CN103854995B - 一种改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置，实施于表面形成了底部抗反射层和硬掩膜层的衬底，包括以下步骤：以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力小于50毫托；以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为300毫托至700毫托；所述定义源功率的频率范围为25MHz至120MHz，所述偏置功率的频率范围为1MHz至15MHz，使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
Description
技术领域
本发明涉及改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置，特别是通过两种不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层的刻蚀工艺及其装置。
背景技术
干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。因此，干法刻蚀是晶圆片表面物理和化学两种过程平衡的结果。
干法刻蚀又分为三种：物理性刻蚀、化学性刻蚀、物理化学性刻蚀。其中物理性刻蚀又称为溅射刻蚀。很明显，该溅射刻蚀靠能量的轰击打出原子的过程和溅射非常相像。(想象一下，如果有一面很旧的土墙，用足球用力踢过去，可能就会有墙面的碎片从中剥离)这种极端的干法刻蚀方向性很强，可以做到各向异性刻蚀，但不能进行选择性刻蚀。
化学性刻蚀利用等离子体中的化学活性原子团与被刻蚀材料发生化学反应，从而实现刻蚀目的。由于刻蚀的核心还是化学反应(只是不涉及溶液的气体状态)，因此刻蚀的效果和湿法刻蚀有些相近，具有较好的选择性，但各向异性较差。
人们对这两种极端过程进行折中，得到目前广泛应用的一些物理化学性刻蚀技术。例如反应离子刻蚀(RIE--Reactive Ion Etching)和高密度等离子体刻蚀(HDP)。这些工艺通过活性离子对衬底的物理轰击和化学反应双重作用刻蚀，同时兼有各向异性和选择性好的优点。目前RIE已成为超大规模集成电路制造工艺中应用最广泛的主流刻蚀技术。
美国专利公开号US2004178169A1，公开了一种集成硅氧化物和其他介质材料的硬掩膜蚀刻工艺，通过对高直流偏置以及介质压力的控制来实现更好的刻蚀效果，减少侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。
图1示出现有技术中刻蚀信号层的低介电常数通孔结构的结构示意图。如图1所示，其中，1为光刻胶，2为底部抗反射层，3为硬掩膜层，4为电介质层，5为刻蚀停止层，6为金属层。Striation(侧壁条痕)or LER(line edge roughness，刻线边缘粗糙度)是通孔和沟槽刻蚀时需要注意的问题之一。当侧壁条痕比较严重时，相邻的孔或沟槽可能出现漏电的问题。影响striation(LER)的因素很多，例如：等离子体中聚合物过重，造成聚合物在光刻胶表面的不均匀沉积。另外一个原因是使用的低频功率过高，从而对光刻胶表面的物理轰击较强，从而造成光刻胶表面变得很粗糙。当上述情况出现时，这种光刻胶侧壁的粗糙条痕就会往下传。当刻蚀完成去胶后，从顶视图可以看到通孔或沟槽的形状变形，反映在侧壁上就是侧壁条痕或者刻线边缘粗糙度。对于信号层的低介电常数通孔结构和沟槽来说，底部抗反射层(BARC)和其底部的介质隔离层(TEOS或DRAC)的刻蚀工艺对侧壁条痕影响很大。如果在BARC和TEOS或DARC层刻蚀后，光刻胶的表面变得很粗糙，侧壁出现条痕，则主要蚀刻步骤之后，通孔或沟槽的侧壁条痕就会很严重。
传统的刻蚀BARC和TEOS(或DARC)的方法是以60MHz或和60MHz/2MHz的功率来刻蚀。但是我们发现即只使用60MHz来刻蚀BARC和TEOS(或DARC)，其产生的直流偏置也很高，刻蚀过程中对光刻胶的表面和侧壁构成较严重的损伤。而且用60MHz左右，等离子体的浓度较高，产生的多聚物也较重，难以控制，多聚物的不均匀沉积也造成了严重的侧壁条痕。我们发现在高压力(>300毫托)情况下，2MHzpower产生的直流偏置很小，因而刻蚀时对光刻胶表面的物理损伤(physical bombardment)小。而且2MHz功率左右的聚合物浓度较低，产生的聚合物量更易于控制。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置，克服了现有技术的困难，使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
根据本发明的一个方面，提供一种改善侧壁条痕的刻蚀工艺，实施于表面形成了底部抗反射层和硬掩膜层的衬底，包括以下步骤：
以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力小于50毫托；
以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为300毫托至700毫托；
所述定义源功率的频率范围为25MHz至120MHz，所述偏置功率的频率范围为1MHz至15MHz。
优选地，对所述底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2、CO2或者O2、或上述气体与聚合物气体的混合气体。
优选地，对所述硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体。
优选地，所述CF4与N2的流量比率为2：1至1：5。
优选地，所述聚合物气体包括C4F8、C4F6、CHF3、CH2F2以及CO。
优选地，所述定义源功率的频率为60MHz，所述偏置功率的频率为2MHz。
优选地，对所述硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为100瓦至1000瓦。
优选地，所述硬掩膜层包括介质抗反射层和/或四乙基原硅酸盐层。
优选地，用于在通孔刻蚀或沟槽刻蚀的过程中刻蚀介质隔离层。
根据本发明的另一个方面，还提供一种改善侧壁条痕的刻蚀方法，包括以下步骤：
在衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层；
在所述底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案；
采用上述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层；
进行后续制程。
根据本发明的另一个方面，还提供一种改善侧壁条痕的刻蚀装置，包括：
一等离子反应腔；
一基台，设置在所述等离子反应腔内，用于放置待处理基片；以及
一等离子发生器，设置在所述等离子反应腔内，位于所述基台的上方空间，用于产生等离子体；
通过上述的改善侧壁条痕的刻蚀方法刻蚀介质隔离层，还包括：压力控制模块以及频率控制模块；
所述压力控制模块连通所述等离子反应腔，当对底部抗反射层进行刻蚀时，所述压力控制模块调整等离子反应腔的腔体压力小于50毫托；当对硬掩膜层进行刻蚀时，所述压力控制模块调整等离子反应腔的腔体压力为300毫托至700毫托；
所述频率控制模块连接所述等离子发生器，当对底部抗反射层进行刻蚀时，所述频率控制模块调整所述等离子发生器的射频频率至60兆赫，当对硬掩膜层进行刻蚀时，所述频率控制模块调整所述等离子发生器的射频频率至2兆赫。
优选地，还包括功率控制模块，所述功率控制模块连接所述等离子发生器，当对硬掩膜层进行刻蚀时，所述功率控制模块调整所述等离子发生器的刻蚀射频功率为100瓦至1000瓦。
现有技术中，低频功率通常用来控制离子能量，较少单独用来刻蚀。而本发明创造性地使用低频功率来刻蚀硬掩膜层，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出现有技术中刻蚀信号层的低介电常数通孔结构的结构示意图；
图2示出根据本发明的一个具体实施方式的，改善侧壁条痕的刻蚀工艺的步骤示意图；以及
图3示出根据本发明的一个具体实施方式的，改善侧壁条痕的刻蚀方法的步骤示意图。
附图标记
1 光刻胶
2 底部抗反射层
3 硬掩膜层
4 电介质层
5 刻蚀停止层
6 金属层
具体实施方式
本领域技术人员理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
图2示出根据本发明的一个具体实施方式的，改善侧壁条痕的刻蚀工艺的步骤示意图。如图2所示，本发明提供了一种改善侧壁条痕的刻蚀工艺，实施于表面形成了底部抗反射层和硬掩膜层的衬底，包括以下步骤：
以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力小于50毫托，定义源功率的频率范围为25MHz至120MHz；
以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为300毫托至700毫托，偏置功率的频率范围为1MHz至15MHz。
本发明主要通过两种不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。其中，对于刻蚀底部抗反射层最优选的定义源功率的频率为60MHz，对于硬掩膜层最优选的偏置功率的频率为2MHz。
本发明中可以使用常规的刻蚀气体，此处不再赘述。
为了进一步减少侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度，可以使用以下气体组合。
对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2、CO2或者O2、或上述气体与聚合物气体的混合气体。当然，本发明中对底部抗反射层进行刻蚀的混合气体不限于这里所列出的气体。
对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体。CF4与N2的流量比率为2：1至1：5。当然，本发明中对硬掩膜层进行刻蚀的混合气体不限于这里所列出的气体。
聚合物气体包括C4F8、C4F6、CHF3、CH2F2以及CO。当然，本发明中的聚合物气体不限于这里所列出的气体。
对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为100瓦至1000瓦。
而且，本发明中的硬掩膜层包括介质抗反射层和/或四乙基原硅酸盐层。本发明特别适合用于在通孔刻蚀或沟槽刻蚀的过程中刻蚀介质隔离层。
图3示出根据本发明的一个具体实施方式的，改善侧壁条痕的刻蚀方法的步骤示意图。如图3所示，根据本发明的另一个方面，还提供一种改善侧壁条痕的刻蚀方法，包括以下步骤：
在衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层；
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案；
以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力小于50毫托，定义源功率的频率范围为25MHz至120MHz；
以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为300毫托至700毫托，偏置功率的频率范围为1MHz至15MHz。
进行后续制程。
当然，也可以在其他常规的刻蚀步骤中嵌套本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺。
根据本发明的另一个方面，还提供一种改善侧壁条痕的刻蚀装置，包括：
一等离子反应腔；
一基台，设置在等离子反应腔内，用于放置待处理基片；以及
一等离子发生器，设置在等离子反应腔内，位于基台的上方空间，用于产生等离子体；
通过上述的改善侧壁条痕的刻蚀方法刻蚀介质隔离层，还包括：压力控制模块以及频率控制模块；
压力控制模块连通等离子反应腔，当对底部抗反射层进行刻蚀时，压力控制模块调整等离子反应腔的腔体压力小于50毫托；当对硬掩膜层进行刻蚀时，压力控制模块调整等离子反应腔的腔体压力为300毫托至700毫托。
频率控制模块连接等离子发生器，当对底部抗反射层进行刻蚀时，频率控制模块调整等离子发生器的射频频率至60兆赫，当对硬掩膜层进行刻蚀时，频率控制模块调整等离子发生器的射频频率至2兆赫。
本发明的改善侧壁条痕的刻蚀装置还包括功率控制模块，功率控制模块连接等离子发生器，当对硬掩膜层进行刻蚀时，功率控制模块调整等离子发生器的刻蚀射频功率为100瓦至1000瓦。
实施例1
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为45毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和CO2的混合气体，定义源功率为60MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为600毫托；对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F8、C4F6、CHF3、CH2F2以及CO，CF4与N2的流量比率为2：5，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为900瓦，偏置功率的频率为2MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例2
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为40毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和O2的混合气体，定义源功率为70MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为500毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F8、C4F6以及CO，CF4与N2的流量比率为6：5，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为800瓦，偏置功率的频率为5MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例3
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为35毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和CO2的混合气体，定义源功率为65MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为550毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F6、CHF3、CH2F2以及CO，CF4与N2的流量比率为4：5，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为750瓦，偏置功率的频率为7MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例4
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为30毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和O2的混合气体，定义源功率为60MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为700毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F6、CHF3以及CH2F2，CF4与N2的流量比率为4：5，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为850瓦，偏置功率的频率为10MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例5
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为25毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和CO2的混合气体，定义源功率为55MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为400毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F6、CHF3以及CO，CF4与N2的流量比率为1：1，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为650瓦，偏置功率的频率为3MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例6
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为20毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和O2的混合气体，定义源功率为50MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为300毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括CHF3、CH2F2以及CO，CF4与N2的流量比率为3：2，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为780瓦，偏置功率的频率为12MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例7
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为28毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和CO2的混合气体，定义源功率为58MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为470毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F8、CH2F2以及CO，CF4与N2的流量比率为3：2，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为830瓦，偏置功率的频率为1MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
实施例8
使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀，包括如下具体步骤：
在等离子反应腔内的基台上放置衬底，衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层。
在底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案。
等离子反应腔内的等离子发生器以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力为43毫托，对底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2和O2的混合气体，定义源功率为62MHz。
然后等离子发生器以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为530毫托，对硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体，其中，聚合物气体包括C4F6、CHF3、以及CH2F2，CF4与N2的流量比率为2：1，对硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为720瓦，偏置功率的频率为15MHz。
上述刻蚀步骤完成后，进行后续制程。
本实施例的刻蚀流程中主要通过两种截然不同的刻蚀工艺来分别刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层，对于刻蚀底部抗反射层采用高频低压的刻蚀工艺步骤，对于硬掩膜层采用低频高压的刻蚀工艺步骤，有效减少了侧壁条痕的产生和刻线边缘粗糙度。使用本方法进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
综上可知，使用本发明的改善侧壁条痕的刻蚀工艺及其装置进行底部介质隔离层的刻蚀时，光刻胶侧面的粗糙条痕没有往下传，避免了对聚合物层的表面和侧壁形成破坏，相比现有工艺，采用本发明的刻蚀结果聚合物层的表面和侧壁没有变粗糙和出现条痕，通孔的条痕大大改善。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (12)
1.一种改善侧壁条痕的刻蚀工艺，实施于表面形成了底部抗反射层和硬掩膜层的衬底，其特征在于，包括以下步骤：
以定义源功率的频率对底部抗反射层进行刻蚀，此时腔体压力小于50毫托；
以偏置功率的频率对硬掩膜层进行刻蚀，此时腔体压力为300毫托至700毫托；
所述定义源功率的频率范围为25MHz至120MHz，所述偏置功率的频率范围为1MHz至15MHz。
2.根据权利要求1所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：对所述底部抗反射层进行刻蚀中通入的混合气体包括：N2、CO2或者O2、或上述气体与聚合物气体的混合气体。
3.根据权利要求1所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：对所述硬掩膜层进行刻蚀中通入的混合气体包括：CF4、N2以及聚合物气体。
4.根据权利要求3所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：所述CF4与N2的流量比率为2：1至1：5。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：所述聚合物气体包括C4F8、C4F6、CHF3、CH2F2以及CO。
6.根据权利要求1所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：所述定义源功率的频率为60MHz，所述偏置功率的频率为2MHz。
7.根据权利要求1所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：对所述硬掩膜层进行刻蚀的刻蚀射频功率为100瓦至1000瓦。
8.根据权利要求1所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：所述硬掩膜层包括介质抗反射层和/或四乙基原硅酸盐层。
9.根据权利要求1所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺，其特征在于：用于在通孔刻蚀或沟槽刻蚀的过程中刻蚀介质隔离层。
10.一种改善侧壁条痕的刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底上依次形成刻蚀停止层、电介质层、硬掩膜层以及底部抗反射层；
在所述底部抗反射层上形成光刻胶的刻蚀图案；
采用如权利要求1至9中任意一项所述的改善侧壁条痕的刻蚀工艺刻蚀底部抗反射层和硬掩膜层；
进行后续制程。
11.一种改善侧壁条痕的刻蚀装置，包括：
一等离子反应腔；
一基台，设置在所述等离子反应腔内，用于放置待处理基片；以及
一等离子发生器，设置在所述等离子反应腔内，位于所述基台的上方空间，用于产生等离子体；
其特征在于，通过如权利要求10所述的改善侧壁条痕的刻蚀方法刻蚀介质隔离层，还包括：压力控制模块以及频率控制模块；
所述压力控制模块连通所述等离子反应腔，当对底部抗反射层进行刻蚀时，所述压力控制模块调整等离子反应腔的腔体压力小于50毫托；当对硬掩膜层进行刻蚀时，所述压力控制模块调整等离子反应腔的腔体压力为300毫托至700毫托；
所述频率控制模块连接所述等离子发生器，当对底部抗反射层进行刻蚀时，所述频率控制模块调整所述等离子发生器的射频频率至60兆赫，当对硬掩膜层进行刻蚀时，所述频率控制模块调整所述等离子发生器的射频频率至2兆赫。
12.根据权利要求11所述的改善侧壁条痕的刻蚀装置，其特征在于：还包括功率控制模块，所述功率控制模块连接所述等离子发生器，当对硬掩膜层进行刻蚀时，所述功率控制模块调整所述等离子发生器的刻蚀射频功率为100瓦至1000瓦。
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