[发明专利]金属硬掩膜刻蚀方法

说明书

本发明实施例提供一种金属硬掩膜刻蚀方法，在基片表面由下而上依次形成金属硬掩模层和多个功能膜层，该金属硬掩膜刻蚀方法包括：由上而下依次对多个功能膜层和金属硬掩膜层进行刻蚀的多个刻蚀工艺；在对应多个功能膜层的刻蚀工艺中，有至少一个指定的刻蚀工艺采用的刻蚀气体包括氢元素和氟元素，且氢元素与氟元素在刻蚀气体中的含量的比值小于预设阈值，以减少氟化氢副产物的生成。本发明实施例提供的金属硬掩膜刻蚀方法，其可以减少氟化氢副产物的形成，从而可以减少因腔室内表面材料损耗而产生的颗粒。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种金属硬掩膜刻蚀方法。

背景技术

颗粒控制能力是集成电路制造工艺中衡量设备稳定性和工艺稳定性的一项重要指标，随着目前工艺制程对颗粒控制的要求越来越高，这就对集成电路设备提出了更大的挑战。

颗粒来源主要包括工艺形成和外界引入。其中，工艺形成是指在工艺反应期间由于工艺导致的颗粒；外界引入主要指在硅片装载过程中引入的颗粒。目前对于基片装载过程中引入的颗粒已经得到了有效的控制，但是工艺形成的颗粒一直以来都是刻蚀工艺技术向更低技术节点的延伸过程中的重大问题。

例如，在28nm及以下的工艺制程中，金属硬掩膜的刻蚀工艺对颗粒要求极高，但是，现有技术采用的金属硬掩膜的刻蚀方法，在长期使用刻蚀设备进行量产的过程中，产生的HF等副产物会导致腔室内表面材料(例如Y₂O₃涂层)损耗，甚至会因涂层损坏致使腔室无法继续使用，同时还会形成含钇成分的颗粒，引起颗粒问题以及缺陷问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种金属硬掩膜刻蚀方法，其可以减少氟化氢副产物的形成，从而可以减少因腔室内表面材料(例如Y₂O₃涂层)损耗而产生的颗粒。

为实现本发明的目的而提供一种金属硬掩膜刻蚀方法，在基片表面由下而上依次形成金属硬掩模层和多个功能膜层，所述金属硬掩膜刻蚀方法包括：由上而下依次对多个所述功能膜层和所述金属硬掩膜层进行刻蚀的多个刻蚀工艺；

在对应多个所述功能膜层的刻蚀工艺中，有至少一个指定的刻蚀工艺采用的刻蚀气体包括氢元素和氟元素，且所述氢元素与所述氟元素在所述刻蚀气体中的含量的比值小于预设阈值，以减少氟化氢副产物的生成。

可选的，所述比值小于或等于1。

可选的，所述比值小于或等于0.5。

可选的，在所述指定的刻蚀工艺中，在向工艺腔室通入所述刻蚀气体的同时，向所述工艺腔室通入第一辅助气体，所述第一辅助气体用于促进所述刻蚀气体的电离，以减少氟化氢副产物的生成。

可选的，所述第一辅助气体包括氩气、氦气和氧气中的至少一种。

可选的，所述金属硬掩膜刻蚀方法还包括：

在全部所述刻蚀工艺完成之后，对工艺腔室进行多个清洗工艺，用于去除所述刻蚀工艺在所述工艺腔室内生成的反应副产物；

其中，所述反应副产物中包括含硅副产物，对所述含硅副产物进行清洗的所述清洗工艺采用的清洗气体包括含氟气体和第二辅助气体，所述第二辅助气体用于减少由所述含氟气体电离形成的等离子体中含氟粒子的生成。

可选的，所述第二辅助气体与所述含氟气体的流量比值范围为0.3-2。

可选的，所述第二辅助气体包括氩气、氦气和氧气中的至少一种。

可选的，所述功能膜层包括由下而上依次设置在所述金属硬掩模层上的介质材料层和有机材料掩膜层；

所述金属硬掩膜刻蚀方法包括：由上而下依次刻蚀所述有机材料掩膜层、所述介质材料层和所述金属硬掩模层的三个刻蚀工艺；