[发明专利]等离子体刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种等离子体刻蚀方法。

背景技术

随着半导体器件的集成度提高，半导体器件的线宽越来越小和对于半导体工艺的要求越来越高，等离子体刻蚀工艺成为现在半导体器件制备的重要工艺之一。

现有的等离子体刻蚀工艺通常在等离子体处理装置中通入刻蚀气体，并电离所述刻蚀气体成等离子体，利用所述等离子体对待刻蚀的晶圆进行刻蚀。现有的等离子体刻蚀方法通常在待刻蚀层表面形成光刻胶图形，以所述光刻胶图形为掩膜对所述待刻蚀层进行刻蚀，具体地，包括如下步骤：

请参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100表面形成有刻蚀目标层110；所述刻蚀目标层110形成有光刻胶图形120；具体的，所述刻蚀目标层110材料为介质层；

请参考图2，采用等离子体处理所述光刻胶图形120，使得所述光刻胶图形120的线宽满足刻蚀要求；

请参考图3，以处理后的所述光刻胶图形120为掩膜，刻蚀所述刻蚀目标层110直至在所述刻蚀目标层110内形成待形成的图形。

在公开号为CM101465287A的中国专利文件中披露更多有关等离子体刻蚀方法的内容。

但是，随着半导体器件的集成度进一步提高，采用等离子体处理所述光刻胶图形120的难度越来越大，并且掩膜也不仅仅为单一覆层的有机物质，多种材料的多层堆叠结构膜层被利用为等离子体刻蚀方法的掩膜，从而使得掩膜的蚀刻难度越来越大。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种等离子体刻蚀方法，能够提高掩膜刻蚀的均一性。

为解决上述问题，本发明提供一种等离子体刻蚀方法，包括提供介质层，所述介质层表面形成有有机材料层，所述有机材料层表面形成有光刻图形层；以所述光刻图形层掩膜，对刻蚀气体为O₂与CO的混合气体或者CO₂与CO的混合气体等离子化，采用等离子化的O₂与CO的混合气体或者CO₂与CO的混合气体，对所述有机材料层进行刻蚀直至暴露出所述介质层。

可选的，当刻蚀气体为CO与O₂的混合气体时，O₂与CO流量比为3∶1～1∶5。

可选的，当刻蚀气体为CO₂与CO的混合气体时，O₂与CO流量比为5∶1～1∶5。

可选的，等离子化刻蚀气体的工艺参数为：刻蚀腔体压力为5～100mT，频率13～120MHZ。

可选的，所述有机材料层厚度为150nm至500nm。

可选的，所述介质层包括第一介质层和位于第一介质层表面的阻挡层。

可选的，光刻图形层包括：位于有机材料层表面的隔离层；位于隔离层表面的光刻胶层。

可选的，所述隔离层为单一覆层或者多层堆叠结构。

可选的，当所述隔离层为单一覆层时，所述隔离层材料为掺杂有硅的有机材料。

可选的，当所述隔离层为多层堆叠结构时，所述隔离层包括：形成在所述有机材料层表面的低温氧化层和形成在低温氧化层表面的底部抗反射层。

可选的，对所述有机材料层进行刻蚀直至暴露出阻挡层的同时，去除所述光刻胶层和所述底部抗反射层直至暴露出低温氧化层。

可选的，所述介质层材料为低k介质材料。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：本发明的实施例采用对刻蚀气体为O₂与CO的混合气体或者CO₂与CO的混合气体等离子化，采用等离子化的O₂与CO的混合气体或者CO₂与CO的混合气体，对所述有机材料层进行刻蚀直至暴露出阻挡层，采用掺入CO的混合气体，在刻蚀有机材料层时，在有机材料层的侧壁形成聚合物，提高各向异性刻蚀，在通过刻蚀转移图形后，在有机材料层形成的图形形貌佳，图形的侧壁直，减少各向同性损伤，刻蚀后的有机材料层均匀性好，转移图案均一性高，且本发明实施例提供的等离子体刻蚀方法刻蚀的光刻图形层适应性高。

附图说明

图1至图3是现有等离子体刻蚀工艺过程示意图；

图4是本发明实施例的等离子体刻蚀方法流程示意图；

图5至图7是本发明实施例的等离子体刻蚀方法过程示意图；

图8是本发明实施例的等离子体刻蚀方法实验结果示意图。

具体实施方式