技術領域

本發明是有關于蝕刻方面的技術，且特別是有關于一種控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法。

背景技術

隨著集成電路的集成度要求愈來愈高，電路圖案的尺寸也愈來愈小。在集成電路工藝中，縮小圖案尺寸的方法大多利用高解析度的光刻工藝。但是，高解析度光刻工藝有光學上的限制，故其技術甚為困難、成本十分昂貴。尤其是對開口圖案的工藝而言，其僅與光刻工藝相關的顯影后檢查關鍵尺寸(ADI?CD)特別難以控制。因此，一般會以調整蝕刻配方的方式得到應工藝所要求的蝕刻后檢查關鍵尺寸(AEI?CD)，此即實際形成在目標材料層中的開口的孔徑。

然而，以此方式同時形成尺寸不同開口的孔徑時，仍會有各別開口的顯影后-蝕刻后孔徑差難以適當控制的問題。在此所謂”顯影后-蝕刻后孔徑差”的定義為：顯影后檢查關鍵尺寸與蝕刻后檢查關鍵尺寸兩者之間的差值。例如，在同時形成與源/漏極接觸的方形接觸窗(square?contact)以及與柵極和源/漏極接觸的共享接觸窗(share?contact)的工藝中，如縮小方形接觸窗開口的孔徑，則孔徑較大的共享接觸窗開口的孔徑會被縮小更多。當共享接觸窗開口的孔徑縮小過多時，稍后形成的共享接觸窗即會有過高的電阻，而使操作速度大為降低；甚至可能未與目標的柵極或源/漏極區接觸，而造成斷路。相反地，如方形、共享接觸窗開口的孔徑縮小幅度不足，則會產生誤接其他元件等問題。因此，這兩種接觸窗開口的孔徑縮小幅度皆須作適當的控制。

同樣地，在其他類型的開口工藝中，需同時形成孔徑不同的多種開口時，各種開口的顯影后-蝕刻后孔徑差的變異幅度亦須同時作適當的控制，以符合工藝所能容許的范圍。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的就是在提供一種控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法。

本發明提出一種控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法。孔徑不同開口的工藝是先于目標材料層上依序形成蝕刻抵擋層、含硅材料層與光阻層的三層膜結構，并將光阻層圖案化。其中，圖案化光阻層具有孔徑不同的第一開口圖案與第二開口圖案。然后，依序進行蝕刻含硅材料層、蝕刻抵擋層與目標材料層的步驟，以于對應第一、第二開口圖案的目標材料層中分別形成第一開口與第二開口。第一開口的孔徑(即第一開口的蝕刻后檢查關鍵尺寸)與第一開口圖案的孔徑(即第一開口的顯影后檢查關鍵尺寸)的差異為第一孔徑差，該第二開口的孔徑(即第二開口的蝕刻后檢查關鍵尺寸)與該第二開口圖案的孔徑(即第二開口的顯影后檢查關鍵尺寸)的差異為第二孔徑差，而第二孔徑差與第一孔徑差之間的比值稱為相對孔徑偏差比。而且，上述的第一開口圖案的孔徑大于上述的第二開口圖案的孔徑。本方法的特征在于：以圖案化光阻層為掩模，進行第一蝕刻步驟，將圖案化光阻層的圖案轉移至含硅材料層上，形成圖案化含硅材料層，并于圖案化光阻層及圖案化含硅材料層的側壁產生高分子膜。然后，以圖案化光阻層、圖案化含硅材料層及其側壁的高分子膜為掩模，進行第二蝕刻步驟，以至少移除曝露出的蝕刻抵擋層，而形成圖案化蝕刻抵擋層。之后，以圖案化蝕刻抵擋層為蝕刻掩模，移除部分目標材料層，于目標材料層中形成第一、第二開口，且通過調整第一蝕刻步驟的蝕刻參數及/或第二蝕刻步驟的蝕刻參數，以得到預設的相對孔徑偏差比。

依照本發明的實施例所述的控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法，上述的第二蝕刻步驟為進行過度蝕刻步驟，以于圖案化蝕刻抵擋層中形成第一開口的擴口開口圖案。上述的第二蝕刻步驟中通入含氟的烴類化合物作為蝕刻氣體，而此含氟的烴類化合物為CHxFy，其中x＝1、2、3；y＝1、2、3。

依照本發明的實施例所述的控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法，上述的第二蝕刻步驟為進行適量蝕刻步驟，以于圖案化蝕刻抵擋層中形成實質上垂直的開口圖案。在一實施例中，第二蝕刻步驟的蝕刻氣體為CO、O₂和CF₄。

依照本發明的實施例所述的控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法，上述的第二蝕刻步驟例如是先進行蝕刻不足步驟，移除曝露出的部分蝕刻抵擋層。其中，第二蝕刻步驟的蝕刻氣體為CO、O₂和CF₄。然后，再進行第三蝕刻步驟，其為過度蝕刻步驟，移除殘留的蝕刻抵擋層及其下方的部分目標材料層。上述過度蝕刻步驟為非等向性蝕刻步驟，過度蝕刻步驟所使用的蝕刻氣體為含氟氣體。

依照本發明的實施例所述的控制孔徑不同開口的相對孔徑偏差比的方法，上述調整第一蝕刻步驟的蝕刻參數例如是蝕刻氣體的流量。