金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構與流程

2023-05-30 21:34:06

本發明涉及半導體製造領域，更具體地說，本發明涉及一種金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。

背景技術：

快閃記憶體以其便捷，存儲密度高，可靠性好等優點成為非揮發性存儲器中研究的熱點。從二十世紀八十年代第一個快閃記憶體產品問世以來，隨著技術的發展和各類電子產品對存儲的需求，快閃記憶體被廣泛用於手機，筆記本，掌上電腦和U盤等移動和通訊設備中。

快閃記憶體為一種非易變性存儲器，其運作原理是通過改變電晶體或存儲單元的臨界電壓來控制門極通道的開關以達到存儲數據的目的，使存儲在存儲器中的數據不會因電源中斷而消失，而快閃記憶體為電可擦除且可編程的只讀存儲器的一種特殊結構。如今快閃記憶體已經佔據了非揮發性半導體存儲器的大部分市場份額，成為發展最快的非揮發性半導體存儲器。

另一方面，在半導體製造過程中，一般都需要對金屬結構進行光刻刻蝕，金屬結構光刻蝕刻工藝是半導體製造的常見工藝。在具體應用中，例如，根據現有技術的金屬結構光刻蝕刻方法包括：形成金屬阻擋層(一般是100A的TI或者200A的TIN)，執行第一金屬層的沉積(一般是1500A的AL或者90A的TI或者250A的200A TIN)，在第一金屬層上依次形成抗反射層(DARC，dielectric anti-reflective coating)(一般是的280A的SION和50A的氧化層)和光刻膠(一般是4200A的深紫外光刻膠)，對光刻膠進行圖案化處理，利用圖案化的光刻膠對金屬層執行刻蝕，隨後執行蝕刻後的清洗步驟，此後執行蝕刻後的外觀檢查步驟。

但是，隨著90nm快閃記憶體器件的尺寸縮小，金屬結構光刻蝕刻工藝不再使用深紫外(DUV)光刻膠，從而改用比深紫外光刻膠更軟而且更薄的ARF光刻膠。這樣，後續的工藝結構也需要做出修改。

因此，希望提供一種適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。

為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種金屬結構光刻蝕刻方法，包括：

第一步驟：形成金屬阻擋層；

第二步驟：執行第一金屬層的沉積；

第三步驟：在第一金屬層上依次形成抗反射層和抗反射層光刻膠；

第四步驟：在抗反射層光刻膠上形成ARF光刻膠；

第五步驟：對抗反射層光刻膠和ARF光刻膠進行圖案化處理；

第六步驟：利用圖案化的抗反射層光刻膠對抗反射層執行刻蝕；

第七步驟：利用圖案化的ARF光刻膠對金屬層執行刻蝕。

優選地，所述的金屬結構光刻蝕刻方法中還包括：第八步驟：隨後執行蝕刻後的清洗步驟；第九步驟：此後執行蝕刻後的外觀檢查步驟。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻方法中，所述金屬阻擋層是厚度為100A的TI或者厚度為100A的TIN。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻方法中，所述第一金屬層是厚度為1000A的AL或者厚度為90A的TI或者250A的TIN。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻方法中，所述抗反射層是厚度為700A的SION以及厚度為50A的氧化層。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻方法中，所述抗反射層光刻膠的厚度為800A。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻方法中，所述ARF光刻膠的厚度為2850A。

為了實現上述技術目的，根據本發明，還提供了一種金屬結構光刻蝕刻結構，其從下至上包括：金屬阻擋層、第一金屬層的、抗反射層、抗反射層光刻膠以及ARF光刻膠。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻結構中，所述金屬阻擋層是厚度為100A的TI或者厚度為100A的TIN；所述第一金屬層是厚度為1000A的AL或者厚度為90A的TI或者250A的TIN；所述抗反射層是厚度為700A的SION以及厚度為50A的氧化層；所述抗反射層光刻膠的厚度為800A；所述ARF光刻膠的厚度為2850A。

由此，本發明提供了提供一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。具體地說，在根據本發明的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構中，由於ARF光刻膠的厚度比深紫外光刻膠的厚度更薄，從而增加了抗反射層的厚度而且降低了AL的厚度；在抗反射層光刻膠工藝之後，當前金屬刻蝕工具無需用於抗反射層光刻膠的氧氣O2和CF氣體；相應地，本發明增加另一刻蝕工藝來刻蝕打開抗反射層光刻膠，從而將一個刻蝕步驟擴展為兩個刻蝕步驟，從而提供了一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。

附圖說明

結合附圖，並通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解並且更容易地理解其伴隨的優點和特徵，其中：

圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的第一步驟。

圖2示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的第二步驟。

圖3示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的第三步驟。

圖4示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的第四步驟。

圖5示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的流程圖。

需要說明的是，附圖用於說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能並非按比例繪製。並且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式

為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。

圖1至圖4至示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的第一步驟至第四步驟；而且圖5示意性地示出了根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法的流程圖。

具體地，如圖1至圖4以及圖5所示，根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法包括：

第一步驟S1：形成金屬阻擋層10；

具體地，在優選示例中，所述金屬阻擋層是TI或者TIN；而且更具體地，所述金屬阻擋層是厚度為100A的TI或者厚度為100A的TIN。

第二步驟S2：執行第一金屬層20的沉積；

具體地，在優選示例中，所述第一金屬層是AL或者TI或者TIN；而且更具體地，所述第一金屬層是厚度為1000A的AL或者厚度為90A的TI或者厚度為250A的TIN。

第三步驟S3：在第一金屬層上依次形成抗反射層30和抗反射層光刻膠40；

具體地，在優選示例中，所述抗反射層是SION以及氧化層的組合；而且更具體地，所述抗反射層是厚度為700A的SION以及厚度為50A的氧化層。

具體地，在優選示例中，所述抗反射層光刻膠的厚度為800A。

第四步驟S4：在抗反射層光刻膠上形成ARF光刻膠50；

具體地，在優選示例中，所述ARF光刻膠的厚度為2850A。

第五步驟S5：對抗反射層光刻膠和ARF光刻膠進行圖案化處理；

第六步驟S6：利用圖案化的抗反射層光刻膠對抗反射層執行刻蝕；

第七步驟S7：利用圖案化的ARF光刻膠對金屬層執行刻蝕。

優選地，如圖5所示，根據本發明優選實施例的金屬結構光刻蝕刻方法還可以包括下述步驟：

第八步驟S8：隨後執行蝕刻後的清洗步驟；

第九步驟S9：此後執行蝕刻後的外觀檢查步驟。

由此，本發明提供了提供一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法。具體地說，在根據本發明的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構中，由於ARF光刻膠的厚度比深紫外光刻膠的厚度更薄，從而增加了抗反射層的厚度而且降低了AL的厚度；在抗反射層光刻膠工藝之後，當前金屬刻蝕工具無需用於抗反射層光刻膠的氧氣O2和CF氣體；相應地，本發明增加另一刻蝕工藝來刻蝕打開抗反射層光刻膠，從而將一個刻蝕步驟擴展為兩個刻蝕步驟，從而提供了一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。

而且，根據本發明的另一優選實施例，再次參見圖4，本發明還提供了一種金屬結構光刻蝕刻結構。如圖4所示，根據本發明的另一優選實施例的金屬結構光刻蝕刻結構從下至上包括：金屬阻擋層、第一金屬層的、抗反射層、抗反射層光刻膠以及ARF光刻膠。

優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻結構中，所述金屬阻擋層是厚度為100A的TI或者厚度為100A的TIN；而且優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻結構中，所述第一金屬層是厚度為1000A的AL或者厚度為90A的TI或者250A的TIN；而且優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻結構中，所述抗反射層是厚度為700A的SION以及厚度為50A的氧化層；而且優選地，在所述的金屬結構光刻蝕刻結構中，所述抗反射層光刻膠的厚度為800A；所述ARF光刻膠的厚度為2850A。

由此，本發明提供了提供一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻結構。具體地說，在根據本發明的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構中，由於ARF光刻膠的厚度比深紫外光刻膠的厚度更薄，從而增加了抗反射層的厚度而且降低了AL的厚度；在抗反射層光刻膠工藝之後，當前金屬刻蝕工具無需用於抗反射層光刻膠的氧氣O2和CF氣體；相應地，本發明增加另一刻蝕工藝來刻蝕打開抗反射層光刻膠，從而將一個刻蝕步驟擴展為兩個刻蝕步驟，從而提供了一種能夠適用於90nm快閃記憶體器件的金屬結構光刻蝕刻方法以及金屬結構光刻蝕刻結構。

此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語「第一」、「第二」、「第三」等描述僅僅用於區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用於表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關係或者順序關係等。

可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例並非用以限定本發明。對於任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。

而且還應該理解的是，本發明並不限於此處描述的特定的方法、化合物、材料、製造技術、用法和應用，它們可以變化。還應該理解的是，此處描述的術語僅僅用來描述特定實施例，而不是用來限制本發明的範圍。必須注意的是，此處的以及所附權利要求中使用的單數形式「一個」、「一種」以及「該」包括複數基準，除非上下文明確表示相反意思。因此，例如，對「一個元素」的引述意味著對一個或多個元素的引述，並且包括本領域技術人員已知的它的等價物。類似地，作為另一示例，對「一個步驟」或「一個裝置」的引述意味著對一個或多個步驟或裝置的引述，並且可能包括次級步驟以及次級裝置。應該以最廣義的含義來理解使用的所有連詞。因此，詞語「或」應該被理解為具有邏輯「或」的定義，而不是邏輯「異或」的定義，除非上下文明確表示相反意思。此處描述的結構將被理解為還引述該結構的功能等效物。可被解釋為近似的語言應該被那樣理解，除非上下文明確表示相反意思。

而且，本發明實施例的方法和/或系統的實現可包括手動、自動或組合地執行所選任務。而且，根據本發明的方法和/或系統的實施例的實際器械和設備，可利用作業系統通過硬體、軟體或其組合實現幾個所選任務。