TWI769118B - 金屬硬式罩幕蝕刻方法 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例提供一種金屬硬式罩幕蝕刻方法，在晶圓表面上，且沿遠離該晶圓表面的方向依次形成金屬硬式罩幕層和至少一個功能膜層，該金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近晶圓表面的方向依次對至少一個功能膜層和該金屬硬式罩幕層進行蝕刻的複數蝕刻製程；在所有的對功能膜層進行蝕刻的蝕刻製程中，有至少一個蝕刻製程採用的蝕刻氣體包括氫元素和氟元素，且氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值小於預設閾值，以減少氟化氫副產物的產生。本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其可以減少氟化氫副產物的形成，從而可以減少因腔室內表面材料損耗而產生的顆粒。

Description

金屬硬式罩幕蝕刻方法
本發明實施例涉及半導體製造領域，具體地，涉及一種金屬硬式罩幕蝕刻方法。
顆粒控制能力是積體電路製程中衡量設備穩定性和製程穩定性的一項重要指標，隨著目前製造過程對顆粒控制的要求越來越高，這就對積體電路設備提出了更大的挑戰。
顆粒來源主要包括製程形成和外界引入。其中，製程形成是指在製程反應期間由於製程導致的顆粒；外界引入主要指在矽片裝載過程中引入的顆粒。目前對於晶圓裝載過程中引入的顆粒已經得到了有效的控制，但是製程形成的顆粒一直以來都是蝕刻製程技術向更低技術節點的延伸過程中的重大問題。
例如，在28nm及以下的製造過程中，金屬硬式罩幕的蝕刻製程對顆粒要求極高，但是，先前技術採用的金屬硬式罩幕的蝕刻方法，在長期使用蝕刻設備進行量產的過程中，產生的氟化氫（HF）等副產物會導致腔室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗，甚至會因塗層損壞致使腔室無法繼續使用，同時產生的HF等副產物還會與Y 2O 3塗層反應形成含釔成分的顆粒，引起顆粒問題以及缺陷問題。
本發明旨在至少解決先前技術中存在的技術問題之一，提出了一種金屬硬式罩幕蝕刻方法，其可以減少氟化氫副產物的形成，從而可以減少因腔室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗而產生的顆粒。
為實現本發明的目的而提供一種金屬硬式罩幕蝕刻方法，在晶圓表面上，且沿遠離該晶圓表面的方向依次形成金屬硬式罩幕層和至少一個功能膜層， 該金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近該晶圓表面的方向依次對至少一個該功能膜層和該金屬硬式罩幕層進行蝕刻的複數蝕刻製程； 在所有的對該功能膜層進行蝕刻的蝕刻製程中，有至少一個蝕刻製程採用的蝕刻氣體包括氫元素和氟元素，且該氫元素在該蝕刻氣體中的含量與該氟元素在該蝕刻氣體中的含量的比值小於預設閾值，以減少氟化氫副產物的產生 可選的，該比值小於或等於1。 可選的，該比值小於或等於0.5。
可選的，在該蝕刻氣體包括氫元素和氟元素的蝕刻製程中，在向製程腔室通入該蝕刻氣體的同時，向該製程腔室通入第一輔助氣體，該第一輔助氣體用於促進該蝕刻氣體的電離，以減少氟化氫副產物的產生。
可選的，該第一輔助氣體包括氬氣、氦氣和氧氣中的至少一種。
可選的，該金屬硬式罩幕蝕刻方法還包括： 在全部該蝕刻製程完成之後，對製程腔室進行至少一個清洗製程，每個該清洗製程用於去除該蝕刻製程在該製程腔室內產生的至少一種反應副產物； 其中，該反應副產物中包括含矽副產物，對該含矽副產物進行清洗的該清洗製程採用的清洗氣體包括含氟氣體和第二輔助氣體，該第二輔助氣體用於減少由該含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子的產生。
可選的，該第二輔助氣體的流量與該含氟氣體的流量的比值的範圍為0.3-2。
可選的，該第二輔助氣體包括氬氣、氦氣和氧氣中的至少一種。
可選的，該功能膜層為兩個，分別為沿遠離該晶圓表面的方向依次設置在該金屬硬式罩幕層上的介質材料層和有機材料罩幕層； 該金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近該晶圓表面的方向依次蝕刻該有機材料罩幕層、該介質材料層和該金屬硬式罩幕層的三個蝕刻製程； 分別對該有機材料罩幕層和該介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括氫元素和氟元素。
可選的，該分別對該有機材料罩幕層和該介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2；並且，設定該CF 4、CHF 3和CH 2F 2的氣體流量比例，以使該CF 4、CHF 3和CH 2F 2中氫元素在該蝕刻氣體中的含量與該氟元素在該蝕刻氣體中的含量的比值小於該預設閾值。
本發明實施例具有以下有益效果： 本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其在所有的對功能膜層進行蝕刻的蝕刻製程中，有至少一個蝕刻製程採用的蝕刻氣體包括氫元素和氟元素，且氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值小於預設閾值。藉由使氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值小於預設閾值，可以減少氟化氫副產物的產生，從而可以減少因腔室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗而產生的顆粒，進而可以有效控制顆粒問題和缺陷問題。
為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖來對本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法進行詳細描述。
本發明實施例提供一種金屬硬式罩幕蝕刻方法，在晶圓表面沿遠離晶圓表面的方向（例如由下而上）依次形成金屬硬式罩幕層和至少一個功能膜層，在實際應用中，不同的技術代對應的功能膜層的數量和種類也不同，例如，在28nm技術代中，功能膜層為兩個，分別為沿遠離晶圓表面的方向依次設置在金屬硬式罩幕層上的介質材料層和有機材料罩幕層；但是在14nm技術代中，功能膜層至少有三個，例如，在上述介質材料層和有機材料罩幕層的基礎上，在介質材料層和有機材料罩幕層之間還設置有無定型碳層或者其他有機材料膜層。另外，在對這些功能膜層進行蝕刻之前，需要在最上層的功能膜層上形成圖案化光阻層，用以在對功能膜層進行蝕刻製程時定義各個功能膜層及金屬硬式罩幕層的圖案。
在實際應用中，上述晶圓可以為常規的半導體基底，例如矽基底等；或者也可以為包含用於互連線的金屬層、層間介質層等的疊層結構；金屬硬式罩幕層例如包括氮化鈦（TiN）層；介質材料層例如包括二氧化矽（SiO 2）層和氮化矽（SiN）層；有機材料罩幕層例如包括矽抗反射層（Si-arc層）和底層抗反射層（B-arc層）。本發明實施例對功能膜層的種類沒有特別的限制。
請參閱圖1，本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其包括以下步驟：
S1、沿靠近晶圓表面的方向依次對至少一個功能膜層和金屬硬式罩幕層進行蝕刻的複數蝕刻製程；在所有的對複數功能膜層進行蝕刻的蝕刻製程中，有至少一個蝕刻製程採用的蝕刻氣體包括氫元素和氟元素。
例如，金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近晶圓表面的方向依次蝕刻有機材料罩幕層、介質材料層和金屬硬式罩幕層的三個蝕刻製程。其中，分別對有機材料罩幕層和介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2；對金屬硬式罩幕層進行蝕刻的蝕刻製程採用的蝕刻氣體包括Cl 2、CH 4和BCl 3等。在這種情況下，分別對有機材料罩幕層和介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括氫元素和氟元素。當然，在實際應用中，可以根據具體製程要求自由選擇各個功能膜層的蝕刻製程所採用的蝕刻氣體種類，本發明實施例對此沒有特別的限制。
在進行蝕刻製程的過程中，當蝕刻氣體中含有氫元素與氟元素時，會產生氟化氫副產物，其會與腔室內表面材料反應，以腔室內表面材料為Y 2O 3塗層材料為例，氫化氟副產物與Y 2O 3塗層材料反應產生氟化釔（YxFy），由於氟化釔的分子體積小於Y 2O 3的分子體積，導致Y 2O 3塗層出現淺層裂紋，從而很容易形成含釔成分的顆粒。在長期使用蝕刻設備進行量產的過程中，產生的氫化氟副產物會導致Y 2O 3塗層損耗，甚至會因塗層損壞致使腔室無法繼續使用，同時還會形成含釔成分的顆粒，引起顆粒問題以及缺陷問題。
此外，在全部蝕刻製程完成之後，還需要對腔室進行清洗製程，以去除反應副產物。請參閱圖2，其流程具體包括：首先，將晶圓傳入製程腔室，以進行蝕刻製程；在完成蝕刻製程之後，將晶圓傳出製程腔室，然後對製程腔室進行清洗製程。
在進行清洗製程的過程中，清洗氣體通常包括氟化氮（NF 3）氣體，由該氣體產生的電漿具有極高的腐蝕性，其會進一步深入Y 2O 3塗層產生氟化釔（YxFy）。另外，若清洗氣體包括O 2，其會與Y 2O 3塗層反應產生YOF，YOF最終會脫落產生顆粒。
為了解決上述問題，對於蝕刻氣體包括氫元素和氟元素的蝕刻製程，藉由將氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值控制在小於預設閾值的範圍內，可以減少氟化氫副產物的產生，從而可以減少氫化氟副產物與腔室內表面材料反應產生的顆粒（例如氟化釔顆粒），同時減少室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗，進而可以有效控制顆粒問題和缺陷問題。
需要說明的是，上述氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量具體是指製程腔室中的蝕刻氣體所包含的氫元素與氟元素各自的含量。
在一些可選的實施例中，氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值小於或等於1，例如小於或等於0.5。藉由將該比值控制在該數值範圍內，可以有效減少氟化氫副產物與腔室內表面材料反應產生的顆粒（例如氟化釔顆粒），同時減少室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗。
在一些可選的實施例中，可以藉由調節蝕刻氣體所包含的各種氣體的流量，來調節上述比值。例如，當分別對有機材料罩幕層和介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括CF 4、CHF 3，可以分別將二者的氣體流量設定為20sccm和100sccm，在這種情況下，氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值為0.26，小於1，可以有效減少氟化氫副產物與腔室內表面材料反應產生的顆粒。又如，當分別對有機材料罩幕層和介質材料層進行蝕刻的蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括O 2、CH 2F 2，可以分別將二者的氣體流量設定為80sccm和100sccm，在這種情況下，氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值為1，同樣可以有效減少氟化氫副產物與腔室內表面材料反應產生的顆粒。
在一些可選的實施例中，在蝕刻氣體包括氫元素和氟元素的蝕刻製程中，在向製程腔室通入上述蝕刻氣體的同時，向製程腔室通入第一輔助氣體，該第一輔助氣體用於促進蝕刻氣體的電離，以進一步減少氟化氫副產物的產生。例如，若蝕刻氣體包括CHF 3氣體，第一輔助氣體可以促進CHF 3氣體進一步電離形成CF 2+和CF 3+等自由基和離子，從而可以減少氟化氫副產物的產生。可選的，上述第一輔助氣體包括氬氣、氦氣和氧氣中的至少一種。其中，氧氣不僅可以促進CHF 3氣體進一步電離形成CF 2+和CF 3+等自由基和離子，同時還可以與H離子反應產生HO，從而可以進一步減少氟化氫副產物的產生。
在一些可選的實施例中，如圖3所示，上述金屬硬式罩幕蝕刻方法還包括以下步驟：
S2、在全部蝕刻製程完成之後，對製程腔室進行至少一個清洗製程，每個該清洗製程用於去除蝕刻製程在製程腔室內產生的至少一種反應副產物。
在實際應用中，可以根據在製程腔室內產生的反應副產物的種類，選擇清洗製程的數量和每個清洗製程採用的清洗氣體的種類。
其中，若反應副產物中包括含矽副產物，則對該含矽副產物進行清洗的清洗製程採用的清洗氣體包括含氟氣體和第二輔助氣體，其中，含氟氣體例如包括NF 3和SF 6等，由含氟氣體產生的電漿具有極高的腐蝕性，其會進一步深入Y 2O 3塗層產生氟化釔（YxFy）。為了解決該問題，可以在通入上述含氟氣體的同時，通入上述第二輔助氣體，該第二輔助氣體用於減少由含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子（例如為氟自由基）的產生，從而可以減少含氟粒子與Y 2O 3塗層反應形成的含釔成分的顆粒。
在一些可選的實施例中，可以藉由控制第二輔助氣體的流量與含氟氣體的流量的比值，來控制由第二輔助氣體與含氟氣體電離形成的電漿的成分，以在達到清洗目的的基礎上，確保由第二輔助氣體電離形成的電漿能夠有效減少由含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子（例如為氟自由基）的產生。可選的，第二輔助氣體的流量與含氟氣體的流量的比值的範圍為0.3-2。在該數值範圍內，可以確保能夠有效減少由含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子（例如為氟自由基）的產生。
在一些可選的實施例中，上述第二輔助氣體包括氬氣、氦氣和氧氣中的至少一種。
下面以金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近晶圓表面的方向依次蝕刻有機材料罩幕層、介質材料層和金屬硬式罩幕層的三個蝕刻製程以及相對應的清洗製程為例，對本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法進行詳細描述。
具體地，請參閱圖4，金屬硬式罩幕蝕刻方法包括以下步驟：
S101、進行有機材料罩幕層的蝕刻製程。
有機材料罩幕層的蝕刻製程例如可以採用下述製程參數： 蝕刻氣體可以採用包含氫元素和氟元素的氣體，例如包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2；或者，也可以採用不包含氫元素和氟元素的氣體，例如包括Cl 2和O 2，或者包括Cl 2、O 2和CH 4。製程壓力的範圍為3mT~40mT，較佳為5mT~20mT；激發功率的範圍為200W~2000W，較佳為400W~1200W；偏壓功率的範圍為20W~500W，較佳為60W~200W。若蝕刻氣體包括Cl 2和O 2，或者包括Cl 2、O 2和CH 4，則Cl 2的氣體流量為50sccm~200sccm，O 2的氣體流量為10sccm~35sccm，CH 4的氣體流量為0sccm~20 sccm。若蝕刻氣體包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2，則CF 4的氣體流量為 0sccm~200sccm，CHF 3的氣體流量為 0sccm~200sccm，CH 2F 2的氣體流量為 0sccm~200sccm。並且，若蝕刻氣體包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2，可選的，還可以通入第一輔助氣體，例如該第一輔助氣體包括Ar、He和O 2中的至少一種，其中，Ar 的氣體流量為0sccm~200sccm，He的氣體流量為 0sccm~300sccm，O 2的氣體流量為 0sccm~150sccm。
在有機材料罩幕層的蝕刻製程完成之後，會在腔室中形成含碳副產物。
S102、進行介質材料層的蝕刻製程。
介質材料層的蝕刻製程例如可以採用下述製程參數： 蝕刻氣體可以採用包含氫元素和氟元素的氣體，例如包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2；其中，CF 4的氣體流量為 0sccm~200sccm，CHF 3的氣體流量為 0sccm~200sccm，CH 2F 2的氣體流量為 0sccm~200sccm。並且，介質材料層的蝕刻製程採用的蝕刻氣體的總流量與上述有機材料罩幕層的蝕刻製程採用的蝕刻氣體的總流量保持一致；製程壓力的範圍為3mT~80mT，較佳為5mT~50mT；激發功率的範圍為200W~2000W，較佳為400W~1600W；偏壓功率的範圍為20W~500W，較佳為60W~400W。
在介質材料層的蝕刻製程完成之後，會在腔室中形成含矽副產物。
S103、進行金屬硬式罩幕層的蝕刻製程。
金屬硬式罩幕層的蝕刻製程例如可以採用下述製程參數： 蝕刻氣體包括Cl 2、CH 4和BCl 3，其中，Cl 2的氣體流量為 0sccm~200sccm，CH 4的氣體流量為 0sccm~30sccm，BCl 3的氣體流量為 0sccm~200sccm；可選的，根據具體製程的需要，還可以在通入蝕刻氣體的同時，通入形貌修飾氣體或者實現其他功能的輔助氣體（例如能夠促進電漿分散的氣體），形貌修飾氣體例如為NF 3和SiCl 4等，NF 3的氣體流量為 0sccm~200sccm，SiCl 4的氣體流量為 0sccm~100sccm；其他功能的輔助氣體例如為Ar，He和O 2等，Ar 的氣體流量為0sccm~200sccm，He的氣體流量為 0sccm~300sccm，O 2的氣體流量為 0sccm~150sccm。製程壓力的範圍為3mT~40mT，較佳為5mT~20mT；激發功率的範圍為200W~2000W，較佳為400W~1200W；偏壓功率的範圍為20W~300W，較佳為60W~200W。
在金屬硬式罩幕層的蝕刻製程完成之後，會在腔室中形成金屬副產物。
在上述步驟1和步驟3兩個蝕刻製程中，若有蝕刻氣體包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2等的包含氫元素和氟元素的氣體，則將該蝕刻氣體中氫元素的含量和氟元素的含量的比值控制在小於預設閾值的範圍內，例如該比值的範圍為0~1，較佳為0~0.5，這樣可以減少氟化氫副產物的產生，從而可以減少氟化氫副產物與腔室內表面材料反應產生的顆粒（例如氟化釔顆粒），同時減少室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗，進而可以有效控制顆粒問題和缺陷問題。
進一步的，在上述步驟1和步驟3兩個蝕刻製程中，若有蝕刻氣體包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2等的包含氫元素和氟元素的氣體，還可以在通入上述蝕刻氣體的同時，通入第一輔助氣體，該第一輔助氣體用於促進蝕刻氣體的電離，以進一步減少氟化氫副產物的產生。
在採用上述金屬硬式罩幕蝕刻方法對當前晶圓完成蝕刻製程之後，針對製程腔室中形成的多種副產物，即，含碳副產物、含矽副產物和金屬副產物，可以在對下一晶圓進行蝕刻製程之前，採用下述清洗方法對製程腔室進行清洗，具體包括：
S104、針對金屬硬式罩幕層的蝕刻製程產生的金屬副產物進行清洗製程。
具體採用的製程參數如下： 清洗氣體包括Cl 2，其氣體流量為 0sccm~500sccm；製程壓力的範圍為3mT~40mT，較佳為5mT~20mT；激發功率的範圍為200W~2000W，較佳為400W~1200W。
S105、針對介質材料層的蝕刻製程產生的含矽副產物進行清洗製程。
具體採用的製程參數如下： 清洗氣體包括NF 3和SF 6，其中，NF 3的氣體流量為 0sccm~300sccm，SF 6的氣體流量為 0sccm~100sccm。該清洗氣體包括含氟氣體，由該含氟氣體產生的電漿具有極高的腐蝕性，其會進一步深入Y 2O 3塗層產生氟化釔（YxFy）。為了解決該問題，可以在通入上述含氟氣體的同時，通入第二輔助氣體，用於減少由含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子（例如為氟自由基）的產生，從而可以減少含氟粒子與Y 2O 3塗層反應形成的含釔成分的顆粒。上述第二輔助氣體包括Ar，He和O 2中的至少一種，其中，O 2的氣體流量為 0sccm~500sccm，Ar的氣體流量為 0sccm~500sccm，He的氣體流量為 0sccm~500sccm。進一步的，上述第二輔助氣體的流量與含氟氣體的流量的比值範圍為0.3-2。在該數值範圍內，可以確保能夠有效減少由含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子（例如為氟自由基）的產生。製程壓力的範圍為5mT~250mT，較佳為20mT~90mT；激發功率的範圍為200W~2000W，較佳為800W~1800W。
S106、針對有機材料罩幕層的蝕刻製程產生的含碳副產物進行清洗製程。
具體採用的製程參數如下： 清洗氣體包括O 2，其氣體流量為 0sccm~500sccm；製程壓力的範圍為3mT~40mT，較佳為5mT~20mT；激發功率的範圍為200W~2000W，較佳為400W~1200W。
本申請並不限於按照由上述步驟S104至步驟S106的先後順序進行清洗，上述步驟S104至步驟S106也可以按其他順序進行，以實現對上述各種副產物的清洗，本申請並不以此設限。
圖5為現有的金屬硬式罩幕蝕刻方法產生的腔室顆粒與製程時間的曲線圖；圖6為本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法產生的腔室顆粒與製程時間的曲線圖。如圖5和圖6所示，PA為製程腔室內的總顆粒數量；Y 2O 3為製程腔室內的Y 2O 3的顆粒數量。對比圖5和圖6可知，現有的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其在製程腔室內產生的總顆粒數量隨著製程時間的累積逐漸增大至70，而Y 2O 3的顆粒數量隨著製程時間的累積逐漸增大至60。與之相比，本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其在製程腔室內產生的總顆粒數量和Y 2O 3的顆粒數量在不同的製程時間（0-100h）均控制在10以下，從而大大減少因腔室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗而產生的顆粒，進而可以有效控制顆粒問題和缺陷問題。
本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其可以應用於邏輯晶片類產品的製備，例如：中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）和微處理器（MPU）等等。
綜上所述，本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其在所有的對功能膜層進行蝕刻的蝕刻製程中，有至少一個蝕刻製程採用的蝕刻氣體包括氫元素和氟元素，且氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值小於預設閾值。藉由使氫元素在蝕刻氣體中的含量與氟元素在蝕刻氣體中的含量的比值小於預設閾值，可以減少氟化氫副產物的產生，從而可以減少因腔室內表面材料（例如Y 2O 3塗層）損耗而產生的顆粒，進而可以有效控制顆粒問題和缺陷問題。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
S1、S2、S101、S102、S103、S104、S105、S106:步驟
圖1為本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法的一種流程框圖； 圖2為本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法的過程圖； 圖3為本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法的另一種流程框圖； 圖4為本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法的又一種流程框圖； 圖5為現有的金屬硬式罩幕蝕刻方法產生的腔室顆粒與製程時間的曲線圖； 圖6為本發明實施例提供的金屬硬式罩幕蝕刻方法產生的腔室顆粒與製程時間的曲線圖。
S1:步驟

Claims (10)

  1. 一種金屬硬式罩幕蝕刻方法，在一晶圓表面上，且沿遠離該晶圓表面的方向依次形成一金屬硬式罩幕層和至少一個功能膜層，其中， 該金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近該晶圓表面的方向依次對至少一個該功能膜層和該金屬硬式罩幕層進行蝕刻的複數蝕刻製程； 在所有的對該功能膜層進行蝕刻的蝕刻製程中，有至少一個蝕刻製程採用的一蝕刻氣體包括氫元素和氟元素，且該氫元素在該蝕刻氣體中的含量與該氟元素在該蝕刻氣體中的含量的一比值小於一預設閾值，以減少氟化氫副產物的產生。
  2. 如請求項1所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該比值小於或等於1。
  3. 如請求項2所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該比值小於或等於0.5。
  4. 如請求項1所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，在該蝕刻氣體包括氫元素和氟元素的蝕刻製程中，在向製程腔室通入該蝕刻氣體的同時，向該製程腔室通入一第一輔助氣體，該第一輔助氣體用於促進該蝕刻氣體的電離，以減少氟化氫副產物的產生。
  5. 如請求項4所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該第一輔助氣體包括氬氣、氦氣和氧氣中的至少一種。
  6. 如請求項1所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該金屬硬式罩幕蝕刻方法還包括： 在全部該蝕刻製程完成之後，對一製程腔室進行至少一個清洗製程，每個該清洗製程用於去除該蝕刻製程在該製程腔室內產生的至少一種反應副產物； 其中，該反應副產物中包括一含矽副產物，對該含矽副產物進行清洗的該清洗製程採用的清洗氣體包括一含氟氣體和一第二輔助氣體，該第二輔助氣體用於減少由該含氟氣體電離形成的電漿中含氟粒子的產生。
  7. 如請求項6所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該第二輔助氣體的流量與該含氟氣體的流量的比值的範圍為0.3-2。
  8. 如請求項6所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該第二輔助氣體包括氬氣、氦氣和氧氣中的至少一種。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該功能膜層為兩個，分別為沿遠離該晶圓表面的方向依次設置在該金屬硬式罩幕層上的一介質材料層和一有機材料罩幕層； 該金屬硬式罩幕蝕刻方法包括：沿靠近該晶圓表面的方向依次蝕刻該有機材料罩幕層、該介質材料層和該金屬硬式罩幕層的三個蝕刻製程； 分別對該有機材料罩幕層和該介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括氫元素和氟元素。
  10. 如請求項9所述的金屬硬式罩幕蝕刻方法，其中，該分別對該有機材料罩幕層和該介質材料層進行蝕刻的兩個蝕刻製程採用的蝕刻氣體均包括CF 4、CHF 3和CH 2F 2；並且，設定該CF 4、CHF 3和CH 2F 2的氣體流量比例，以使該CF 4、CHF 3和CH 2F 2中氫元素在該蝕刻氣體中的含量與該氟元素在該蝕刻氣體中的含量的一比值小於該預設閾值。
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