CN103400799B - 接触孔的刻蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种接触孔的刻蚀方法，在刻蚀抗反射层之后，刻蚀层间介质层之前，在所述抗反射层和图案化的光阻层表面以及刻蚀孔的侧壁形成聚合物，聚合物一方面填充与所述刻蚀孔，使刻蚀孔的直径进一步缩小，从而能够形成尺寸较小的接触孔；另一方面聚合物能够保护所述刻蚀孔内壁，使后续形成的接触孔具有良好的形貌，符合工艺要求。

Description

接触孔的刻蚀方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种接触孔的刻蚀方法。
背景技术
随着半导体特征尺寸的持续缩小，传统工艺遭遇到更多新的挑战。当半导体技术制造达到55纳米节点及以下时，接触孔的刻蚀工艺便会遭遇到如何刻蚀出高深宽比接触孔的技术问题，该技术问题成为半导体制造工艺的一个难点。
现有技术中，接触孔的刻蚀方法包括：提供半导体衬底（图未示），在所述半导体衬底上依次形成有层间介质层10、抗反射层20以及图案化的光阻层30，如图1所示；其中，所述图案化的光阻层30和抗反射层20用作刻蚀阻挡层；接着，刻蚀所述抗反射层20，形成一通孔，刻蚀停止与所述层间介质层10表面；接着，继续刻蚀所述层间介质层10，从而形成接触孔40。
然而，在刻蚀所述层间介质层10时，由于刻蚀会对所述图案化的光阻层30和抗反射层20造成伤害，使所述图案化的光阻层30和抗反射层20的侧壁形貌不佳，并且会使形成的通孔变大，从而使形成的接触孔尺寸较大，形貌较差，不符合工艺要求。
一般情况下，当对刻蚀工艺提出更高的要求时都是通过引入新的技术工艺来克服旧工艺的缺陷。例如在55纳米节点上，业界开始逐渐引入先进工艺：以APF（AdvancedPatterningFilm，先进图形薄膜）为掩模的接触孔刻蚀。它能够非常有效地降低接触孔的关键尺寸，同时保证接触孔的形貌良好。但是新工艺的引入通常会带来了更高的成本；同时，使用APF为掩模的工艺更加复杂，对设备提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种接触孔的刻蚀方法，能够形成形貌较佳，尺寸
为了实现上述目的，本发明提出一种接触孔的刻蚀方法，包括步骤：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成有层间介质层、抗反射层以及图案化的光阻层；
刻蚀抗反射层，形成刻蚀孔，刻蚀停止于所述层间介质层的表面；
在所述图案化的光阻层和抗反射层的表面以及刻蚀孔的内壁形成聚合物；
刻蚀所述刻蚀孔内的层间介质层，形成接触孔。
进一步的，所述聚合物采用电浆沉积方式形成。
进一步的，所述电浆沉积方式的反应压强范围是30毫托～50毫托。
进一步的，所述电浆沉积方式的高频电压功率范围是300瓦～500瓦，偏置电压功率为50瓦～100瓦。
进一步的，所述聚合物由C4F8、CH2F2以及CH3F的混合物形成。
进一步的，所述C4F8、CH2F2以及CH3F的流量比例范围是1:1:1～1:1:3
进一步的，所述C4F8、CH2F2以及CH3F的流量范围分别是50cm3/min～80cm3/min、50cm3/min～80cm3/min以及50cm3/min～150cm3/min。
进一步的，所述层间介质层的材质为二氧化硅。
进一步的，所述半导体衬底的材质为硅。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：在刻蚀抗反射层之后，刻蚀层间介质层之前，在所述抗反射层和图案化的光阻层表面以及刻蚀孔的侧壁形成聚合物，聚合物一方面填充与所述刻蚀孔，使刻蚀孔的直径进一步缩小，从而能够形成尺寸较小的接触孔；另一方面聚合物能够保护所述刻蚀孔内壁，使后续形成的接触孔具有良好的形貌，符合工艺要求。
附图说明
图1至图3为现有技术中形成接触孔的剖面示意图；
图4为一实施例中接触孔的刻蚀方法的流程图；
图5至图7为一实施例中接触孔的刻蚀方法的剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的接触孔的刻蚀方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在本实施例中，提出一种接触孔的刻蚀方法，包括步骤：
提供半导体衬底（图未示），在所述半导体衬底上依次形成有层间介质层100、抗反射层200以及图案化的光阻层300，如图5所示；
其中，半导体衬底可以为单晶硅、多晶硅或绝缘体上硅等，所述层间介质层100的材质为采用化学气相沉积形成的二氧化硅；所述抗反射层200与所述图案化的光阻层300均采用旋涂方式形成，作为刻蚀阻挡层。
刻蚀抗反射层200，形成刻蚀孔，刻蚀停止于所述层间介质层100的表面，如图6所示；
在该步骤中，刻蚀是将所述抗反射层200打开，形成刻蚀孔便于后续继续刻蚀形成接触孔。
在所述图案化的光阻层300和抗反射层200的表面以及刻蚀孔的内壁形成聚合物400，如图6所示；
在该步骤中，所述聚合物400采用电浆沉积方式形成，所述聚合物400由C4F8、CH2F2以及CH3F的混合物形成，即使用电压将C4F8、CH2F2以及CH3F的混合物分解成电浆状态，从而沉积在所述图案化的光阻层300和抗反射层200的表面以及刻蚀孔的内壁；其中，所述电浆沉积方式的反应压强范围是30毫托～50毫托，例如是40毫托；所述电浆沉积方式所使用的反应电压包括高频电压和偏置电压，所述高频电压功率范围是为300瓦～500瓦，例如是400瓦；所述偏置电压功率为50瓦～100瓦，例如是80瓦；所述C4F8、CH2F2以及CH3F的流量比例范围是1:1:1～1:1:3，例如是1:1:2；所述C4F8的流量范围是50cm3/min～80cm3/min，例如是70cm3/min；所述CH2F2的流量范围是50cm3/min～80cm3/min，例如是70cm3/min；所述CH3F的流量范围是50cm3/min～150cm3/min，例如是140cm3/min；形成的聚合物400一方面能够填充与所述刻蚀孔，使刻蚀孔的直径进一步缩小，从而能够形成尺寸较小的接触孔；另一方面聚合物400能够保护所述刻蚀孔的内壁，使后续形成的接触孔具有良好的形貌，符合工艺要求；进一步的，可以通过调试刻蚀工艺参数（例如反应气体的流量大小、反应气体的比例、反应压力、电压功率等）以获得不同厚度、沉积均匀的聚合物400，从而可以满足不同工艺的要求。
刻蚀所述刻蚀孔内的层间介质层100，形成接触孔500，如图7所示。
综上，在本发明实施例提供的接触孔的刻蚀方法中，在刻蚀抗反射层之后，刻蚀层间介质层之前，在所述抗反射层和图案化的光阻层表面以及刻蚀孔的侧壁形成聚合物，聚合物一方面填充与所述刻蚀孔，使刻蚀孔的直径进一步缩小，从而能够形成尺寸较小的接触孔；另一方面聚合物能够保护所述刻蚀孔内壁，使后续形成的接触孔具有良好的形貌，符合工艺要求。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种接触孔的刻蚀方法，包括步骤：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成有层间介质层、抗反射层以及图案化的光阻层；
刻蚀抗反射层，形成刻蚀孔，刻蚀停止于所述层间介质层的表面；
在所述图案化的光阻层和抗反射层的表面以及刻蚀孔的内壁形成聚合物，所述聚合物采用电浆沉积方式形成，所述聚合物由C4F8、CH2F2以及CH3F的混合物形成，所述C4F8、CH2F2以及CH3F的流量比例范围是1:1:1～1:1:3；
刻蚀所述刻蚀孔内的层间介质层，形成接触孔。
2.如权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法，其特征在于，所述电浆沉积方式的反应压强范围是30毫托～50毫托。
3.如权利要求1所述的接触孔的刻蚀方法，其特征在于，所述电浆沉积方式的高频电压功率范围是300瓦～500瓦，偏置电压功率为50瓦～100瓦。
4.如权利要求1的接触孔的刻蚀方法，其特征在于，所述C4F8、CH2F2以及CH3F的流量范围分别是50cm3/min～80cm3/min、50cm3/min～80cm3/min以及50cm3/min～150cm3/min。
5.如权利要求1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.如权利要求1的接触孔的刻蚀方法，其特征在于，所述半导体衬底的材质为硅。
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