接触孔的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  8

专利名称:接触孔的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及接触孔的制作方法。
背景技术
当半导体制造进入40纳米以下技术时,由于接触孔的孔径变小及孔与孔间距的减少,光刻/刻蚀工艺在接触孔这个环节面临着极大的挑战,如何保证曝光质量同时又不会在刻蚀后不会造成接触孔短路,是一个重要课题。请结合图f图8所示的现有的接触孔的制作方法。首先,请参考图1,提供半导体衬底10,所述半导体衬底10上依次形成有第一介质层11、第二介质层12、第三介质层13(APF, Advanced Pattern Film),介质抗反射层 14 (DARC)、第一底部抗反射层 15 (BARC)、 第一光刻胶层16,所述第一光刻胶层16内形成有第一开口,所述第一开口露出下方的第一底部抗反射层15。然后,请参考图2,沿所述第一开口进行刻蚀工艺,在所述第一底部抗反射层15内形成第二开口,在所述介质抗反射层14内形成第三开口,所述第三开口的深度小于所述介质抗反射层14的厚度。所述第二开口与第三开口相连通。接着,请参考图3,去除第一光刻胶层16和第一底部抗反射层15。接着,请参考图4,在所述介质抗反射层14上形成第二底部抗反射层17和第二光刻胶层18。所述第二底部抗反射层17将第三开口填满。所述第二光刻胶层18内形成有第四开口。所述第四开口露出下方的第二底部抗反射层17。结合者,请参考图5,沿所述第四开口进行刻蚀工艺,在所述第二底部抗反射层17内形成第五开口,在所述介质抗反射层14内形成第六开口,所述第六开口的深度小于所述介质抗反射层14的厚度。所述第五开口与第六开口相连通。接着,请参考图6,去除所述第二底部抗反射层17和第二光刻胶层18。然后,请参考图7,沿所述第三开口和第六开口对所述第三介质层13、第二介质层12和第一介质层11进行刻蚀,形成第一接触孔和第二接触孔,所述第一接触孔位于所述第三开口下方,所述第二接触孔位于所述第六开口下方。最后,请参考图8,去除所述介质抗反射层14。在实际中发现,在执行图4所示的步骤时,在形成第二底部抗反射层17、第二光刻胶层18以及第四开口的过程中,当需要返工时,需要利用刻蚀工艺去除第二光刻胶层18以及第二底部抗反射层17时,会损伤第三开口,使得第三开口的尺寸变大,从而造成最终在第三开口下方形成的第一接触孔的孔径偏大。因此,需要对现有的接触孔的制作方法进行改进,以提高工艺的稳定性。

发明内容
本发明解决的问题是提供了一种接触孔的制作方法,防止接触孔的孔径由于返工变大,提高了工艺的稳定性。
为解决上述问题,本发明提供一种接触孔的制作方法,包括提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有第一介质层和第二介质层;在所述第二介质层内形成第一开口,所述第一开口露出第一介质层;在所述第二介质层上形成第三介质层,所述第三介质层填充所述第一开口 ;在所述第三介质层上依次形成第一介质抗反射层、第一底部抗反射层和第一光刻胶层,所述第一光刻胶层内具有第二开口 ;沿所述第二开口进行刻蚀工艺,在所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层、第二介质层内形成第四开口,所述第四开口露出第一介质层;去除所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层;·沿所述第一开口和第四开口对所述第一介质层进行刻蚀工艺,在所述第一开口下方形成第一接触孔,在所述第四开口下方形成第二接触孔,所述第一接触孔和第二接触孔露出半导体衬底。可选地,所述第一开口的制作方法包括在所述第二介质层上形成第四介质层、第二介质抗反射层、第二底部抗反射层和第二光刻胶层,所述第二光刻胶层内具有第五开口 ;沿所述第五开口刻蚀所述第二底部抗反射层、第二介质抗反射层、第四介质层和第二介质层,形成第一开口 ;去除所述第二光刻胶层、第二底部抗反射层、第二介质抗反射层、第四介质层。可选地,所述第二底部抗反射层的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为200-400 埃。可选地,所述第二介质抗反射层的材质为氮氧化硅,厚度范围为200-400埃。可选地,所述第四介质层的材质为无定型碳,厚度范围为1500-2500埃。可选地,所述第一底部抗反射层的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为300 - 500 埃。可选地,所述第一介质抗反射层的材质为氮氧化硅,厚度范围为300-500埃。可选地,所述第三介质层的材质为无定型碳,厚度范围为1500-2500埃。可选地,所述第一介质层的材质为氮化硅,所述第二介质层的材质为氧化硅。与现有技术相比,本发明具有以下优点本发明提供的接触孔的制作方法分别在第二介质层中形成第一开口和第四开口,所述第一开口和第四开口露出下方的第一介质层,刻蚀所述第四开口时,所述第一开口内填充有第三介质层,所述第三介质层保护了所述第一开口,防止了刻蚀所述第一开口过程中的由于返工工艺对第一接触孔的孔径造成的影响,提高了工艺的稳定性。


图I-图8是现有技术的接触孔的制作方法剖面结构示意图;图9是本发明一个实施例的接触孔的制作方法流程示意图;图10-图15是本发明一个实施例的接触孔的制作方法剖面结构示意图。
具体实施方式
现有的接触孔的制作方法不稳定,在第一接触孔在返工时孔径变大,为了解决上述问题,本发明提供一种接触孔的制作方法,请结合图9所示的本发明一个实施例的接触孔的制作方法流程示意图,所述方法包括步骤S 1,提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有第一介质层和第二介质层;步骤S2,在所述第二介质层内形成第一开口,所述第一开口露出第一介质层;步骤S3,在所述第二介质层上形成第三介质层,所述第三介质层填充所述第一开Π ;步骤S4,在所述第三介质层上依次形成第一介质抗反射层、第一底部抗反射层和第一光刻胶层,所述第一光刻胶层内具有第二开口 ;步骤S5,沿所述第二开口进行刻蚀工艺,在所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层、第二介质层内形成第四开口,所述第四开口露出第一介质层; 步骤S6,去除所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层;步骤S7,沿所述第一开口和第四开口对所述第一介质层进行刻蚀工艺,在所述第一开口下方形成第一接触孔,在所述第四开口下方形成第二接触孔,所述第一接触孔和第二接触孔露出半导体衬底。下面结合附图对本发明的技术方案进行详细地说明。请结合图10-图14是本发明一个实施例的接触孔的制作方法剖面结构示意图。请参考图10,提供半导体衬底100,所述半导体衬底100上依次形成有第一介质层110、第二介质层120。所述第一介质层110的材质为氮化娃,所述第二介质层120的材质为氧化硅。然后在所述第二介质层120上形成第四介质层130、第二介质抗反射层140、第二底部抗反射层150和第二光刻胶层160,所述第二光刻胶层160内具有第五开口。所述第四介质层130的材质为无定型碳,厚度范围为1500-2500埃。所述第二底部抗反射层150的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为200-400埃。所述第二介质抗反射层140的材质为氮氧化硅,厚度范围为200-400埃。接着,沿所述第五开口刻蚀所述第二底部抗反射150、第二介质抗反射层140、第四介质层130和第二介质层120,形成第一开口 ;请参考图10,并结合图9,进行刻蚀工艺,去除所述第二光刻胶层160、第二底部抗反射层150、第二介质抗反射层140、第四介质层130。接着,请参考图11,在所述第二介质层120上形成第三介质层170,所述第三介质层170填充所述第一开口。所述第三介质层170的材质为无定型碳,厚度范围为1500-2500埃。所述第一开口定义了后续要形成的第一接触孔的形状、尺寸和位置。所述第三介质层170可以保护所述第一开口,防止第一开口在后续的返工工艺中孔径变大。然后,请参考图12,在所述第三介质层170上依次形成第一介质抗反射层180、第一底部抗反射层190和第一光刻胶层200,所述第一光刻胶层200内具有第二开口。所述第二开口定义了后续要形成的第二接触孔的形状、尺寸和位置。作为一个实施例,所述第一底部抗反射层190的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为300 - 500埃。所述第一介质抗反射层180的材质为氮氧化硅,厚度范围为300-500 埃。
接着,请参考图13,沿所述第二开口进行刻蚀工艺,在所述第一底部抗反射层190、第一介质抗反射层180、第三介质层170、第二介质层120内形成第四开口,所述第四开口露出第一介质层110。作为一个实施例,所述第一底部抗反射层190的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为300 - 500埃。所述第一介质抗反射层180的材质为氮氧化硅,厚度范围为300-500埃。然后,请参考图14,并结合图13,去除所述第一底部抗反射190、第一介质抗反射层180、第三介质层170。然后,请参考图15,沿所述第一开口和第四开口对所述第一介质层110进行刻蚀工艺,在所述第一开口下方形成第一接触孔,在所述第四开口下方形成第二接触孔,所述第一接触孔和第二接触孔露出半导体衬底100。综上,本发明提供的接触孔的制作方法分别在第二介质层中形成第一开口和第四开口,所述第一开口和第四开口露出下方的第一介质层,刻蚀所述第四开口时,所述第一开 口内填充有第三介质层,所述第三介质层保护了所述第一开口,防止了刻蚀所述第一开口过程中的由于返工工艺对第一接触孔的孔径造成的影响,提高了工艺的稳定性。因此,上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种接触孔的制作方法,其特征在于,包括 提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有第一介质层和第二介质层; 在所述第二介质层内形成第一开口,所述第一开口露出第一介质层; 在所述第二介质层上形成第三介质层,所述第三介质层填充所述第一开口 ; 在所述第三介质层上依次形成第一介质抗反射层、第一底部抗反射层和第一光刻胶层,所述第一光刻胶层内具有第二开口; 沿所述第二开口进行刻蚀工艺,在所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层、第二介质层内形成第四开口,所述第四开口露出第一介质层; 去除所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层; 沿所述第一开口和第四开口对所述第一介质层进行刻蚀工艺,在所述第一开口下方形成第一接触孔,在所述第四开口下方形成第二接触孔,所述第一接触孔和第二接触孔露出半导体衬底。
2.如权利要求I所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第一开口的制作方法包括 在所述第二介质层上形成第四介质层、第二介质抗反射层、第二底部抗反射层和第二光刻胶层,所述第二光刻胶层内具有第五开口 ; 沿所述第五开口刻蚀所述第二底部抗反射层、第二介质抗反射层、第四介质层和第二介质层,形成第一开口 ; 去除所述第二光刻胶层、第二底部抗反射层、第二介质抗反射层、第四介质层。
3.如权利要求2所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第二底部抗反射层的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为200-400埃。
4.如权利要求2所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第二介质抗反射层的材质为氮氧化硅,厚度范围为200-400埃。
5.如权利要求2所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第四介质层的材质为无定型碳,厚度范围为1500-2500埃。
6.如权利要求I所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第一底部抗反射层的材质为可交联的高分子聚合物,厚度范围为300 - 500埃。
7.如权利要求I所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第一介质抗反射层的材质为氮氧化硅,厚度范围为300-500埃。
8.如权利要求I所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第三介质层的材质为无定型碳,厚度范围为1500-2500埃。
9.如权利要求I所述的接触孔的制作方法,其特征在于,所述第一介质层的材质为氮化硅,所述第二介质层的材质为氧化硅。
全文摘要
本发明提供接触孔的制作方法,包括提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有第一介质层和第二介质层;在所述第二介质层内形成第一开口;在所述第二介质层上形成第三介质层,所述第三介质层填充所述第一开口;在所述第三介质层上依次形成第一介质抗反射层、第一底部抗反射层和第一光刻胶层,并且在所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层、第二介质层内形成第四开口;去除所述第一底部抗反射层、第一介质抗反射层、第三介质层;沿所述第一开口和第四开口进行刻蚀工艺,在所述第一开口下方形成第一接触孔,在所述第四开口下方形成第二接触孔,所述第一接触孔和第二接触孔露出半导体衬底。本发明提高了接触孔的制作工艺的稳定性。
文档编号H01L21/768GK102931134SQ201210451318
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者张瑜, 黄海, 李全波 申请人:上海华力微电子有限公司

最新回复(0)