蚀刻底层抗反射层的方法技术

一种蚀刻底层抗反射层的方法，包括下列步骤，执行第一蚀刻步骤来蚀刻底层抗反射层；判断第一蚀刻步骤的蚀刻时间是否达到设定的时间；若第一蚀刻步骤的蚀刻时间达到设定的时间，则执行第二蚀刻步骤直到达到设定的蚀刻停止深度，其中第二蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率慢于第一蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率。所述蚀刻底层抗反射层的方法能够改善现有技术过蚀刻的问题，从而避免对后续工艺造成严重影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
随着半导体元件集成度提高，半导体元件的线宽越来越小，临界尺寸的 控制也越来越重要。在光刻工艺中，由于晶片表面已存在外型的高低落差， 因此在光刻胶覆盖于晶片表面时，会随着光刻胶的平坦化特性，造成光刻胶 层厚度不一。而当光刻光线在光刻胶中行进时，在晶片表面的反射光与入射 光则会形成增益性/损耗性干涉现象，因而产生所谓的摆动效应。上述光刻胶 厚度不均与摆动效应，均会造成临界尺寸变化的不良效应。为了避免摆动效应， 一般可以采用旋转涂布底层抗反射层(BARC, Bottom Anti-Reflection Coating)而实现。 一般的底层抗反射层可釆用有机薄膜，因为 有机薄膜中的有机成分可以吸收反射光线，以降低线宽的变异。在例如申请 号为03131458.9的中国专利申请中还能发现更多与底层抗反射层相关的信 息。因此，采用底层抗反射层可以有效地提高光刻的精度。目前，在形成金属层的后道工艺中，三层(trilayer)结构通常包括底层抗 反射层、低温热氧化层以及光阻层。随着器件尺寸的越来越小，底层抗反射 层的厚度对于器件尺寸的影响也越来越大，因而对于底层抗反射层的蚀刻控 制也变得非常重要。所述对底层抗反射层的蚀刻一般采用等离子蚀刻，若底 层抗反射层蚀刻过深甚至将底层抗反射层蚀穿，就会造成等离子体继续蚀刻 下方的蚀刻阻挡层，形成蚀刻缺陷，影响后续形成金属层的工艺。现有工艺 中，在对底层抗反射层进行蚀刻的时候是通过预先设定好蚀刻停止深度，然蚀刻过程的。当#:测到蚀刻深度达到蚀刻停止深 度时，探测器就会反馈回来，控制人员在接收到反馈后就会控制设备停止蚀 刻。然而，当停止蚀刻后对底层抗反射层的检测中发现，实际的蚀刻深度往 往会大于设定好的蚀刻停止深度，这样会导致剩余的底层抗反射层的厚度过 薄。
技术实现思路
本专利技术提供一种，解决现有技术蚀刻深度大于 设定好的蚀刻停止深度，从而对后续工艺造成严重影响的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括下列 步骤，执行第一蚀刻步骤来蚀刻底层抗反射层；判断第 一蚀刻步骤的蚀刻时间是否达到设定的时间；若第一蚀刻步骤的蚀刻时间达到设定的时间，则执行第二蚀刻步骤直到 达到设定的蚀刻停止深度，其中第二蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率慢 于第 一蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率。可选的，所述第一蚀刻步骤的设定时间根据下述方法获得应用第二蚀刻步骤蚀刻试片，获得预估的第二蚀刻步骤在反馈时间内的 蚀刻深度；根据所述蚀刻停止深度和所述预估的第二蚀刻步骤在反馈时间内的蚀刻 深度得到第 一蚀刻步骤的蚀刻深度；根据所述第 一蚀刻步骤的蚀刻深度和第 一蚀刻步骤的蚀刻速率得到第一 蚀刻步骤的蚀刻时间作为:&定的时间。可选的，所述第一蚀刻步骤釆用氧气和氮气的混合气体的等离子蚀刻，所述氧气的流量为40 - 45sccm/min，所述氮气的流量为320 - 360sccm/min; 所述第一蚀刻步骤的压力为20-40mT;所述第一蚀刻步骤的时间为22 - 30s; 所述第一蚀刻时釆用功率为550-600W、电压频率为13Mz的射频功率源。可选的，所述第二蚀刻步骤采用氬气和氮气的混合气体的等离子蚀刻， 所述氢气的流量为150-200sccm/min,所述氮气的流量为320 - 360sccm/min; 所述第二蚀刻的压力为20-40mT;所述蚀刻时采用功率为800W、电压频率 为13Mz的射频功率源，或功率为800W、电压频率为2Mz的射频功率源，或 同时采用功率为800W、电压频率为13Mz的射频功率源以及功率为800W、 电压频率为2Mz的射频功率源。与现有技术相比，上述所公开的具有以下优点 上述所公开的，通过将蚀刻过程分为两个蚀刻步骤， 首先通过第 一蚀刻步骤蚀刻底层抗反射层，并且在蚀刻深度达到设定时间时， 转换为蚀刻速率较慢的第二蚀刻步骤继续蚀刻直到达到蚀刻停止深度。此种 方法可以改善由于蚀刻速率较快，在蚀刻到达蚀刻停止深度并反馈等待停止 蚀刻的反馈期间对底层抗反射层造成的过蚀刻，从而保证剩余的底层抗反射 层具有足够的厚度，也避免了对后续工艺造成严重影响。附图说明图1是本专利技术的一种实施方式流程图； 图2至图7是本专利技术一种实施方式示意图。 具体实施例方式本专利技术所公开的，通过将蚀刻过程分为两个蚀 刻步骤，首先通过第一蚀刻步骤蚀刻底层抗反射层，并且在蚀刻深度达到设 定时间时，转换为蚀刻速率较慢的第二蚀刻步骤继续蚀刻直到达到蚀刻停止深度。此种方法可以改善由于蚀刻速率较快，在蚀刻到达蚀刻停止深度并反馈等待停止蚀刻的反馈期间对底层抗反射层造成的过蚀刻，从而保证剩余的 底层抗反射层具有足够的厚度，也避免了对后续工艺造成严重影响。参照图1所示，本专利技术的一种实施方式包括下 列步骤，步骤sl,提供具有底层抗反射层的半导体结构；步骤s2，在底层抗反射层上形成低温热氧化层，以及在低温热氧化层上 形成光刻胶层；步骤s3,对所述光刻胶层曝光、显影形成光刻胶图案；步骤s4,以所述光刻胶层为掩模，蚀刻所述低温热氧化层；步骤s5,以所述光刻胶层为掩模，执行第一蚀刻步骤来蚀刻所述底层抗 反射层；步骤s6,判断所探测到的第一蚀刻步骤的蚀刻时间是否达到设定时间， 若蚀刻时间达到设定时间，则执行步骤s7,若蚀刻深度没有达到设定时间， 则继续探测；步骤s7,执行第二蚀刻步骤直到蚀刻深度达到设定的蚀刻停止深度，并 且，第二蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率慢于第一蚀刻步骤对底层抗反 射层的蚀刻速率；步骤s8,去除光刻胶层。所述第一蚀刻步骤的设定时间根据下述方法获得应用第二蚀刻步骤蚀刻试片，获得预估的第二蚀刻步骤在反馈时间内的 蚀刻深度；根据所述蚀刻停止深度和所述预估的第二蚀刻步骤在反馈时间内的蚀刻 深度得到第 一蚀刻步骤的蚀刻深度；根据所述第 一蚀刻步骤的蚀刻深度和第 一蚀刻步骤的蚀刻速率得到第一 蚀刻步骤的蚀刻时间作为设定的时间。所述第一蚀刻步骤采用氧气和氮气的混合气体的等离子蚀刻，所述氧气的流量为40-45sccm/min,所述氮气的流量为320 - 360sccm/min;所述第一 蚀刻步骤的压力为20 - 40mT;所述蚀刻采用功率为550 - 600W、电压频率为 13Mz的射频功率源；所述第一蚀刻步骤的时间为22 - 30s。所述第二蚀刻步骤采用氢气和氮气的混合气体的等离子蚀刻，所述氢气 的流量为150-200sccm/min,所述氮气的流量为320 - 360sccm/min;所述第 二蚀刻的压力为20-40mT;所述蚀刻时釆用功率为800W、电压频率为13Mz 的射频功率源，或功率为800W、电压频率为2Mz的射频功率源，或同时采 用功率为800W、电压频率为13Mz的射频功率源以及功率为800W、电压频 率为2Mz的射频功率源。下面通过一个蚀刻底层抗反射层的具体例子来使得上述的说明更加清楚。结合图1和图2所示，提供具有底层抗反射层30的半导体结构。此处选 取用于形成金属层的后道工序中常见的半导体结构为例。所述半导体结构依 次包括具有沟槽(图中未标示)的绝缘层10,覆盖除沟槽内壁以外绝缘层的 第一材料层20，覆盖第一材料层20并填满绝缘层10沟槽的底层抗反射层30。 所述沟槽可以用于在后续工艺中形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻底层抗反射层的方法，其特征在于，包括下列步骤，　执行第一蚀刻步骤来蚀刻底层抗反射层；　判断第一蚀刻步骤的蚀刻时间是否达到设定的时间；　若第一蚀刻步骤的蚀刻时间达到设定的时间，则执行第二蚀刻步骤直到达到设定的蚀刻停止深度，其中第二蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率慢于第一蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率。

【技术特征摘要】
1. 一种蚀刻底层抗反射层的方法，其特征在于，包括下列步骤，执行第一蚀刻步骤来蚀刻底层抗反射层；判断第一蚀刻步骤的蚀刻时间是否达到设定的时间；若第一蚀刻步骤的蚀刻时间达到设定的时间，则执行第二蚀刻步骤直到达到设定的蚀刻停止深度，其中第二蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率慢于第一蚀刻步骤对底层抗反射层的蚀刻速率。2. 如权利要求1所述的蚀刻底层抗反射层的方法，其特征在于，所述第一蚀刻步骤的设定时间根据下述方法获得应用第二蚀刻步骤蚀刻试片，获得预估的第二蚀刻步骤在反馈时间内的蚀刻深度；根据所述蚀刻停止深度和所述预估的第二蚀刻步骤在反馈时间内的蚀刻深度得到第 一蚀刻步骤的蚀刻深度；根据所述第 一蚀刻步骤的蚀刻深度和第 一蚀刻步骤的蚀刻速率得到第一蚀刻步骤的蚀刻时间作为设定的时间。3. 如权利要求2所述的蚀刻底层抗反射层的方法，其特征在于，所述第一蚀刻步骤釆用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鸣，沈满华，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]