[发明专利]三层抗蚀剂有机层蚀刻

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造。

背景技术

在半导体晶片的处理过程中，使用熟知的图形化和蚀刻工艺在晶片上加工出半导体器件的特征(feature)。这些工艺中，光致抗蚀剂(PR)材料沉积在晶片上，然后通过掩模原版(reticle)滤光进行曝光。掩模原版通常是一种图案化的玻璃板，它的作为样板特征的几何图形能阻止光线通过掩模原版。

光线通过掩模原版后，与光致抗蚀剂材料的表面接触。光会改变光致抗蚀剂材料的化学组成，这样，显影剂就能够除去部分的光致抗蚀剂材料。对于正光致抗蚀剂材料，曝光的部分被除去，对于负光致抗蚀剂材料，未曝光的部分被除去。之后，通过蚀刻晶片除去没有光致抗蚀剂材料保护的区域下面的材料，从而在晶片上确定出所需要的特征。

光致抗蚀剂图形具有一临界尺寸(CD)，它可以是最小特征的宽度。人们渴望减小这些特征的CD。

发明内容

为了实现上述目的并根据本发明的目的，提供一种在多孔低-k介电层中形成双镶嵌特征的方法。在所述多孔低-k介电层中形成通孔(Vias)。在所述多孔低-k介电层上形成一有机平面化层，其中，所述有机层填充所述通孔。在所述有机平面化层上形成一光致抗蚀剂掩模。在所述有机平面化层中蚀刻出特征，其包括提供含有CO₂的蚀刻气体并将含有CO₂的蚀刻气体形成等离子体，用它来蚀刻所述有机平面化层。使用所述有机平面化层作为掩模，在所述多孔低-k介电层中蚀刻出沟槽。剥离所述有机平面化层。

在本发明的另一方面，提供一种在多孔低-k介电层中形成双镶嵌特征的方法。在所述多孔低-k介电层中形成通孔。在所述多孔低-k介电层上形成一有机平面化层，其中，所述有机层填充所述通孔。在所述有机平面化层上形成一光致抗蚀剂掩模。暴露部分所述低-k介电层，但不损伤所述低-k介电层，用这样的方式在所述有机平面化层中蚀刻出特征。使用所述有机平面化层作为掩模，在所述多孔低-k介电层中蚀刻出沟槽。剥离所述有机平面化层。

在本发明的另一方面，提供一种用于在介电层中形成沟槽的设备，其中，所述介电层中已经形成有通孔，所述介电层上已经形成用于填充所述通孔并形成平坦表面的一有机平面化层，在该平坦表面上面已经形成有氧化物盖层，BARC以及沟槽掩模。提供一个等离子体处理室，其包含一个构成等离子体处理室壳体的室壁；一个位于所述等离子体处理室壳体内的用于支撑衬底的衬底支撑物，一个用于调节所述等离子体处理室壳体内的压力的压力调节器；至少一个向所述等离子体处理室壳体提供功率来维持等离子体的电极；一个用于向所述等离子体处理室壳体提供气体的气体入口；以及一个用于对所述等离子体处理室壳体进行排气的气体出口。一气源与所述气体入口形成流体连接，该气源包括一CO₂气源和一含氟气源。一控制器可控制地连接到所述气源和所述的至少一个电极，并且包含至少一个处理器和计算机可读介质。所述计算机可读介质含有(A)用于蚀刻所述BARC和氧化物盖层的计算机可读代码，其中包括：(1)用于从所述含氟气源向所述等离子体处理室内部提供含氟气体的计算机可读代码，(2)用于将所述含氟气体变成等离子体的计算机可读代码，(3)用于停止所述含氟气体的计算机可读代码；(B)用于蚀刻所述有机平面化层的计算机可读代码，其中包括(1)用于从所述CO₂气源提供含CO₂气体的计算机可读代码，(2)用于将所述含CO₂气体形成等离子体的计算机可读代码，和(3)用于停止所述含CO₂气体的计算机可读代码；以及(C)用于通过所述有机平面化层在所述介电层中蚀刻沟槽的计算机可读代码，其中包括(1)用于从所述含氟气源向所述等离子体处理室一内部提供含氟气体的计算机可读代码，(2)用于将所述含氟气体形成等离子体的计算机可读代码。

下面，在本发明的详述部分同时结合后面的附图，详细描述本发明的上述以及其它特点。

附图说明

附图用于举例说明本发明，而不是限制本发明，其中相同的参考号表示相同的部件。其中：

图1是本发明的一个实施例中使用的工艺的流程图；

图2A-F是根据本发明的一个实施例处理的晶片的剖面示意图；

图3是在有机层中蚀刻出特征的步骤的较详细的流程图；

图4是在实现本发明时可以使用的等离子体处理室的示意图；

图5A-B是一计算机系统，其适于实现本发明的实施例中使用的控制器。

具体实施方式