刻蚀方法及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种刻蚀方法及半导体器件的制造方法，所述刻蚀方法包括，在工艺腔内的侧壁上形成聚合物，在所述工艺腔内通入第一刻蚀气体，并使所述第一刻蚀气体在所述工艺腔内的侧壁上流动，以使所述聚合物吸收部分所述第一刻蚀气体。由于，所述聚合物吸收了部分所述第一刻蚀气体，由此，在通过所述第一刻蚀气体刻蚀抗反射层时，可以减少第一刻蚀气体对图形化的光刻胶层的刻蚀，即减少所述第一刻蚀气体对所述图形化的光刻胶层的刻蚀量，从而可以减少图形化的光刻胶层的损耗，进而在半导体器件的制造过程中，可以避免光刻胶损耗严重对金属结构层的侧壁造成损伤的问题。

【技术实现步骤摘要】
刻蚀方法及半导体器件的制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种刻蚀方法及半导体器件的制造方法。
技术介绍
现今，在半导体器件制造的后段工艺(BEOL)上，一般是先在MOS晶体管等半导体器件上形成第一金属层(M1)，第一金属层与半导体器件之间通过金属栓塞(plug，通常为W插塞)相导通，之后再在第一金属层上形成第二金属层(M2)，还可以在第二金属层上依次形成第三金属层(M3)、…第x金属层(Mx)，每层金属层都包括层间介质层以及嵌在层间介质层中的金属导线。形成金属层的方法通常包括，在衬底上衬底形成金属层，然后在金属层上形成抗反射层(BARC)，接着，在抗反射层上形成图形化的光刻胶层。由于，抗反射层(BARC)位于金属层和光刻胶层之间，因此在刻蚀金属层之前，需要先刻蚀抗反射层。刻蚀所述抗反射层的方法通常包括，将衬底置于工艺腔内，并在工艺腔内通入刻蚀气体，通过所述刻蚀气体刻蚀所述抗反射层，但在刻蚀过程中，刻蚀气体会对光刻胶层造成刻蚀，并会去除大部分厚度的光刻胶层，即，会使得光刻胶层的损耗较严重，并且大部分厚度的光刻胶层被去除后，在后续刻蚀金属层时，会影响光刻胶层对金属层的保护作用，从而会造成金属层侧壁的损伤。因此，如何提供一种能够解决光刻胶层损耗严重的刻蚀方法，是本领域人员待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种刻蚀方法及半导体器件的制造方法，以解决在刻蚀过程中光刻胶层损耗严重的问题，避免光刻胶层损耗严重造成的金属层侧壁损伤的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种刻蚀方法，所述刻蚀方法包括：提供刻蚀设备，所述刻蚀设备包括一工艺腔；在所述工艺腔内的侧壁上形成聚合物；将半导体衬底置于所述工艺腔内，所述半导体衬底上依次形成有金属结构层、抗反射层和图形化的光刻胶层；在所述工艺腔内通入第一刻蚀气体，并使所述第一刻蚀气体在所述工艺腔内的侧壁上流动，以使所述聚合物吸收部分所述第一刻蚀气体；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，通过剩余的所述第一刻蚀气体刻蚀所述抗反射层，并停止在所述金属结构层表面。可选的，在所述的刻蚀方法中，在刻蚀所述抗反射层时，刻蚀的时间为30s～40s。可选的，在所述的刻蚀方法中，在所述工艺腔内的侧壁上形成所述聚合物的方法为；在所述工艺腔内设置一具有膜层的基底；在所述工艺腔内通入第二刻蚀气体；通过所述第二刻蚀气体对所述基底执行刻蚀工艺，以使所述第二刻蚀气体与所述膜层反应，进而形成所述聚合物。可选的，在所述的刻蚀方法中，所述第一刻蚀气体为氧气，所述第二刻蚀气体为碳气、氮气和氢气中的至少一种。可选的，在所述的刻蚀方法中，所述膜层为氧化层、氮化层和氮氧化层中的至少一种。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种半导体器件的制造方法，所述半导体器件的制造方法包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有金属结构层；在所述金属结构层上依次形成抗反射层和图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出部分所述抗反射层；通过本专利技术所述的刻蚀方法，刻蚀暴露出的所述抗反射层，以暴露出部分所述金属结构层；以及，刻蚀暴露出的所述金属结构层，以在所述金属结构层中形成开口。可选的，在所述的半导体器件的制造方法中，所述金属结构层包括一底层粘合层、位于所述一底层粘合层表面的一金属层以及位于所述金属层表面的顶层粘合层。可选的，在所述的半导体器件的制造方法中，所述底层粘合层包括第一钛层和覆盖所述第一钛层的第一氮化钛层，所述顶层粘合层包括第二钛层和覆盖所述第二钛层的第二氮化钛层，所述金属层的材质为铝。可选的，在所述的半导体器件的制造方法中，所述图形化的光刻胶层的厚度为300埃～600埃。可选的，在所述的半导体器件的制造方法中，在刻蚀暴露出的所述抗反射层之后，在刻蚀暴露出的所述金属结构层之前，所述半导体器件的制造方法还包括，对所述半导体衬底执行清洗工艺。在本专利技术提供的刻蚀方法及半导体器件的制造方法中，通过在工艺腔内的侧壁上形成聚合物，在所述工艺腔内通入第一刻蚀气体，并使所述第一刻蚀气体在所述工艺腔内的侧壁上流动，以使所述聚合物吸收部分所述第一刻蚀气体。由于，所述聚合物吸收了部分所述第一刻蚀气体，由此，在通过所述第一刻蚀气体刻蚀抗反射层时，可以减少第一刻蚀气体对图形化的光刻胶层的刻蚀，即可以减少所述第一刻蚀气体对所述图形化的光刻胶层的刻蚀量，从而可以减少图形化的光刻胶层的损耗，进而在半导体器件的制造过程中，可以避免光刻胶损耗严重对金属结构层的侧壁造成损伤的问题。附图说明图1是本专利技术实施例提供的刻蚀方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的半导体器件的制造方法的流程示意图；图3-图5是本专利技术实施例提供的半导体器件的制造方法中形成的结构示意图；其中，附图标记说明如下：100-半导体衬底；110-金属结构层；111-第一钛层；112-第一氮化钛层；113-金属层；114-第二钛层；115-第二氮化钛层；120-抗反射层；130-图形化的光刻胶层；140-开口。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的刻蚀方法及半导体器件的制造方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图1，其为本专利技术实施例提供的刻蚀方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术提供一种刻蚀方法，所述刻蚀方法包括：步骤S1：提供刻蚀设备，所述刻蚀设备包括一工艺腔；步骤S2：在所述工艺腔内的侧壁上形成聚合物；步骤S3：将半导体衬底置于所述工艺腔内，所述半导体衬底上依次形成有金属结构层、抗反射层和图形化的光刻胶层；步骤S4：在所述工艺腔内通入第一刻蚀气体，并使所述第一刻蚀气体在所述工艺腔内的侧壁上流动，以使所述聚合物吸收部分所述第一刻蚀气体；步骤S5：以所述光刻胶层为掩膜，通过剩余的所述第一刻蚀气体刻蚀所述抗反射层，并停止在所述金属结构层表面。接下去，将对以上步骤做更详细的说明。在步骤S1中，提供刻蚀设备，所述刻蚀设备包括一工艺腔。所述刻蚀设备可以为干法刻蚀设备。在步骤S2中，在所述工艺腔内的侧壁上形成聚合物。具体的，在所述工艺腔内的侧壁上形成聚合物的方法包括，在所述工艺腔内设置一具有膜层的基底；在所述工艺腔内通入第二刻蚀气体；通过所述第二刻蚀气体对所述半导体衬底执行刻蚀工艺，以使所述第二刻蚀气体与所述膜层反应，进而形成所述聚合物，其中，所述基底可以为硅基底、锗基底或者锗硅基底等。所述第二刻蚀气体为碳气、氮气和氢气中的至少一种，例如，C4F8、CH2F2、CF4和CO等，但不限于此，也可以为碳气和氧气的混合气体。所述膜层可以为氧化层、氮化层和氮氧化层中的至少一种，例如，二氧化硅层和二氧化氮层等。在步骤S3中，将半导体衬底置于所述工艺腔内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀方法包括：/n提供刻蚀设备，所述刻蚀设备包括一工艺腔；/n在所述工艺腔内的侧壁上形成聚合物；/n将半导体衬底置于所述工艺腔内，所述半导体衬底上依次形成有金属结构层、抗反射层和图形化的光刻胶层；/n在所述工艺腔内通入第一刻蚀气体，并使所述第一刻蚀气体在所述工艺腔内的侧壁上流动，以使所述聚合物吸收部分所述第一刻蚀气体；/n以所述图形化的光刻胶层为掩膜，通过剩余的所述第一刻蚀气体刻蚀所述抗反射层，并停止在所述金属结构层表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀方法包括：
提供刻蚀设备，所述刻蚀设备包括一工艺腔；
在所述工艺腔内的侧壁上形成聚合物；
将半导体衬底置于所述工艺腔内，所述半导体衬底上依次形成有金属结构层、抗反射层和图形化的光刻胶层；
在所述工艺腔内通入第一刻蚀气体，并使所述第一刻蚀气体在所述工艺腔内的侧壁上流动，以使所述聚合物吸收部分所述第一刻蚀气体；
以所述图形化的光刻胶层为掩膜，通过剩余的所述第一刻蚀气体刻蚀所述抗反射层，并停止在所述金属结构层表面。


2.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，在刻蚀所述抗反射层时，刻蚀的时间为30s～40s。


3.如权利要求2所述的刻蚀方法，其特征在于，在所述工艺腔内的侧壁上形成所述聚合物的方法为；
在所述工艺腔内设置一具有膜层的基底；
在所述工艺腔内通入第二刻蚀气体；
通过所述第二刻蚀气体对所述基底执行刻蚀工艺，以使所述第二刻蚀气体与所述膜层反应，进而形成所述聚合物。


4.如权利要求3所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀气体为氧气，所述第二刻蚀气体为碳气、氮气和氢气中的至少一种。


5.如权利要求3所述的刻蚀方法，其特征在于，所述膜层为氧化层、氮化层和氮氧化层中的至少一种。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31