[发明专利]掩模层的重工方法及氮化硅蚀刻方法

说明书

本发明提供一种掩模层的重工方法及氮化硅蚀刻方法，所述掩模层的重工方法包括：提供一衬底；去除待重工的掩模层，并使部分厚度的氮化硅层形成为氮氧化硅层；去除部分厚度的氮氧化硅层，且在对氮氧化硅层或氮化硅层执行第一蚀刻工艺时，具有第二厚度的氮氧化硅层和具有第一厚度的氮化硅层在第一蚀刻工艺下的蚀刻时间差异在预设范围内；形成图形化的掩模层。本发明中，通过去除部分厚度的氮氧化硅层，且在利用第一蚀刻工艺蚀刻时具有第二厚度的氮氧化硅层和具有第一厚度的氮化硅层的蚀刻时间差异在预设范围内，从而解决重工掩模层后的氮化硅层在干法蚀刻中报警的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种掩模层的重工方法及氮化硅蚀刻方法。

背景技术

在半导体工艺中，氮化硅是常见的介质材料，其应用十分广泛。

以氮化硅层的图形化（干法蚀刻）过程为例：在衬底上形成氮化硅层，在氮化硅层上形成图形化的掩模层，再干法蚀刻氮化硅层以形成图形化的氮化硅层，并在干法蚀刻的过程中利用蚀刻终点时间对氮化硅层的形成工艺进行监控（监测）。

其中，在形成图形化的掩模层后，需对图形化的掩模层进行外观检测，以防止具有外观缺陷的图形化的掩模层的衬底流入干法蚀刻工序，并对上述筛出的具有外观缺陷的图形化的掩模层执行重工工艺后再执行干法蚀刻。但在上述重工掩模层的衬底在干法蚀刻中，经常出现蚀刻终点时间报警（例如蚀刻终点时间超时），导致衬底滞留于干法蚀刻机台内，不仅影响生产节拍，还在衬底上引入更多缺陷影响产品质量，甚至还有使衬底完全报废的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掩模层的重工方法及氮化硅蚀刻方法，用于解决重工掩模层后的氮化硅层在干法蚀刻中报警的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的掩模层的重工方法，包括：提供一衬底，所述衬底上具有氮化硅层及待重工的掩模层，所述待重工的掩模层位于所述氮化硅层上；去除所述待重工的掩模层，并使部分厚度的氮化硅层形成为氮氧化硅层，所述氮氧化硅层具有第一厚度；去除部分厚度的氮氧化硅层，剩余的氮氧化硅层具有第二厚度，且在对所述氮氧化硅层或所述氮化硅层执行第一蚀刻工艺时，具有所述第二厚度的氮氧化硅层和具有所述第一厚度的氮化硅层在所述第一蚀刻工艺下的蚀刻时间差异在预设范围内；形成图形化的掩模层，所述图形化的掩模层位于所述氮氧化硅层上。

可选的，所述待重工的掩模层包括图形化的光刻胶层或光刻胶层。

可选的，利用灰化工艺去除所述待重工的掩模层，所述灰化工艺的工艺气体包括氧气。

可选的，所述氮氧化硅层的第一厚度为30埃~100埃。

可选的，在利用第二蚀刻工艺去除部分厚度的氮氧化硅层时，以所述第二蚀刻工艺的蚀刻时间控制去除所述氮氧化硅层的厚度。

可选的，所述第二蚀刻工艺的蚀刻时间t满足以下条件：

；

其中，A为所述氮氧化硅层的第一厚度，a为氮化硅层在所述第一蚀刻工艺中的蚀刻速率，b为氮氧化硅层在所述第一蚀刻工艺中的蚀刻速率，c为氮氧化硅层在所述第二蚀刻工艺中的蚀刻速率。

可选的，所述第二蚀刻工艺的工艺气体包括CF₄，所述第一蚀刻工艺的工艺气体包括CHF₃。

可选的，所述第一蚀刻工艺与所述第二蚀刻工艺的工艺条件相同。

可选的，去除所述第一氮氧化硅层的厚度为10埃~40埃。

基于本发明的另一方面，还提供一种氮化硅蚀刻方法，包括：提供一衬底，所述衬底上具有由下至上的氮化硅层、氮氧化硅层以及图形化的掩模层，所述氮氧化硅层及图形化的掩模层采用如权利要求1至9中任一项所述的掩模层的重工方法形成；利用所述图形化的掩模层，执行第一蚀刻工艺蚀刻，并利用蚀刻终点时间监控所述第一蚀刻工艺。