发明名称 在基材中制造直角孔洞之方法
摘要 在基材中制造直角孔洞之方法,包括两步骤的蚀刻过程。提供以第一介电层覆盖之前端元件于基材上。第二介电层覆盖第一介电层且两者之蚀刻率不同。第一光阻图案位于第二介电层上以定义接触/介层窗孔洞之X或Y尺寸。蚀刻前测量图案尺寸以确保蚀刻后孔洞之适当尺寸。提供第二光阻图案于第二介电层上以定义接触/介层窗孔洞之相对尺寸。蚀刻前测量第二图案尺寸再次确保蚀刻后孔洞之适当尺寸。以第二乾蚀刻制程向下蚀刻至基材以形成接触/介层窗孔洞。根据蚀刻前测量结果,当光阻图案超出预期容差,调整蚀刻过程以确保后续的蚀刻后孔洞具有预期尺寸。
申请公布号 TWI267919 申请公布日期 2006.12.01
申请号 TW095105996 申请日期 2006.02.22
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 罗丞曜
分类号 H01L21/311(2006.01);H01L21/32(2006.01);H01L21/76(2006.01) 主分类号 H01L21/311(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种形成一接触窗或介层窗孔洞之方法,包括下 列步骤: (a)提供一基材; (b)提供一第一介电层于该基材上; (c)提供一第二介电层于该第一介电层上; (d)提供一第一光阻图案于该第二介电层上,该第一 光阻图案具有一第一尺寸; (e)确认该第一尺寸; (f)执行一第一蚀刻过程,以移除未被该第一光阻图 案保护而遗留下之部份该第二介电层; (g)提供一第二光阻图案于该第二介电层上,该第二 光阻图案具有一第二尺寸,该第二尺寸之一方向实 质垂直于该第一尺寸; (h)确认该第二尺寸;以及 (i)执行一第二蚀刻过程,以移除未被该第二光阻图 案保护而遗留下之部份该第一介电层; 其中,该第二蚀刻过程于该第一介电层中形成一孔 洞,该孔洞是由该第一与第二光阻图案之该第一与 第二尺寸定义。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该确认该 第一尺寸之步骤包括测量该第一尺寸,以及比较该 第一尺寸之一测量値与一参考値。 3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该执行一 第一蚀刻过程之步骤包括调整该第一蚀刻过程之 时间安排或化学成分,以确认介于该第一尺寸之该 测量値与该参考値之间的一差値。 4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中该确认该 第二尺寸之步骤包括测量该第二尺寸,以及比较该 第二尺寸之一测量値与一第二参考値,以及其中该 执行一第二蚀刻过程之步骤包括调整该第二蚀刻 过程之时间安排或化学成分,以确认介于该第二尺 寸之该测量値与该第二参考値之间的一差値。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一与 第二蚀刻步骤包括实质上非等向性电浆蚀刻过程 。 6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一介 电层具有一第一蚀刻率,而该第二介电层具有实质 不同于该第一蚀刻率之一第二蚀刻率。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该孔洞包 括实质上为直角之复数个侧壁。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该确认该 第一尺寸之步骤是使用二次发射显微镜(SEM)来执 行。 9.一种在一半导体元件中形成一孔洞之方法,包括 下列步骤: (a)提供一基材; (b)沉积一第一介电层于该基材上; (c)沉积一第二介电层于该第一介电层上; (d)提供一第一光阻图案层于该第二介电层上,该第 一光阻图案层定义一第一尺寸; (e)测量该第一尺寸以及比较该第一尺寸之一测量 値与一第一参考尺寸; (f)执行一第一蚀刻步骤,以形成一实质平坦的第一 侧壁于该第二介电层中,以及暴露出部分该第一介 电层; (g)提供一第二光阻图案层于该第二介电层与该第 一介电层之该暴露部分上,该第二光阻图案层定义 一第二尺寸; (h)测量该第二尺寸以及比较该第二尺寸之一测量 値与一第二参考尺寸;以及 (i)执行一第二蚀刻步骤,以移除未被该第二光阻图 案层保护而遗留下之部份该第一介电层; 其中,该第二蚀刻步骤于该第一介电层中形成一孔 洞,该孔洞是由该第一与第二光阻图案层之该第一 与第二尺寸定义。 10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该第一 与第二蚀刻步骤包括实质上非等向性电浆蚀刻过 程,以及其中用于该第一蚀刻步骤之该电浆混合物 为实质上不同于用于该第二蚀刻步骤之该电浆混 合物。 11.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该第一 介电层对该第二介电层之一蚀刻选择性是至少大 约20。 12.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该孔洞 是由复数个侧壁定义,且其相邻侧壁具有实质直角 。 13.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该测量 该第一尺寸之步骤是使用SEM来执行。 14.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该第一 与第二蚀刻步骤包括实质上非等向性乾蚀刻过程 。 15.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该执行 一第一蚀刻步骤之步骤包括调整该第一蚀刻步骤 之时间安排或化学成分,以确认在该第一尺寸之该 测量値与该第一参考尺寸之间是否有一实质差値; 以及其中该执行一第二蚀刻步骤之步骤包括调整 该第二蚀刻步骤之时间安排或化学成分,以确认在 该第二尺寸之该测量値与该第二参考尺寸之间是 否有一实质差値。 16.一种在一半导体元件中形成一孔洞之方法,包括 下列步骤: (a)提供一基材; (b)提供一第一介电层于该基材上; (c)提供一第二介电层于该第一介电层上; (d)提供一第一光阻图案层于该第二介电层上; (e)测一量该第一光阻图案层之一第一尺寸,以及比 较该第一尺寸与一第一参考値; (f)执行一第一实质非等向性乾蚀刻过程,以形成一 第一侧壁于该第二介电层中; (g)移除该第一光阻图案层; (h)提供一第二光阻图案层于该第二介电层与该第 一介电层之一暴露部分上; (i)测量该第二光阻图案层之一第二尺寸,以及比较 该第二尺寸与一第二参考値;以及 (j)执行一第二实质非等向性乾蚀刻过程,以移除未 被该第二光阻图案层保护而遗留下之部份该第一 介电层; 其中,该第二实质非等向性乾蚀刻过程于该第一介 电层中形成一孔洞,该孔洞是由该第一与第二光阻 图案层之该第一与第二尺寸定义。 17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中该执行 一第一实质非等向性乾蚀刻过程之步骤包括调整 该第一实质非等向性乾蚀刻过程之时间安排或化 学成分,以确认该第一尺寸与该第一参考値之间是 否有一实质差値;以及其中该执行一第二实质非等 向性乾蚀刻过程之步骤包括调整该第二实质非等 向性乾蚀刻过程之时间安排或化学成分,以确认该 第二尺寸与该第二参考値之间是否有一实质差値 。 18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该孔洞 是由复数个侧壁定义,且其相邻侧壁具有实质直角 。 19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该测量 该第一尺寸之步骤是使用SEM来执行。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该第一 与第二蚀刻步骤包括实质非等向性乾蚀刻过程。 图式简单说明: 第1图是一基材的剖面图,具有一前端元件与第一 介电层配置于其上; 第2图是第1图之结构的剖面图,具有一第二介电层 配置于其上; 第3图是第2图之结构的远视图,具有一第一图案光 阻层配置于其上; 第4图是第3图之结构的远视图,在第一蚀刻步骤之 后,具有一第二图案光阻层配置于其上; 第5a图是第4图之结构的远视图,在第二蚀刻步骤之 后,形成一孔洞接触到基材之上表面; 第5b图是第5a图之结构的剖面图,其是沿着线5b-5b横 切; 第5c图是第5a图之结构的剖面图,其是沿着线5c-5c横 切; 第6图是第5b图之结构的剖面图,具有一金属层沉积 于孔洞内;以及 第7图是第6图之结构的剖面图,其为在执行研磨过 程以向下移除材料至第一介电层之上表面后的示 意图。
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