái)腔室的平均清潔間隔時(shí)間(MTBC)得到延長(zhǎng)(不會(huì)再因?yàn)榇罅康木酆衔锔街谇皇覂?nèi)壁上導(dǎo)致需要經(jīng)常清潔)，節(jié)省了清潔的成本。實(shí)際生產(chǎn)中在采用了本發(fā)明的方法后，蝕刻機(jī)臺(tái)腔室的平均清潔間隔時(shí)間由10小時(shí)左右延長(zhǎng)為50小時(shí)。
[0038]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種接觸孔硅凹槽蝕刻方法，包括下列步驟: 提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質(zhì)形成接觸孔的圓片； 去除所述光刻膠； 以層間介質(zhì)表面的氧化層作為掩膜，進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述提供以光刻膠為掩膜，蝕刻層間介質(zhì)形成接觸孔的圓片的步驟是: 淀積所述層間介質(zhì)； 在所述層間介質(zhì)上形成所述光刻膠； 以所述光刻膠為掩膜對(duì)所述層間介質(zhì)進(jìn)行蝕刻，形成所述接觸孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述對(duì)所述層間介質(zhì)進(jìn)行蝕刻是采用干法蝕刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述去除所述光刻膠的步驟中，所述圓片上因?qū)娱g介質(zhì)蝕刻產(chǎn)生的聚合物被一并去除。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述以層間介質(zhì)表面的氧化層作為掩膜，進(jìn)行接觸孔硅凹槽蝕刻的步驟后還包括進(jìn)行蝕刻清潔的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述去除所述光刻膠的步驟包括先進(jìn)行干法去膠，再進(jìn)行濕法去膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述接觸孔硅凹槽蝕刻為干法蝕刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述干法蝕刻中的等離子源包括六氟化硫。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接觸孔硅凹槽蝕刻方法，其特征在于，所述干法蝕刻中的等離子源不包括四氟化碳。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK103456676SQ201210178248
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】丁佳 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司