專利名稱：控制接觸窗微距的蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制作過(guò)程，特別涉及一種控制接觸窗微距(critical dimension，CD)的蝕刻方法。
傳統(tǒng)上制作接觸窗時(shí)，會(huì)先在介電層上涂覆一光阻層，接著利用微影蝕刻以在介電層中形成接觸窗。然而，在蝕刻介電層期間，顯影后的光阻圖案層同時(shí)會(huì)受到蝕刻而使光阻圖案層的微距(CD)變大。因此，所形成的接觸窗微距會(huì)大于原先光阻圖案層的微距。在過(guò)去，形成于接觸窗頂部的金屬內(nèi)聯(lián)機(jī)(interconnect)的線寬較大，即使接觸窗微距變大，仍會(huì)在規(guī)格內(nèi)而不受影響。然而，隨著線寬的縮小，接觸窗微距變大將造成金屬線不良的電性接觸，而降低組件可靠度。
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的背景，以下配合

圖1a到1b說(shuō)明現(xiàn)有形成接觸窗的方法。首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1a，提供一基底100，例如一硅晶片，在基底100表面依序覆蓋有一介電層102，及具有一開(kāi)口104a的一光阻圖案層104。
接下來(lái)，請(qǐng)參照?qǐng)D1b，以光阻圖案層104作為罩幕來(lái)蝕刻介電層102而形成一接觸窗102a并露出基底100表面。然而，在蝕刻介電層102期間，光阻圖案層104同時(shí)會(huì)受到蝕刻而使光阻圖案層104的開(kāi)口104a寬度變大，如標(biāo)號(hào)104b所示。因此，所形成的接觸窗102a寬度會(huì)大體等于開(kāi)口104b的寬度。即，接觸窗102a寬度大于光阻圖案層104的開(kāi)口104a寬度而發(fā)生微距偏移(CD bias)，導(dǎo)致組件可靠度降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種控制接觸窗微距的蝕刻方法，其利用在緩沖層中形成一漏斗型的開(kāi)口，且此開(kāi)口底部的寬度小于蝕刻前光阻圖案層的寬度，藉以防止發(fā)生微距偏移而提高組件可靠度。
根據(jù)上述的目的，本發(fā)明提供一種控制接觸窗微距的蝕刻方法，包括下列步驟提供一基底，在基底表面依序覆蓋有一介電層、一緩沖層及一光阻圖案層，其中光阻圖案層具有一第一開(kāi)口而露出緩沖層表面；對(duì)露出的緩沖層表面實(shí)施一第一蝕刻，以在第一開(kāi)口下方形成一第二開(kāi)口并露出介電層表面，其中第二開(kāi)口的底部寬度小于頂部寬度且小于第一開(kāi)口的寬度；以及對(duì)露出的介電層表面實(shí)施一第二蝕刻以形成一接觸窗并露出基底表面，其中接觸窗的寬度大體等于第一開(kāi)口的寬度。上述緩沖層系一厚度在600--1000埃的有機(jī)底層抗反射層。再者，第一蝕刻系使用氟碳?xì)怏w、氧氣的混合氣體作為蝕刻氣體，其中氟碳?xì)怏w的流量在40--60sccm且氧氣的流量在2--6sccm。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖2a到2d繪示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制接觸窗微距(CD)的蝕刻剖面示意圖。
100、200--基底；102、202--介電層；102a、202a--接觸窗；104、206--光阻圖案層；104a、104b、204a、206a、206b--開(kāi)口；204--緩沖層；d、d’--寬度。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D2a，提供一基底200，例如一硅晶片，此基底200表面形成有半導(dǎo)體組件，此處為簡(jiǎn)化圖式，僅繪示出一平整基底。接著，利用現(xiàn)有沉積技術(shù)在基底200表面依序形成一介電層202及一緩沖層204，例如有機(jī)底層抗反射層(organic bottom anti-reflective coating，organic BARC)或介電抗反射層(dielectric ARC，DARC)。在本實(shí)施例中，此緩沖層204的厚度在600--1000埃的范圍。之后，在緩沖層204上涂覆一光阻層(未繪示)。接著，利用現(xiàn)有微影制作過(guò)程來(lái)形成一光阻圖案層206。其中，光阻圖案層206具有一開(kāi)口206a并露出緩沖層204表面。
接下來(lái)，請(qǐng)參照?qǐng)D2b，利用光阻圖案層206作為罩幕來(lái)蝕刻露出的緩沖層204表面，時(shí)間約20--40秒，以在開(kāi)口206a下方形成一開(kāi)口204a并露出介電層202表面。由于在蝕刻緩沖層204期間，光阻圖案層206會(huì)同時(shí)受到蝕刻而使開(kāi)口206a的寬度變大，如標(biāo)號(hào)206b所示。為了防止先前所述的微距偏移問(wèn)題，在本實(shí)施例中，蝕刻緩沖層204時(shí)，所使用的蝕刻反應(yīng)氣體包含氟碳?xì)怏w(CF4)、氧氣(O2)、及作為載氣的氬氣(Ar)。其中，氟碳?xì)怏w的流量為40--60sccm，而較佳的流量為50sccm。氧氣的流量在2--6sccm的范圍，而較佳的流量為4sccm。此外，氬氣流量在150--200sccm的范圍，而較佳的流量為180sccm。再者，蝕刻緩沖層204所使用的高頻功率(27MHz)及低頻功率(2MHz)均在200W--400W的范圍，而較佳的高頻及低頻功率為300W。之后，會(huì)形成一漏斗型開(kāi)口204a。即，開(kāi)口204a的底部寬度d小于頂部寬度d’且小于開(kāi)口206a的寬度(在本實(shí)施例中，開(kāi)口206a的寬度介于寬度d及寬度d’之間)。
然后，請(qǐng)參照?qǐng)D2c，同樣利用光阻圖案層206作為罩幕來(lái)蝕刻露出的介電層202表面，時(shí)間約40--60秒，以形成一接觸窗202a并露出該基底200表面。在本實(shí)施例中，蝕刻介電層202時(shí)，所使用的蝕刻反應(yīng)氣體包含氟碳?xì)怏w(C4F8)、氧氣(O2)、含氫的氟碳?xì)怏w(CH2F2)及氧化碳?xì)怏w(CO)。其中，氟碳?xì)怏w的流量在6--10sccm的范圍，而較佳的流量為8sccm。氧氣的流量在5--9sccm的范圍，而較佳的流量為7sccm。含氫的氟碳?xì)怏w的流量在3--7sccm的范圍，而較佳的流量為5sccm。氧化碳?xì)怏w流量在50--100sccm的范圍，而較佳的流量為50sccm。再者，蝕刻的工作壓力在80--100mTorr的范圍，而較佳的工作壓力在95mTorr。另外，所使用的高頻功率及低頻功率在1000W--2000W的范圍。最后，請(qǐng)參照?qǐng)D2d，依序去除光阻圖案層206及抗反射層204。
根據(jù)本發(fā)明的方法，先在緩沖層204中形成一漏斗型的開(kāi)口204a，且此開(kāi)口204a底部的小于蝕刻前的光阻圖案層206微距(開(kāi)口206a的寬度)。由于在蝕刻介電層202以形成接觸窗202a期間，具有漏斗型的開(kāi)口204a的緩沖層204的蝕刻速率小于介電層202的蝕刻速率，所以接觸窗202a微距不會(huì)因光阻圖案層206的微距變大而變大，使得接觸窗202a的寬度大體等于開(kāi)口206a的寬度。即，接觸窗202a并沒(méi)有發(fā)生微距偏移(CD bias)。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法，能有效控制符合設(shè)計(jì)需求并增加組件可靠度。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，包括下列步驟提供一基底，該基底表面依序覆蓋有一介電層、一緩沖層及一光阻圖案層，該光阻圖案層具有一第一開(kāi)口而露出該抗反射層表面；對(duì)露出的該緩沖層表面實(shí)施一第一蝕刻以在該第一開(kāi)口下方形成一第二開(kāi)口并露出該介電層表面，該第二開(kāi)口的底部寬度小于頂部寬度且小于該第一開(kāi)口的寬度；以及對(duì)露出的該介電層表面實(shí)施一第二蝕刻以形成一接觸窗并露出該基底表面，該接觸窗的寬度大體等于該第一開(kāi)口的寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的緩沖層為一有機(jī)底層抗反射層。
3.如權(quán)利要求2所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的緩沖層的厚度在600--1000埃的范圍。
4.如權(quán)利要求2所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的第一蝕刻為使用氟碳?xì)怏w、氧氣的混合氣體作為蝕刻氣體。
5.如權(quán)利要求4所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的氟碳?xì)怏w的流量在40--60sccm的范圍且該氧氣的流量在2--6sccm的范圍。
6.如權(quán)利要求4所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的反應(yīng)氣體還包括作為載氣的氬氣且流量在150--200sccm的范圍。
7.如權(quán)利要求4所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的第一蝕刻所使用的高頻功率及低頻功率在200W--400W的范圍。
8.如權(quán)利要求4所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的第一蝕刻的時(shí)間在20--40秒的范圍。
9.如權(quán)利要求1所述的控制接觸窗微距的蝕刻方法，其特征在于，所述的第二蝕刻為使用氟碳?xì)怏w、氧氣含氫的氟碳?xì)怏w及氧化碳?xì)怏w的混合氣體作為蝕刻氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制接觸窗微距的蝕刻方法。首先，在基底表面依序覆蓋一介電層、一緩沖層及一光阻圖案層，其中光阻圖案層具有一第一開(kāi)口而露出緩沖層表面。接著，對(duì)緩沖層表面實(shí)施一第一蝕刻，以在第一開(kāi)口下方形成一第二開(kāi)口并露出介電層表面，其中第二開(kāi)口底部寬度小于頂部寬度且小于第一開(kāi)口的寬度。最后，對(duì)介電層表面實(shí)施一第二蝕刻以形成一接觸窗并露出基底表面，其中接觸窗的寬度大體等于第一開(kāi)口的寬度。上述第一蝕刻系使用氟碳?xì)怏w、氧氣的混合氣體作為蝕刻氣體，其中氟碳?xì)怏w的流量在40－60sccm且氧氣的流量在2－6sccm。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1464343SQ0212308
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者朱倍宏 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司