本申请公开了一种金属硬掩膜一体化刻蚀的方法及装置。该方法包括以下步骤：将待刻蚀晶圆置于半导体工艺腔室内的机台上，该机台上还设置有一环形垫圈，该待刻蚀晶圆位于该环形垫圈的内圆区域。在对该待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理时，同步对该环形垫圈进行预设升温处理。本申请的技术方案，其可有效优化现有金属硬掩膜一体化刻蚀工艺，提升产品良率，降低刻蚀过程中出现金属硬掩膜层阻挡不够问题的概率。问题的概率。问题的概率。
【技术实现步骤摘要】
一种金属硬掩膜一体化刻蚀的方法及装置
[0001]本申请属于半导体工艺
，尤其涉及一种金属硬掩膜一体化刻蚀的方法及装置。
技术介绍
[0002]在诸多的双大马士革结构刻蚀工艺中，金属硬掩膜一体化刻蚀工艺是迄今为止最为先进的工艺。金属硬掩膜（氮化钛，简称“TiN”）的引入带来了特征尺寸（CD）可控性强、工艺延展性大、介质膜损伤小等优点，使得金属硬掩膜一体化刻蚀工艺得到了越来越广泛的应用。然而，随着刻蚀产品的尺寸的降低以及刻蚀过程中使用到低介电常数介质材料层的厚度增加，其需要更多的刻蚀时间，这也导致TiN（通用厚度为300A）作为遮挡层的消耗更多。根据晶圆（wafer）刻蚀分布的分析，最边缘区由于电浆（plasma）分布的不连续性，会导致边缘区的刻蚀能力更强，使得边缘区的留存厚度更具挑战，而当边缘区的留存厚度不够时，则可能在刻蚀过程中出现金属硬掩膜层阻挡不够的问题，这会导致最终晶圆产品出现相邻图案短路的问题，进而影响产品良率。
技术实现思路
[0003]本申请实施例提供一种金属硬掩膜一体化刻蚀的方法及装置，旨在改善现有金属硬掩膜一体化刻蚀工艺在刻蚀过程中容易出现金属硬掩膜层阻挡不够的问题。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种金属硬掩膜一体化刻蚀的方法，包括以下步骤：将待刻蚀晶圆置于半导体工艺腔室内的机台上，所述机台上还设置有一环形垫圈，所述待刻蚀晶圆位于所述环形垫圈的内圆区域；在对所述待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理时，同步对所述环形垫圈进行预设升温处理。
[0005]可选的，在一些实施例中，当所述待刻蚀晶圆位于所述环形垫圈的内圆区域时，所述待刻蚀晶圆的上表面高度不高于所述环形垫圈的上表面高度。
[0006]可选的，在一些实施例中，所述对所述待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理，包括：在所述待刻蚀晶圆的上表面依次淀积形成阻挡层、低介电常数介质层以及第一金属硬掩膜层；依次对所述第一金属硬掩膜层、所述低介电常数介质层以及所述阻挡层进行预设刻蚀处理，以形成目标沟槽和目标通孔。
[0007]可选的，在一些实施例中，所述预设刻蚀处理，包括：在所述第一金属硬掩膜层的上方形成第一光刻图案；根据所述第一光刻图案刻蚀打开所述第一金属硬掩膜层并直至去除部分所述低介电常数介质层以形成所述目标沟槽；在所述目标沟槽上淀积第二金属硬掩膜层，及在所述第二金属硬掩膜层的上方形
成第二光刻图案；根据所述第二光刻图案刻蚀打开所述第二金属硬掩膜层并直至去除部分所述低介电常数介质层及部分所述阻挡层以形成所述目标通孔。
[0008]可选的，在一些实施例中，所述对所述环形垫圈进行预设升温处理，包括：将预设温度的冷却液通入所述环形垫圈的下方的冷却液管路，以将所述环形垫圈的温度升高10℃～20℃。
[0009]可选的，在一些实施例中，所述对所述环形垫圈进行预设升温处理，包括：通过增设的加热装置对所述环形垫圈进行加热处理，以将所述环形垫圈的温度升高10℃～20℃。
[0010]第二方面，本申请实施例提供一种金属硬掩膜一体化刻蚀的装置，包括半导体工艺腔室与升温处理组件，其中，半导体工艺腔室，包括机台，所述机台上设置有一环形垫圈，所述环形垫圈的内圆区域用于对应容置待刻蚀晶圆，所述半导体工艺腔室用于对所述待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理；升温处理组件，用于在所述半导体工艺腔室对所述待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理时，同步对所述环形垫圈进行预设升温处理。
[0011]可选的，在一些实施例中，所述升温处理组件包括冷却液供给装置和冷却液管路，所述冷却液管路至少部分设置于所述环形垫圈下方，所述冷却液供给装置用于将预设温度的冷却液通入所述冷却液管路，以将所述环形垫圈的温度升高10℃～20℃。
[0012]可选的，在一些实施例中，所述升温处理组件包括加热装置，用于对所述环形垫圈进行加热处理，以将所述环形垫圈的温度升高10℃～20℃。
[0013]可选的，在一些实施例中，所述加热装置包括设置在所述环形垫圈下方的加热丝以及驱动所述加热丝进行加热工作的加热控制电路板。
[0014]在本申请中，其在对晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀时，会将待刻蚀晶圆置于半导体工艺腔室内的机台上，该机台上还设置有一环形垫圈，该待刻蚀晶圆位于该环形垫圈的内圆区域。这样的结构布局，可变向延伸待刻蚀晶圆的边缘区，以在对该待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理时，电浆分布不连续性产生的影响尽可能地仅落在该环形垫圈，以有效提升最终产品良率。同时，在对该待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理时，同步对该环形垫圈进行预设升温处理，这样可使得刻蚀过程中产生的副产物更加不容易黏附于环形垫圈的表面，而是会回粘至附近的晶圆（具体可为晶圆的边缘区）表面，增加对金属掩膜层（具体可为TiN层）的表面保护，从而达到预防因为金属硬掩膜层不够遮挡而造成的短路问题。而且由于预设升温处理仅作用于环形垫圈，只会影响环形垫圈周边晶圆边缘区的表面保护，并不会因此带来对晶圆其他区域的负效应。可见，本申请的技术方案，其可有效优化现有金属硬掩膜一体化刻蚀工艺，提升产品良率，降低刻蚀过程中出现金属硬掩膜层阻挡不够问题的概率。
附图说明
[0015]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其有益效果显而易见。
[0016]图1是本申请实施例提供的金属硬掩膜一体化刻蚀的方法的流程示意图。
[0017]图2是图1所示的方法中机台的一种结构示意图。
[0018]图3是图1所示的方法中的步骤S120的一种流程示意图。
[0019]图4是图1所示的方法中对待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀的第一状态示意图。
[0020]图5是图1所示的方法中对待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀的第二状态示意图。
[0021]图6是图1所示的方法中对待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀的第三状态示意图。
[0022]图7是图1所示的方法中对待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀的第四状态示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
[0024]在诸多的双大马士革结构刻蚀工艺中，金属硬掩膜一体化刻蚀工艺是迄今为止最为先进的工艺。金属硬掩膜（氮化钛，简称“TiN”）的引入带来了特征尺寸（CD）可控性强、工艺延展性大、介质膜损伤小等优点，使得金属硬掩膜一体化刻蚀工艺得到了越来越广泛的应用。然而，随着刻蚀产品的尺寸的降低以及刻蚀过程中使用到低介电常数介质材料层的厚度增加，其需要更多的刻蚀时间，这也导致TiN（通用厚度为300A）作为遮挡层的消耗更多。根据晶圆（wafer）刻蚀分布的分析，最边缘区由本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属硬掩膜一体化刻蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：将待刻蚀晶圆置于半导体工艺腔室内的机台上，所述机台上还设置有一环形垫圈，所述待刻蚀晶圆位于所述环形垫圈的内圆区域；在对所述待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理时，同步对所述环形垫圈进行预设升温处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述待刻蚀晶圆位于所述环形垫圈的内圆区域时，所述待刻蚀晶圆的上表面高度不高于所述环形垫圈的上表面高度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待刻蚀晶圆进行金属硬掩膜一体化刻蚀处理，包括：在所述待刻蚀晶圆的上表面依次淀积形成阻挡层、低介电常数介质层以及第一金属硬掩膜层；依次对所述第一金属硬掩膜层、所述低介电常数介质层以及所述阻挡层进行预设刻蚀处理，以形成目标沟槽和目标通孔。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设刻蚀处理，包括：在所述第一金属硬掩膜层的上方形成第一光刻图案；根据所述第一光刻图案刻蚀打开所述第一金属硬掩膜层并直至去除部分所述低介电常数介质层以形成所述目标沟槽；在所述目标沟槽上淀积第二金属硬掩膜层，及在所述第二金属硬掩膜层的上方形成第二光刻图案；根据所述第二光刻图案刻蚀打开所述第二金属硬掩膜层并直至去除部分所述低介电常数介质层及部分所述阻挡层以形成所述目标通孔。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述环形垫圈进行预设升温处理，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖军，阮杰平，
申请(专利权)人：广州粤芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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