控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法技术

一种控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法。本方法为，以图案化光阻层为掩模，进行第一蚀刻步骤，以形成图案化含硅材料层，并于图案化光阻层及图案化含硅材料层的侧壁产生高分子膜。然后，以图案化光阻层、图案化含硅材料层及其侧壁的高分子膜为掩模，进行第二蚀刻步骤，以至少移除曝露出的蚀刻抵挡层，而形成图案化。之后，以图案化蚀刻抵挡层为蚀刻掩模，移除部分目标材料层，于目标材料层中形成第一、第二开口，且通过调整第一蚀刻步骤的蚀刻参数及／或第二蚀刻步骤的蚀刻参数，以得到预设的相对孔径偏差比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于蚀刻方面的技术，且特別是有关于一种控制孔径不同开 口的相对孔径偏差比的方法。
技术介绍
随着集成电路的集成度要求愈来愈高，电路图案的尺寸也愈来愈小。在 集成电路工艺中，缩小图案尺寸的方法大多利用高解析度的光刻工艺。但是， 高解析度光刻工艺有光学上的限制，故其技术甚为困难、成本十分昂贵。尤 其是对开口图案的工艺而言，其仅与光刻工艺相关的显影后检查关键尺寸(ADICD)特别难以控制。因此， 一般会以调整蚀刻配方的方式得到应工艺所 要求的蚀刻后检查关键尺寸(AEICD)，此即实际形成在目标材料层中的开口的孔径。然而，以此方式同时形成尺寸不同开口的孔径时，仍会有各别开口的显 影后-蚀刻后孔径差难以适当控制的问题。在此所谓显影后-蚀刻后孔径差 的定义为显影后检查关键尺寸与蚀刻后检查关键尺寸两者之间的差值。例 如，在同时形成与源/漏极接触的方形接触窗(square contact)以及与棚-极和源/ 漏极接触的共享接触窗(share contact)的工艺中，如缩小方形接触窗开口的孔 径，则孔径较大的共享接触窗开口的孔径会被缩小更多。当共享接触窗开口 的孔径缩小过多时，稍后形成的共享接触窗即会有过高的电阻，而使操作速 度大为降低；甚至可能未与目标的栅极或源/漏极区接触，而造成断路。相反 地，如方形、共享接触窗开口的孔径缩小幅度不足，则会产生误接其他元件 等问题。因此，这两种接触窗开口的孔径缩小幅度皆须作适当的控制。同样地，在其他类型的开口工艺中，需同时形成孔径不同的多种开口时， 各种开口的显影后-蚀刻后孔径差的变异幅度亦须同时作适当的控制，以符 合工艺所能容许的范围
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的就是在提供一种控制孔径不同开口的相对孔径 1扁差比的方法。本专利技术提出 一种。孔径不同 开口的工艺是先于目标材料层上依序形成蚀刻抵挡层、含硅材料层与光阻层 的三层膜结构，并将光阻层图案化。其中，图案化光阻层具有孔径不同的第 一开口图案与第二开口图案。然后，依序进行蚀刻含硅材料层、蚀刻抵挡层 与目标材料层的步骤，以于对应第一、第二开口图案的目标材料层中分别形 成第一开口与第二开口。第一开口的孔径(即第 一开口的蚀刻后检查关键尺 寸)与第一开口图案的孔径(即第一开口的显影后检查关^l定尺寸)的差异为第一孔径差，该第二开口的孔径(即第二开口的蚀刻后^r查关^T建尺寸)与该第二开口图案的孔径(即第二开口的显影后检查关键尺寸)的差异为第二孔径差， 而第二孔径差与第一孔径差之间的比值称为相对孔径偏差比,而且，上述的第 一开口图案的孔径大于上述的第二开口图案的孔径。本方法的特征在于 以图案化光阻层为掩^H进行第一蚀刻步骤，将图案化光阻层的图案转移至 含硅材料层上，形成图案化含硅材料层，并于图案化光阻层及图案化含硅材 料层的侧壁产生高分子膜。然后，以图案化光阻层、图案化含硅材料层及其 侧壁的高分子膜为掩模，进行第二蚀刻步骤，以至少移除曝露出的蚀刻抵挡 层，而形成图案化蚀刻抵挡层。之后，以图案化蚀刻抵挡层为蚀刻掩模，移 除部分目标材料层，于目标材料层中形成第一、第二开口，且通过调整第一 蚀刻步骤的蚀刻参数A/或第二蚀刻步骤的蚀刻参数，以得到预设的相对孔径 偏差.比。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述的第二蚀刻步骤为进行过度蚀刻步骤，以于图案化蚀刻抵挡层中形 成第二开口的扩口开口图案。上述的第二蚀刻步骤中通入含氟的烃类化合物 作为蚀刻气体，而此含氟的烃类化合物为CHxFy，其中x-l、 2、 3; y=l、 2、 3。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述的第二蚀刻步骤为进行适量蚀刻步骤，以于图案化蚀刻抵挡层中形 成实质上垂直的开口图案。在一实施例中，第二蚀刻步骤的蚀刻气体为CO、 02和CF4。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方5法，上述的第二蚀刻步骤例如是先进行蚀刻不足步骤，移除曝露出的部分蚀 刻抵挡层。其中，第二蚀刻步骤的蚀刻气体为CO、 02和CF4。然后，再进 行第三蚀刻步骤，其为过度蚀刻步骤，移除残留的蚀刻抵挡层及其下方的部 分目标材料层。上述过度蚀刻步骤为非等向性蚀刻步骤，过度蚀刻步骤所使 用的蚀刻气体为含氟气体。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述调整第 一蚀刻步骤的蚀刻参数例如是蚀刻气体的流量。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述的调整第二蚀刻步骤的蚀刻参数例如是蚀刻时间。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述的第一开口为共享接触窗开口，且第二开口为方形接触窗开口。依照本专利技术的实施例所述的，上述的蚀刻抵挡层例如是I-line光阻。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述的含硅材料层为硬掩模底部抗反射层。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，上述的图案化光阻层为193纳米光阻。依照本专利技术的实施例所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方 法，其中该目标材料层包括介电层。本专利技术的方法是利用调整蚀刻含硅材料层的步骤与蚀刻蚀刻抵挡层的 步骤的蚀刻参数，以控制孔径不同开口之间的相对孔径偏差比在工艺所允许 的范围内。因此，本专利技术可使得后续所形成的接触窗不会发生误接、与元件 接触面积过小或未与元件接触等问题，而可大大提升工艺的可靠度。另一方 面，本专利技术的方法为通过调整蚀刻工艺的蚀刻参^t的方式控制相对孔径偏差 比，而不需修改光掩模，因此可节省工艺成本。为让本专利技术之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1A至图1H为依照本专利技术实施例所绘示的接触窗开口工艺的流程剖 面图，此接触窗开口工艺内含本专利技术的相对孔径偏差比控制方法。主要元件符号说明100:基底101:隔离结构102:金属氧化物半导体晶体管104:栅极结构106:间隙壁108:源/漏极区109:接触窗蚀刻中止层110:介电层112:蚀刻抵挡层113:图案化蚀刻抵挡层114:含硅材料层115:图案化含硅材料层116:图案化光阻层120:共享接触窗开口图案122:方形接触窗开口图案124、126、 132、 134:开口图案128、130:蚀刻步骤136:共享接触窗开口138:方形接触窗开口具体实施例方式以下，将以接触窗开口工艺为例进一步说明本专利技术，但此例并非用以限定本专利技术的范围。图1A至图1H为依照本专利技术实施例所绘示的接触窗开口 工艺的流程剖面图，此接触窗开口工艺内含本专利技术的相对孔径偏差比控制方法。请参照图1A，首先提供基底100,基底100上例如已形成有多个金属氧 化物半导体(MOS)晶体管102,其通过浅沟渠隔离结构之类的隔离结构101 与其他元件隔离。晶体管102的栅极结构104位于基底100上，间隙壁106 位于栅极结构104侧壁，且源/漏极区108位于栅极结构104两侧的基底100 中。在某些实施例中，更可于栅极结构104与源/漏极区108上形成金属硅化物(未绘示)，如硅化镍、硅化鴒或硅化钴等，以降低电阻。由于晶体管102中各构件的材质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法，其中孔径不同开口的工艺如下：　于目标材料层上依序形成蚀刻抵挡层、含硅材料层与图案化光阻层，该图案化光阻层具有孔径不同的第一开口图案与第二开口图案；以及　依序进行蚀刻该含硅材料层、该蚀刻抵挡层与该目标材料层的步骤，以于对应该第一、该第二开口图案的该目标材料层中分别形成第一开口与第二开口，其中该第一开口的孔径与该第一开口图案的孔径的差异为第一孔径差，该第二开口的孔径与该第二开口图案的孔径的差异为第二孔径差，而第二孔径差与第一孔径差之间的比值称为相对孔径偏差比，其中该第一开口图案的孔径大于该第二开口图案的孔径，　该方法包括：　以该图案化光阻层为掩模，进行第一蚀刻步骤，将该图案化光阻层的图案转移至该含硅材料层上，形成图案化含硅材料层，并于该图案化光阻层及该图案化含硅材料层的侧壁产生高分子膜；　以该图案化光阻层、该图案化含硅材料层及其侧壁的该高分子膜为掩模，进行第二蚀刻步骤，以至少移除曝露出的该蚀刻抵挡层，而形成图案化蚀刻抵挡层；　以该图案化蚀刻抵挡层为蚀刻掩模，移除部分该目标材料层，于该目标材料层中形成该第一、该第二开口；以及　方法中通过调整该第一蚀刻步骤的蚀刻参数及／或该第二蚀刻步骤的蚀刻参数，以得到预设的相对孔径偏差比。...

【技术特征摘要】
1. 一种控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法，其中孔径不同开口的工艺如下于目标材料层上依序形成蚀刻抵挡层、含硅材料层与图案化光阻层，该图案化光阻层具有孔径不同的第一开口图案与第二开口图案；以及依序进行蚀刻该含硅材料层、该蚀刻抵挡层与该目标材料层的步骤，以于对应该第一、该第二开口图案的该目标材料层中分别形成第一开口与第二开口，其中该第一开口的孔径与该第一开口图案的孔径的差异为第一孔径差，该第二开口的孔径与该第二开口图案的孔径的差异为第二孔径差，而第二孔径差与第一孔径差之间的比值称为相对孔径偏差比，其中该第一开口图案的孔径大于该第二开口图案的孔径，该方法包括以该图案化光阻层为掩模，进行第一蚀刻步骤，将该图案化光阻层的图案转移至该含硅材料层上，形成图案化含硅材料层，并于该图案化光阻层及该图案化含硅材料层的侧壁产生高分子膜；以该图案化光阻层、该图案化含硅材料层及其侧壁的该高分子膜为掩模，进行第二蚀刻步骤，以至少移除曝露出的该蚀刻抵挡层，而形成图案化蚀刻抵挡层；以该图案化蚀刻抵挡层为蚀刻掩模，移除部分该目标材料层，于该目标材料层中形成该第一、该第二开口；以及方法中通过调整该第一蚀刻步骤的蚀刻参数及/或该第二蚀刻步骤的蚀刻参数，以得到预设的相对孔径偏差比。2. 如权利要求1所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法，其 中该第二蚀刻步骤为进行过度蚀刻步骤，以于该图案化蚀刻抵挡层中形成第 二开口的扩口开口图案。3. 如权利要求1所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法，其 中该第二蚀刻步骤为进行适量蚀刻步骤，以于该图案化蚀刻抵挡层中形成实 质上垂直的开口图案。4. 如权利要求1所述的控制孔径不同开口的相对孔径偏差比的方法，其 中该第二蚀刻步骤为蚀刻不足步骤，移除曝露出的部分该蚀刻抵挡层；以及进行第...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯郅文，周珮玉，叶俊廷，姚志成，廖俊雄，张峰溢，林盈志，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]