[发明专利]一种直孔刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，具体涉及一种直孔刻蚀方法。

背景技术

半导体芯片制造过程中，各种器件的层间介质层（ILD）一般采用纯的二氧化硅或含有硼/磷的二氧化硅来制作，为使介质层上面的金属与介质层下面的器件相连，需要在介质层上特定的区域刻出接触孔。

干法直孔刻蚀方法实现刻蚀接触孔的，业界常用的机台为Lam4500、P5000、C5200、TEL7500等，目前直孔刻蚀机台为Lam4500及C5200。而Lam4500作业方式为陶瓷环压着晶片作业，不能对薄片介质层进行刻蚀，而单机台的C5200产能严重不足。在不增加成本采购新机台的情况下，现有技术中采用在护层刻蚀机台上开发直孔刻蚀。

现有技术中在护层刻蚀机台上开发直孔刻蚀的方法如图1所示，具体包括如下步骤：

S101：在一衬底上形成介质层;

S102：在所述介质层表面形成光刻胶层；

S103：光刻所述光刻胶层，形成需要刻蚀直孔的至少一个区域；

S104：护层刻蚀气体刻蚀所述至少一个区域;

S105：去除所述光刻胶层。

经过步骤S101~S105形成现有技术中直孔刻蚀方法形成的直孔结构，如图2所示。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

由于现有技术中采用护层刻蚀气体，即一氟基气体与氧气的混合气体的纯化学反应刻蚀方法刻蚀形成直孔，所以，采用现有技术刻蚀含有硼和/或磷的介质层形成直孔时，存在刻蚀速率受硼和/或磷的含量影响而导致蚀速率不稳定的技术问题，进而出现过刻或刻蚀不足而导致产品报废；

由于现有技术中采用护层刻蚀气体，即一氟基气体与氧气的混合气体的纯化学反应刻蚀方法刻蚀形成直孔，所以存在不能轰击掉孔侧壁的聚合物的技术问题，进而导致孔壁倾斜；

由于现有技术中采用单一的氟碳比例低的氟基气体作为直孔刻蚀气体，所以，存在直孔侧壁堆积聚合物的技术问题，进而使孔径偏小，达不到预定孔径大小要求的技术问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种直孔刻蚀方法，用于解决现有技术中刻蚀含有硼和/或磷的介质层形成直孔时，存在刻蚀速率受硼和/或磷的含量影响而导致蚀速率不稳定的技术问题，实现了直孔刻蚀速率不受硼和/或磷的含量影响，进而刻蚀速率稳定的技术效果，进而提高了产品的良率。

本申请实施例提供了一种直孔刻蚀方法，用于护层刻蚀机台中，用于包括有衬底及形成所述衬底表面的介质层的半导体半成品进行加工，所述方法包括：在所述介质层表面上形成光刻胶层，覆盖所述介质层，其中，所述介质层为形成于所述衬底上的含有硼和/或磷的介质层；对所述光刻胶层进行光刻，在所述光刻胶层上形成需要刻蚀直孔的至少一个区域；利用护层刻蚀气体与一惰性气体的混合气体对所述至少一个区域进行刻蚀，形成至少一个直孔。

优选地，所述护层刻蚀气体包括第一氟基气体以及氧气。

优选地，所述混合气体还包括第二氟基气体，其中，所述第二氟基气体与所述第一氟基气体体积流量间的比例值在0和4之间。

优选地，所述第二氟基气体为氟碳比例大于所述第一氟基气体的氟基气体。

优选地，在所述形成至少一个直孔之后，所述方法还包括：去除所述介质层表面剩余的所述光刻胶层。

优选地，所述惰性气体具体为氦气或氩气。

优选地，所述第二氟基气体具体为四氟化碳或六氟化二碳。

优选地，所述利用护层刻蚀气体与一惰性气体的混合气体对所述至少一个区域进行刻蚀，形成至少一个直孔，具体为：在一增加射频功率的真空环境中，利用护层刻蚀气体与一惰性气体的混合气体对所述至少一个区域进行刻蚀，形成至少一个直孔。

申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用了护层刻蚀气体中与一惰性气体的混合气体进行含硼和/或磷的介质层进行直孔刻蚀的技术手段，惰性气体电离出的阳离子能对侧壁的聚合物进行物理轰击，所以，有效解决了现有技术中刻蚀含有硼和/或磷的介质层形成直孔时，存在刻蚀速率受硼和/或磷的含量影响而导致蚀速率不稳定的技术问题，进而出现过刻或刻蚀不足而导致产品报废，进而，实现了刻蚀速率稳定的技术效果，增加了产品合格率。