一种基于硬质掩膜的刻蚀方法及半导体器件技术

本发明专利技术公开了一种基于硬质掩膜的刻蚀方法及半导体器件，应用于集成电路技术领域，包括：在基底表面形成层堆叠，层堆叠包括从下至上依次设置的绝缘材料层、硬质掩膜层、顶层氧化层；在顶层氧化层上形成抗反射层并刻蚀抗反射层，以在抗反射层中形成底部暴露顶层氧化层的沟槽；在抗反射层表面设置至少覆盖沟槽顶角的保护层；以设置保护层后的抗反射层为掩模，刻蚀层堆叠。通过在刻蚀硬质掩膜层之前，先在抗反射层表面设置保护层，该保护层可以在后续刻蚀过程中保护顶层氧化层的形貌不被破坏，进而在后续刻蚀时避免硬掩膜形貌异常。而在后续刻蚀时避免硬掩膜形貌异常。而在后续刻蚀时避免硬掩膜形貌异常。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硬质掩膜的刻蚀方法及半导体器件


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别是涉及一种基于硬质掩膜的刻蚀方法以及一种半导体器件。

技术介绍

[0002]在如逻辑器件的半导体器件制造后段金属硬质层工艺中，半导体衬底自下而上依次形成有低介电常数绝缘材料层、氮化钛硬掩膜层和顶层氧化物层；在顶层氧化物层的表面涂布光阻胶层，曝光显影所述光阻胶层，形成图案化的光阻胶层，定义沟槽的位置；以图案化的光阻胶层为掩膜，显露出顶层氧化物层；刻蚀顶层氧化层以及氮化钛硬掩膜层之后定义一体化刻蚀过程中关键尺寸。
[0003]氮化钛主刻蚀过程中如果对氧化膜保护层保护不足，电浆轰击氧化膜过消耗会导致下层氮化钛掩膜层形貌异常(top rounding)，会影响后续一体化刻蚀过程中的形貌传递，导致一体化刻蚀后关键尺寸随机台状态变化波动较大，常规方法通过提高PR(光刻胶)或者BARC(抗反射膜)膜层厚度或者通过调整气体比例来控制选择比，但是调节过程比较复杂，而且会对氮化钛形貌产生影响。所以如何保证在刻蚀时避免硬掩膜形貌异常是本领域技术人员急需解决的问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硬质掩膜的刻蚀方法，其特征在于，包括：在基底表面形成层堆叠；所述层堆叠包括从下至上依次设置的绝缘材料层、硬质掩膜层、顶层氧化层；在所述顶层氧化层上形成抗反射层并刻蚀抗反射层，以在抗反射层中形成底部暴露顶层氧化层的沟槽；在抗反射层表面形成至少覆盖所述沟槽顶角的保护层；以形成保护层后的抗反射层为掩模，刻蚀层堆叠。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述顶层氧化层上形成抗反射层并刻蚀抗反射层，以在抗反射层中形成底部暴露顶层氧化层的沟槽包括：在所述抗反射层表面形成光阻层；以所述光阻层为掩膜刻蚀抗反射层，以在抗反射层中形成底部暴露顶层氧化层的沟槽。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在抗反射层表面形成至少覆盖所述沟槽顶角的保护层包括：通过反应气体对抗反射层表面进行处理，在所述抗反射层表面形成至少覆盖所述沟槽顶角的保护层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反应气体包括甲烷，所述保护层为碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：代笠，周钦彦，卢永华，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：