JP2008053734A - 高アスペクト比ビアエッチング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元の積層半導体装置および/または構造に使用される、深い穴を基板に形成することを目的とする。特に、スムースなビア側壁と、メタライゼーションを可能とする十分な傾斜を備えた、アスペクト比が10までの深いビアをSi基板にパターニングすることを目的とする。
【選択図】図2
Description
その上に少なくとも1つの第1層を有する基板を提供する工程と、
第1層の上に、少なくとも1つの第1リソグラフィックイメージ層を堆積する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層中に、第1直径を有する第1パターンを形成する工程と、
第1パターンを第1層に転写する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層を除去する工程と、
パターニングされた第1層の上に、少なくとも1つの第2リソグラフィックイメージ層を堆積する工程と、
第2リソグラフィックイメージ層中に、第1パターンと一致する、第2直径を有する第2パターンを形成する工程と、
第2パターンをハードマスクに用いて、基板中に深いビアをエッチング工程と、
第2リソグラフィックイメージ層を除去する工程と、
を含む。
ポリマー層を上に有する第1パターンをハードマスクとして使用して、基板に深いビアをエッチングする工程と、
第1リソグラフィックイメージ層とポリマー層とを除去する工程とを含む。
この具体例の方法は、第1パターンを形成する工程の後に、更に、
トリミングされたパターンを形成するためのレジストのトリミング工程により、第1リソグラフィックイメージ層中の第1パターンを拡張する工程と、
トリミングされたパターンを第1層に転写する工程とを含む。
少なくとも1つの保護層(2)、好適にはPMD層(2)を、その上に備えた基板(1)を提供する工程と、
フォトリソグラフィック工程およびエッチング工程により、保護層(2)を通る開口部であって、深いビアの最終目的の直径(φ1)と等しいか又はより小さい直径(φopening)を有する開口部を形成する工程と、
保護層(2)の上に、少なくとも1つのリソグラフィックイメージ層(3、4)を堆積する工程と、
リソグラフィックイメージ層(3、4)の中に、深いビアの最終目的の直径(φ1)と等しいか又はより小さい直径(φopening)を有するパターンを形成する工程と、
パターンをハードマスクとして用いて、基板(1)中に深いビアをエッチングする工程と、
リソグラフィックイメージ層(3、4)を除去する工程と、
もしあれば、保護層(2)のオーバーハング部分を除去する工程とを含む。
その上に恒久的な第1層を有する基板を提供する工程と、
恒久的な第1層の上に、少なくとも1つの第1リソグラフィックイメージ層を堆積する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層中に、深いビアの最終目的の直径を有する第1パターンを形成し、この第1パターンを恒久的な第1層に転写する工程と、
恒久的な第1層の上に、均一なポリマータイプの層を堆積し、好適には10%から20%(最終目的の直径に比較して10%から20%の減少)、第1パターンの直径を低減する工程と、
ポリマー層を上に備えた第1パターンをハードマスクに用いて、基板中に深いビアをエッチングする工程と、
第1リソグラフィックイメージ層とポリマー層を除去する工程とを含み、
これにより、アンダーカットの無い深いビアが得られる。
1.チャンバ内圧力 20.4Pa(153mTorr)
2.電力 1000W27/200W2
3.335sccmAr
4.18sccmO2
5.50sccmCF4
6.時間 28秒
チャンバ内圧力 2.7Pa(20mTorr)
電力 1000W(上部)
190sccmO2
Claims (25)
- 基板に深いビアをエッチングする方法であって、
その上に少なくとも1つの第1層(2)を有する基板(1)を提供する工程と、
第1層(2)の上に、少なくとも1つの第1リソグラフィックイメージ層(3)を堆積する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層(3)中に、第1直径を有する第1パターンを形成する工程と、
第1パターンを第1層(2)に転写する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層(3)を除去する工程と、
パターニングされた第1層(2)の上に、少なくとも1つの第2リソグラフィックイメージ層(4)を堆積する工程と、
第2リソグラフィックイメージ層(4)中に、第1パターンと一致する、第2直径を有する第2パターンを形成する工程と、
第2パターンをハードマスクに用いて、基板(1)中に深いビアをエッチング工程と、
第2リソグラフィックイメージ層(4)を除去する工程と、を含む方法。 - 第1直径は、深いビアの最終目的の直径に等しく、第2直径は、第1直径より小さい直径である請求項1に記載の方法。
- 第1直径は、深いビアの最終目的の直径に等しく、第2直径は、第1直径より小さい直径であり、
第2リソグラフィックイメージ層(4)は、第1パターンの直径を減少させるために、パターニングされた第1層(2)の上に堆積した均一なポリマー層によって置き換えられ、
更に、ポリマー層を上に有する第1パターンをハードマスクとして使用して、基板(1)に深いビアをエッチングする工程と、
第1リソグラフィックイメージ層とポリマー層とを除去する工程とを含む請求項1に記載の方法。 - 第1直径と第2直径とが互いに等しく、かつ深いビアの最終目的の直径より小さく、
第1パターンを形成する工程の後に、更に、
トリミングされたパターンを形成するためのレジストのトリミング工程により、第1リソグラフィックイメージ層中の第1パターンを拡張する工程と、
トリミングされたパターンを第1層(2)に転写する工程と、を含む請求項1に記載の方法。 - 基板に深いビアをエッチングする方法であって、
その上に少なくとも1つの第1層(2)を有する基板(1)を提供する工程と、
第1層(2)の上に、少なくとも1つの第1リソグラフィックイメージ層(3)を堆積する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層(3)中に、深いビアの最終目的の直径より小さい目標寸法の第1パターンを形成する工程と、
トリミングされたパターンを形成するためのレジストのトリミング工程により、第1リソグラフィックイメージ層中の第1パターンを拡張する工程と、
トリミングされたパターンを第1層(2)に転写する工程と、
第1リソグラフィックイメージ層(3)を除去する工程と、
パターニングされた第1層(2)の上に、少なくとも1つの第2リソグラフィックイメージ層(4)を堆積する工程と、
第2リソグラフィックイメージ層(4)中に、第1パターンと一致する、第1パターンと等しい直径を有する第2パターンを形成する工程と、
第2パターンをハードマスクに用いて、基板(1)中に深いビアをエッチングする工程と、
第2リソグラフィックイメージ層(4)を除去する工程と、を含む方法。 - 基板に深いビアをエッチングする方法であって、
その上に少なくとも1つの第1層(2)を有する基板(1)を提供する工程と、
第1層(2)の上に、少なくとも1つのリソグラフィックイメージ層(レジスト)(3)を堆積する工程と、
リソグラフィックイメージ層(3)中に、深いビアの最終目的の直径より小さい目標寸法の(レジスト)パターンを形成する工程と、
(レジスト)パターンを第1層(2)に転写する工程と、
レジストパターンをハードマスクに用いて、基板(1)中に深いビアをエッチングし、これにより第1層(2)の下にアンダーカットが形成される工程と、
深いビアの最終目的の直径まで、リソグラフィックイメージ層(3)をトリミングする工程と、
第1層(2)のオーバーハング部分を、深いビアの最終目的の直径まで、等方的に除去する工程と、
第2リソグラフィックイメージ層を除去する工程と、を含む方法。 - 第1層が、保護層である請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 第1層が、犠牲層である請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 深いビアは、幅に対する高さの比が約5:1より大きく、好適には約10:1より大きい請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 深いビアは、1μmから10μmまでの範囲の幅を有し、基板中の深さは、10μmから100μmまでの範囲である請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 深いビアは、5μmの幅と、50μmの深さを有する請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- MEMS応用のデバイスの、3次元積層の相互接合構造または積層素子のために、積層された半導体ウエハに使用される高アスペクト比のビアを作製するための請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- パターンは、約10%より大きく、約20%より小さな、直径の違いを有する請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 基板(1)が、シリコン基板である請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 基板(1)の上の第1層(2)が、恒久的な第1層(1)である請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
- 恒久的な第1層(2)が、プレメタル誘電体(PMD)層である請求項15に記載の方法。
- 基板(1)の上の恒久的な第1層(2)が、SiO2層である請求項15または16に記載の方法。
- リソグラフィックイメージ層が、選択的に反射防止コーティングを有するレジスト層である請求項1〜17のいずれかに記載の方法。
- レジストのトリミング工程が、Cl2および/またはHBrを選択的に加えたO2を含むプラズマ中で行われる請求項4〜18のいずれかに記載の方法。
- リソグラフィックイメージ層を除去する工程が、その後にウエットクリーニングが続く、O2/N2を含むプラズマを用いる工程である請求項1〜19のいずれかに記載の方法。
- 基板(1)中に深いビアをエッチングする工程が、フッ素を含むプラズマを用いたパッシベーションポリマー型エッチングプロセスで行われる請求項1〜20のいずれかに記載の方法。
- パッシベーションポリマー型エッチングプロセスが、C4F8/SF6を含むプラズマを用い、かつエッチング工程が後に続く、交互の堆積工程を含み、交互の堆積/エッチング工程が、連続して繰り返される請求項21に記載の方法。
- 堆積工程が、95%より多くのC4F8を有するC4F8/SF6を含むプラズマを用いて行われる請求項22に記載の方法。
- エッチング工程が、95%より多くのSF6を有するC4F8/SF6を含むプラズマを用いて行われる請求項22に記載の方法。
- 請求項1〜24のいずれかの方法で得られる半導体装置。
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