[发明专利]阳极氧化铝作为用于等离子体蚀刻的硬掩模

说明书

铝籽晶层沉积在晶片上方。光致抗蚀剂材料层沉积在铝籽晶层上。使光致抗蚀剂材料图案化和显影，以穿过光致抗蚀剂材料中的开口暴露铝籽晶层的部分。在晶片上执行电化学转化工艺，以将铝籽晶层的穿过光致抗蚀剂材料中的开口暴露的部分电化学转化为阳极氧化铝(AAO)。该AAO包括延伸穿过该AAO的孔图案，以暴露出晶片的顶表面的在铝籽晶层下方的区域。从晶片去除光致抗蚀剂材料。使晶片暴露于等离子体以在晶片的顶表面的通过AAO中的孔图案暴露的区域处将孔蚀刻到晶片中。

技术领域

本公开涉及半导体器件的制造。

背景技术

等离子体蚀刻工艺通常用于半导体器件的制造中。在等离子体蚀刻工艺中，将包括正在制造的半导体器件的半导体晶片暴露于与半导体晶片上的至少一种材料相互作用的等离子体，以去除至少一种材料。可以使用特定的反应气体来产生等离子体，所述特定的反应气体将导致等离子体的成分与要从半导体晶片上去除的材料相互作用，而不会与晶片上的其他将不被去除的材料发生显著相互作用。另外，在一些等离子体蚀刻工艺中，可以向半导体晶片施加偏置电压以通过将等离子体的带电成分沿更垂直的方向朝半导体晶片吸引来实现对半导体晶片上的特征的各向异性蚀刻。正是在这种背景下出现了本公开。

发明内容

在示例实施方案中，公开了一种用于执行等离子体蚀刻工艺的方法。该方法包括：在晶片的顶表面上沉积铝籽晶层。该方法还包括在所述铝籽晶层上沉积光致抗蚀剂材料层。该方法还包括使所述光致抗蚀剂材料层图案化和显影，以穿过所述光致抗蚀剂材料中的开口暴露所述铝籽晶层的一个或多个部分。该方法还包括在所述晶片上执行电化学转化工艺，以将穿过所述光致抗蚀剂材料中的开口暴露的所述铝籽晶层的所述一个或多个部分电化学转化为阳极氧化铝。所述阳极氧化铝包括孔图案，所述孔图案延伸穿过所述阳极氧化铝以暴露于所述晶片的所述顶表面的在所述铝籽晶层下面的区域。该方法还包括从所述晶片上去除所述光致抗蚀剂材料。该方法还包括将所述晶片暴露于等离子体，以在所述晶片的所述顶表面的通过所述阳极氧化铝中的所述孔图案所暴露的所述区域处将孔蚀刻到所述晶片中。

在一示例性实施方案中，公开了一种用于执行等离子体蚀刻工艺的方法。该方法包括在晶片的顶表面上沉积铝籽晶层。该方法还包括在所述铝籽晶层上沉积掩模材料层。该方法还包括在所述掩模材料层上沉积光致抗蚀剂材料层。该方法还包括使所述光致抗蚀剂材料层图案化和显影以暴露所述掩模材料的一个或多个部分。该方法还包括去除所述掩模材料的所述一个或多个部分以暴露所述铝籽晶层的相应部分。该方法还包括：在所述晶片上执行电化学转化工艺，以将所述铝籽晶层的所暴露的所述相应部分电化学转化为阳极氧化铝。所述阳极氧化铝包括孔图案，所述孔图案延伸穿过所述阳极氧化铝以暴露于所述晶片的所述顶表面的在所述铝籽晶层下面的区域。该方法还包括：将所述晶片暴露于等离子体，以在所述晶片的所述顶表面的通过所述阳极氧化铝中的所述孔图案所暴露的所述区域处将孔蚀刻到所述晶片中。

附图说明

图1A示出了通过半导体晶片的区段(section)的竖直截面。

图1B示出了穿过图1A的晶片的所述区段的竖直截面，其中图案化和显影的硬掩模材料沉积在晶片的顶表面上。

图1C示出了在孔已经被蚀刻到部分深度之后穿过图1B所示的晶片的所述区段的竖直截面。

图1D示出了在进一步蚀刻之后以及在硬掩模材料被完全去除时的穿过图1C所示的晶片的所述区段的竖直截面。

图2A示出了根据一些实施方案的用于执行等离子体蚀刻工艺的方法的流程图，该方法包括形成和使用阳极氧化铝(AAO)作为硬掩模。

图2B示出了根据一些实施方案的用于将铝籽晶层的暴露的部分电化学转化为AAO的操作的更详细的流程图。

图3A示出了根据一些实施方案的在沉积铝籽晶层之后通过晶片的区段的竖直截面。