TWI489550B - 圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法 - Google Patents

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圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法
本發明是有關於一種半導體製程，且特別是有關於一種圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法。
隨著半導體製程技術的快速發展，為了增進元件的速度與效能，整個電路元件的尺寸必須不斷縮小，並持續不斷地提升元件的積集度(integrity)。一般而言，在半導體均趨向縮小電路元件的設計發展下，微影製程在整個製程中佔有舉足輕重的地位。在半導體製程中，舉凡各層薄膜的圖案化或者是植入摻質的區域，都是經由微影製程來定義其範圍並決定其關鍵尺寸(critical dimension,CD)的大小。圖案化通常是藉由微影製程將圖案形成在光阻層上，然後再以光阻層做為蝕刻罩幕，進行乾式或是濕式蝕刻製程，以將光阻層中的圖案轉移到下方的待圖案化層。
隨著元件不斷地縮小化與積集化，且積體電路的設計愈趨複雜，因此圖案轉移的精確度便佔有十分重要的地位。當圖案的關鍵尺寸愈來愈小，微影製程所需的解析度愈來愈高。為因應高解析度的需求，光阻層的厚度必須愈來愈薄。然而，若是光阻層的厚度過薄，在後續的蝕刻過程中，很可能在將圖案完全轉移到下方的待圖案化層之前，作為蝕刻罩幕的光阻層即已被蝕刻殆盡，而無法達成圖案化的目的。
此外，在要求元件積集度愈來愈高的情況下，更必須考慮元件物理特性上的改變，以避免元件的操作速度及效能受影響。如圖1所示，以利用圖案化光阻層(未繪示)進行圖案轉移而在基底100上之待圖案化層102中形成開口104為例，若是相鄰的兩個開口104圖案過於接近，在進行蝕刻製程之後容易使開口104的頂部關鍵尺寸過大。當後續沈積的導體層106填入開口104之後，形成在相鄰的兩個開口104中的結構可能會因此而發生橋接108，而造成後續所形成之元件可靠度產生問題。而且，由於形成在圖案化光阻層中的開口圖案可能會因過度的側向蝕刻而造成中間較兩端寬廣之弓形(bowing)輪廓，因此在將圖案化光阻層的圖案轉移至待圖案化層102後，容易在待圖案化層102中形成具有弓形輪廓110之開口104。
因此，如何在縮小圖案關鍵尺寸的同時，並改善開口橋接及弓形輪廓等缺陷，以確保後續預定形成之元件的可靠度及良率是業界亟欲解決的課題之一。
有鑑於此，本發明提供一種圖案化方法，可確保圖案轉移的精確性。
本發明另提供一種雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，能夠形成具有較平緩輪廓之開口。
本發明提出一種圖案化方法，其包括下列步驟。在材料層上依序形成有機層、含矽罩幕層及圖案化光阻層。以圖案化光阻層為罩幕，移除含矽罩幕層。以含矽罩幕層為罩幕，使用反應氣體進行蝕刻步驟，以移除有機層，其中反應氣體不含氧物種。以有機層為罩幕，移除材料層，以於材料層中形成開口。移除有機層。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述之反應氣體包括N2 及H2 。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述之反應氣體是由N2 及H2 組成。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述之N2 及H2 的氣體流量比為3：1至1：1。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述進行蝕刻步驟的時間為50秒至150秒。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述之有機層包括I-line光阻。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述之開口包括雙重金屬鑲嵌開口、接觸窗開口、介層窗開口或導線開口。
本發明另提出一種圖案化方法，其包括下列步驟。在材料層上依序形成有機層、含矽罩幕層及圖案化光阻層。以圖案化光阻層為罩幕，移除含矽罩幕層。以含矽罩幕層為罩幕，使用反應氣體進行蝕刻步驟，以移除有機層，其中反應氣體提供一反應物種，且反應物種與有機層中的物種所形成之鍵結的鍵能(bond energy)小於C=O或C≡O的鍵能。以有機層為罩幕，移除材料層，以於材料層中形成 開口。移除有機層。
依照本發明實施例所述之圖案化方法，上述之反應物種與該有機層中的物種所形成之單鍵或雙鍵的鍵能小於C=O的鍵能，而該反應物種與該有機層中的物種所形成之三鍵的鍵能小於C≡O的鍵能。
本發明又提出一種雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，其包括下列步驟。提供具有至少一導電區之基底，且導電區上已覆蓋襯層。在襯層上依序形成介電層以及圖案化硬罩幕層，圖案化硬罩幕層具有暴露出介電層之開口。在圖案化硬罩幕層上形成三層(tri-layer)結構，三層結構填入開口，其中三層結構包括由下而上堆疊之有機層、含矽罩幕層及圖案化光阻層。以圖案化光阻層為罩幕，移除含矽罩幕層。以含矽罩幕層為罩幕，使用反應氣體進行蝕刻步驟，以移除有機層，其中反應氣體不含氧物種。以含矽罩幕層及有機層為罩幕，移除介電層，以於介電層中形成暴露出襯層之介層窗開口。移除有機層。以圖案化硬罩幕層為罩幕，移除介電層，以於介電層中形成溝渠，並移除介層窗開口所暴露之襯層以暴露出導電區，其中溝渠與介層窗開口連通。
依照本發明實施例所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，上述之反應氣體包括N2 及H2 。
依照本發明實施例所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，上述之反應氣體是由N2 及H2 組成。
依照本發明實施例所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，上述之N2 及H2 的氣體流量比為3：1至1：1。
依照本發明實施例所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，上述進行蝕刻步驟的時間為50秒至150秒。
依照本發明實施例所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，上述之有機層包括I-line光阻。
基於上述，本發明之圖案化方法利用不含氧物種之反應氣體蝕刻有機層，或者使反應氣體中的反應物種與有機層中的物種所形成之鍵結的鍵能較小。因此，本發明之圖案化方法能夠在蝕刻有機層的同時進行再沈積，而使轉移至有機層的圖案保持預定的形狀及關鍵尺寸。
此外，本發明之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法利用具有較平緩的輪廓及預定的關鍵尺寸之有機層作為罩幕，來圖案化介電層，以於介電層中形成介層窗開口，可有助於縮小開口頂部的關鍵尺寸，並改善開口的輪廓。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2A至圖2D是依照本發明之一實施例之圖案化方法的剖面示意圖。請參照圖2A，提供一基底200，此基底200上已形成有材料層202，且預定在材料層202中形成圖案。在材料層202上依序形成有機層204、含矽罩幕層206及圖案化光阻層208。有機層204的材料包括波長為365 nm之I-line光阻等。含矽罩幕層206例如是含矽硬罩幕底部抗反射層(silicon-containing hard-mask bottom anti-reflection coating,SHB)，其材料包括用於底部抗反射層(BARC)之有機矽高分子聚合物(organosilicon polymer)或聚矽烷(polysilane)。圖案化光阻層208例如是具有開口圖案212，且其形成方法可以採用一般熟知的微影製程依序進行曝光、顯影步驟。圖案化光阻層208的材料可以是一般用於微影製程的光阻材料，如波長為193 nm之ArF光阻，其可以是丙烯酸酯(acrylate)型光阻、環烯(cycloolefin)型光阻、COMA型光阻或VEMA型光阻。
承上述，有機層204、含矽罩幕層206及圖案化光阻層208例如是共同形成三層(tri-layer)結構210，以作為後續用來圖案化材料層202的罩幕結構。值得一提的是，藉由使用三層結構210作為罩幕，能夠減少圖案化光阻層208的厚度，因而可提高解析度並避免光阻倒塌等問題產生。
請參照圖2B，以圖案化光阻層208為罩幕，移除含矽罩幕層206，以使開口圖案212轉移至含矽罩幕層206。移除含矽罩幕層206的方法可以採用乾式蝕刻法，其例如是以CF4 及CHF3 作為蝕刻氣體。在蝕刻含矽罩幕層206的過程中，圖案化光阻層208也會同時被蝕刻而耗損。因此，當開口圖案212完全轉移至含矽罩幕層206時，圖案化光阻層208例如是仍會有一小部分殘留在含矽罩幕層206上或者可被完全去除。
請參照圖2C，以剩餘的圖案化光阻層208及含矽罩幕層206為罩幕，移除有機層204，以使開口圖案212轉移至有機層204。當完成有機層204的圖案化之後，含矽罩幕層206上的圖案化光阻層208例如是已被蝕刻殆盡。移除有機層204的方法包括使用反應氣體進行蝕刻步驟，其中反應氣體不含氧物種，且蝕刻步驟例如是採用乾式蝕刻法來進行。
具體而言，不含氧物種之反應氣體例如是指反應氣體分子是由不包含氧原子的其他原子所組成，亦即反應氣體不包括如CO、CO2 等含氧原子的氣體。在一實施例中，上述反應氣體包括氮氣(N2 )及氫氣(H2 )，其中N2 及H2 的氣體流量比為3：1至1：1，較佳為1.96：1。在另一實施例中，上述反應氣體是由N2 及H2 組成，亦即，蝕刻步驟所使用的反應氣體僅包括N2 及H2 而不含其他氣體。當反應氣體僅包括N2 及H2 時，N2 及H2 的氣體流量比為3：2至5：2，較佳為1.96：1。
實務上，使用反應氣體進行蝕刻步驟以移除有機層204例如是在約10 mTorr至30 mTorr的壓力下進行，較佳是在約15 mTorr的壓力下進行。蝕刻步驟中用以產生電漿的射頻(radio frequency,RF)電源功率例如是在上電極板(top plate)施加約800 W至1200 W並在下電極板(bottom plate)施加約200 W至400 W，較佳是在上電極板施加約800 W並在下電極板施加約300 W。當反應氣體僅包括N2 及H2 時，N2 的氣體流量例如是約150 sccm至350 sccm，較佳是約265 sccm；而H2 的氣體流量例如是約50 sccm至200 sccm，較佳是約135 sccm。進行蝕刻步驟的時間例如是50秒至150秒，較佳是進行約85秒。
特別說明的是，在進行蝕刻步驟的過程中，反應氣體N2 及H2 在電漿中會解離而可提供反應物種，並與有機層204中的物種反應而形成氮化碳(CNm )及氧化氮(NOn )產物，如下式所示。
其中，表示有機層204的成分，且x、y、z、m、n各別表示正整數。
反應氣體中的N2 作為反應物種而和有機層204中的碳物種若反應而形成單鍵，則C-N的鍵能約為73 kcal/mol；若形成雙鍵，則C=N的鍵能約為147 kcal/mol；若形成三鍵，則C≡N的鍵能約為213 kcal/mol。反應氣體中的N2 作為反應物種而和有機層204中的氧物種若反應而形成單鍵，則N-O的鍵能約為55 kcal/mol；若形成雙鍵，則N=O的鍵能約為143 kcal/mol。
然而，習知所採用含有氧物種之蝕刻氣體來蝕刻有機層204時，氧物種會與有機層204中的物種反應而形成一氧化碳(CO)及二氧化碳(CO2 )產物，如下式所示。
習知蝕刻氣體中的O2 作為反應物種而和有機層204中的碳物種若反應而形成雙鍵，則C=O的鍵能約為192 kcal/mol；若形成三鍵，則C≡O的鍵能約為258 kcal/mol。
由上述可知，本發明實施例中所使用之反應氣體N2 及H2 在蝕刻有機層204時可提供反應物種，且反應物種與有機層204中的物種所形成之鍵結的鍵能小於C=O或C≡O的鍵能。詳言之，反應物種與有機層204中的物種所形成之單鍵或雙鍵的鍵能例如是小於C=O的鍵能，而反應物種與有機層204中的物種所形成之三鍵的鍵能例如是小於C≡O的鍵能。也就是說，相較於習知蝕刻氣體中的O2 ，反應氣體中的N2 更容易與有機層204中的碳或氧物種形成鍵結。因此，在使用反應氣體蝕刻有機層204的過程中，反應氣體中的N2 還可以再次與有機層204中的碳或氧物種形成鍵結，而產生類似再沈積(re-deposition)之功效。
如圖2C所示，使用不含氧物種之反應氣體來蝕刻有機層204以將開口圖案212轉移至有機層204時，能夠利用反應氣體中的H2 形成自由基(radical)打斷有機層204中的鍵結而達到蝕刻的效果，並同時利用反應氣體中的N2 進行再沈積。在進行蝕刻步驟的過程中，藉由再沈積能夠補償有機層204中被過度蝕刻的輪廓，並可有助於控制側向的蝕刻速率，因而能夠有效地避免轉移至有機層204中的開口圖案212頂部關鍵尺寸過大或形成弓形(bowing)輪廓等問題發生。如此一來，轉移至有機層204中的開口圖案212會具有較平緩的輪廓，並可以保持圖案預定的形狀及關鍵尺寸。
請參照圖2D，以含矽罩幕層206及有機層204為罩幕，移除材料層202，以使開口圖案212轉移至材料層202，而於材料層202中形成開口214。開口214例如是雙重金屬鑲嵌開口、接觸窗開口、介層窗開口或導線開口。移除材料層202的方法例如是採用乾式蝕刻法，而蝕刻氣體則是取決於待蝕刻的材料層202種類而有所不同。在此說明的是，在將開口圖案212轉移至材料層202的過程中，若含矽罩幕層206已被蝕刻殆盡，則可以由有機層204作為蝕刻罩幕，繼續進行蝕刻，直到開口圖案212完全轉移至材料層202。在形成開口214之後，移除剩餘的有機層204。移除有機層204的方法可以採用乾式去除法或是濕式去除法。
在此說明的是，藉由使用不含氧物種之反應氣體來蝕刻有機層204以將開口圖案212轉移至有機層204，使得轉移至有機層204中的開口圖案212具有較平緩的輪廓及預定的關鍵尺寸。因此，利用有機層204作為蝕刻罩幕，而於材料層202中形成的開口214可以保持預定的形狀及關鍵尺寸，因而可有助於改善後續在開口214中所形成之元件發生橋接等問題。
此外，上述之圖案化方法主要是應用在後段製程中，接下來將繼續以雙重金屬鑲嵌開口的製造方法為例來說明本發明之圖案化方法的實際應用。須注意的是，以下所述之流程主要是為了詳細說明本發明之圖案化方法在實際應用於雙重金屬鑲嵌製程中形成用以定義開口圖案之罩幕，以使熟習此項技術者能夠據以實施，但並非用以限定本發明之範圍。至於其它構件如基底、插塞、導線、開口或導電區等的配置、數量及形成方式，均可依所屬技術領域中具有通常知識者所知的技術製作，而不限於下述實施例所述。圖3A至圖3F是依照本發明之一實施例之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法的剖面示意圖。
請參照圖3A，提供具有導電區302之基底300，且導電區302上已覆蓋襯層304。基底300例如是半導體基底，如N型或P型矽基底、三五族半導體基底等。導電區302例如是內連線製程中的金屬導線，如銅導線。覆蓋導電區302的襯層304可防止導電區302氧化，其材質例如是摻氮碳化矽(SiCN)、氧化矽或氮化矽。襯層304的厚度例如是約為150至350，較佳是約250。
然後，在襯層304上依序形成介電層306、緩衝層308、圖案化硬罩幕層310以及頂蓋層312。介電層306的材質例如是超低介電常數材料(ultra low-k,ULK)，超低介電常數材料通常是指介電常數約為2.5或更低之介電材料。介電層306的厚度例如是約為1250至2250，較佳是約1750。緩衝層308的材料例如是不同於介電層306之介電材料，其可以是氮氧化矽或氧化矽，較佳是氮氧化矽。緩衝層308的厚度例如是約為50至250，較佳是約150。圖案化硬罩幕層310具有暴露出緩衝層308之開口314，開口314為後續預定在介電層306中形成之溝渠的圖案。圖案化硬罩幕層310的材料包括金屬或金屬的氮化物，其例如是鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、鎢、氮化鎢或其組合。在本實施例中，圖案化硬罩幕層310包括由下而上堆疊之鈦層310a以及氮化鈦層310b，其中鈦層310a及氮化鈦層310b的厚度例如是各約為25至75，較佳是各約為50。而頂蓋層312則覆蓋於圖案化硬罩幕層310上，以保護圖案化硬罩幕層310。頂蓋層312的材料例如是氧化矽、氮氧化矽、氮化矽或碳化矽，較佳是氧化矽。頂蓋層312的厚度例如是約為50至250，較佳是約150。
之後，在頂蓋層312上形成三層(tri-layer)結構316，三層結構316填入該開口314中。在一實施例中，三層結構316包括由下而上堆疊之有機層318、含矽罩幕層320及圖案化光阻層322。具體而言，有機層318的材料例如是波長為365 nm之I-line光阻等。有機層318的厚度例如是約為1000至3000，較佳是約2000。含矽罩幕層320例如是含矽硬罩幕底部抗反射層(SHB)。含矽罩幕層320的厚度例如是約為300至700，較佳是約500。圖案化光阻層322例如是具有暴露出含矽罩幕層320之開口324，開口324為後續預定在介電層306中形成之介層窗開口的圖案。圖案化光阻層322的材料例如是波長為193 nm之ArF光阻。圖案化光阻層322的厚度例如是約為800至1500，較佳是約1100。
請參照圖3B，以圖案化光阻層322為罩幕，移除含矽罩幕層320，以將開口324的圖案轉移至含矽罩幕層320，而於含矽罩幕層320中形成裸露出有機層318的開口326。移除含矽罩幕層320的方法可以採用乾式蝕刻法，其例如是以CF4 及CHF3 作為蝕刻氣體。在形成開口326之後，圖案化光阻層322例如是仍會有一小部分殘留在含矽罩幕層320上或者可被完全去除。
請參照圖3C，以剩餘的圖案化光阻層322及含矽罩幕層320為罩幕，移除有機層318，以於有機層318中形成暴露出緩衝層308之開口328。移除有機層318的方法包括使用反應氣體進行蝕刻步驟，其中反應氣體不含氧物種，且蝕刻步驟例如是採用乾式蝕刻法來進行。此外，在進行蝕刻步驟的過程中，反應氣體可提供反應物種，且反應物種與有機層318中的物種所形成之鍵結的鍵能例如是小於C=O或C≡O的鍵能。
具體而言，不含氧物種之反應氣體例如是指反應氣體的組成原子中不包括氧原子，亦即如CO、CO2 等含氧原子的氣體會被排除在反應氣體之外。在一實施例中，上述反應氣體包括N2 及H2 。在另一實施例中，上述反應氣體是由N2 及H2 組成，而不含其他氣體。使用反應氣體進行蝕刻步驟以移除有機層318，蝕刻步驟例如是在約10 mTorr至30 mTorr的壓力下進行，較佳是在約15 mTorr的壓力下進行。蝕刻步驟中用以產生電漿的射頻(radio frequency,RF)電源功率例如是在上電極板(top plate)施加約800 W至1200 W並在下電極板(bottom plate)施加約200 W至400 W，較佳是在上電極板施加約800 W並在下電極板施加約300 W。當反應氣體僅包括N2 及H2 時，N2 的氣體流量例如是約150 sccm至350 sccm，較佳是約265 sccm；而H2 的氣體流量例如是約50 sccm至200 sccm，較佳是約135 sccm。進行蝕刻步驟的時間例如是50秒至150秒，較佳是進行約85秒。
值得一提的是，由於本發明實施例所使用之反應氣體不含氧物種，且反應物種與有機層318中的物種所形成之鍵結的鍵能較小，因此能夠在進行蝕刻反應的同時，利用反應氣體中的N2 進行再沈積反應，並控制蝕刻速率。如此一來，可以避免形成在有機層318中之開口328的頂部關鍵尺寸過大，並改善開口328中由過度側向蝕刻所引起之引形輪廓等問題，使得開口328具有較平緩的輪廓。
請參照圖3D，以含矽罩幕層320及有機層318為罩幕，移除緩衝層308及部分介電層306，而於介電層306中形成開口330。移除緩衝層308及部分介電層306的方法例如是採用乾式蝕刻法，其例如是以C4 F8 及CF4 作為蝕刻氣體。此外，在蝕刻緩衝層308及部分介電層306的過程中，含矽罩幕層320也會同時被蝕刻而耗損。在一實施例中，介電層306中開口330的深度例如是距離介電層306上表面約400至500。
請參照圖3E，繼續以剩餘之含矽罩幕層320及有機層318為罩幕，移除介電層306，以於介電層306中形成暴露出襯層304之開口330'。開口330'例如是作為介層窗開口。移除介電層306的方法例如是採用乾式蝕刻法，其例如是以C4 F8 作為蝕刻氣體。類似地，在繼續蝕刻介電層306以加深介層窗開口的過程中，含矽罩幕層320會同時被蝕刻殆盡，且有機層318也會被蝕刻而有所耗損。
請參照圖3F，在形成開口330'之後，移除剩餘的有機層318，而暴露出圖案化硬罩幕層310。移除有機層318的方法例如是採用乾式去除法或是濕式去除法。在一實施例中，移除有機層318的方法可以使用CO2 作為反應氣體以進行灰化(ashing)。之後，以圖案化硬罩幕層310為罩幕，移除緩衝層308及部分介電層306，而於介電層306中形成開口332，之後並移除開口330'所暴露之襯層304，而裸露出部分導電區302。開口332例如是作為溝渠，其中開口332與開口330'相連通，而構成雙重金屬鑲嵌開口。在此步驟中，移除緩衝層308及部分介電層306的方法例如是採用乾式蝕刻法，其例如是以C4 F8 及CF4 作為蝕刻氣體。
在完成雙重金屬鑲嵌開口的製作之後，還可以進一步移除圖案化硬罩幕層310以及於雙重金屬鑲嵌開口中填入導體層，以形成電性連接導電區302之雙層金屬鑲嵌結構。所屬技術領域中具有通常知識者當可依前述實施例知其變化及應用，故於此不再贅述。
綜上所述，本發明之圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法至少具有下列優點：
1.　上述實施例之圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法利用不含氧物種之反應氣體蝕刻有機層，或者使反應氣體中的反應物種與有機層中的物種所形成之鍵結的鍵能較小，因此能夠在進行蝕刻反應的同時進行再沈積反應，以控制蝕刻速率。
2.　上述實施例之圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法可以形成具有較平緩的輪廓及預定的關鍵尺寸圖案之有機層。因此，利用此有機層作為蝕刻罩幕來形成開口，可確保圖案轉移的精確性，並縮小開口頂部的關鍵尺寸及改善開口的輪廓。
3.　上述實施例之圖案化方法以及雙重金屬鑲嵌開口的製造方法可以廣泛應用在形成多種開口，特別是後段製程中，並能夠與現有的半導體製程相整合，製程簡單且可有效改善元件可靠度及良率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300‧‧‧基底
102‧‧‧待圖案化層
104、214、314、324、326、328、330、330'、332‧‧‧開口
106‧‧‧導體層
108‧‧‧橋接
110‧‧‧弓形輪廓
202‧‧‧材料層
204、318‧‧‧有機層
206、320‧‧‧含矽罩幕層
208、322‧‧‧圖案化光阻層
210、316‧‧‧三層結構
212‧‧‧開口圖案
302‧‧‧導電區
304‧‧‧襯層
306‧‧‧介電層
308‧‧‧緩衝層
310‧‧‧圖案化硬罩幕層
310a‧‧‧鈦層
310b‧‧‧氮化鈦層
312‧‧‧頂蓋層
圖1是繪示習知方法所形成之開口發生頂部關鍵尺寸過大及弓形輪廓的剖面示意圖。
圖2A至圖2D是依照本發明之一實施例之圖案化方法的剖面示意圖。
圖3A至圖3F是依照本發明之一實施例之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法的剖面示意圖。
200．．．基底
202．．．材料層
204．．．有機層
206．．．含矽罩幕層
212．．．開口圖案

Claims (17)

  1. 一種圖案化方法，包括：在一材料層上依序形成一有機層、一含矽罩幕層及一圖案化光阻層；以該圖案化光阻層為罩幕，移除該含矽罩幕層；以該含矽罩幕層為罩幕，使用一反應氣體進行一蝕刻步驟，以移除該有機層，其中該反應氣體不含氧物種；以該有機層為罩幕，移除該材料層，以於該材料層中形成一開口；以及移除該有機層，其中該反應氣體是由N2 及H2 組成，且N2 及H2 的氣體流量比為3：1至1：1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案化方法，其中進行該蝕刻步驟的時間為50秒至150秒。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之圖案化方法，其中該有機層包括I-line光阻。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之圖案化方法，其中該開口包括雙重金屬鑲嵌開口、接觸窗開口、介層窗開口或導線開口。
  5. 一種圖案化方法，包括：在一材料層上依序形成一有機層、一含矽罩幕層及一圖案化光阻層；以該圖案化光阻層為罩幕，移除該含矽罩幕層；以該含矽罩幕層為罩幕，使用一反應氣體進行一蝕刻 步驟，以移除該有機層，其中該反應氣體提供一反應物種，該反應物種與該有機層中的物種所形成之鍵結的鍵能(bond energy)小於C=O或C≡O的鍵能；以該有機層為罩幕，移除該材料層，以於該材料層中形成一開口；以及移除該有機層，其中該反應物種與該有機層中的物種所形成之單鍵或雙鍵的鍵能小於C=O的鍵能，而該反應物種與該有機層中的物種所形成之三鍵的鍵能小於C≡O的鍵能。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之圖案化方法，其中該反應氣體包括N2 及H2 。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之圖案化方法，其中該反應氣體是由N2 及H2 組成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之圖案化方法，其中N2 及H2 的氣體流量比為3：1至1：1。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之圖案化方法，其中進行該蝕刻步驟的時間為50秒至150秒。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之圖案化方法，其中該有機層包括I-line光阻。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之圖案化方法，其中該開口包括雙重金屬鑲嵌開口、接觸窗開口、介層窗開口或導線開口。
  12. 一種雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，包括：提供具有至少一導電區之一基底，且該導電區上已覆 蓋一襯層；在該襯層上依序形成一介電層以及一圖案化金屬硬罩幕層，該圖案化金屬硬罩幕層具有暴露出該介電層之一開口；在該圖案化金屬硬罩幕層上形成一三層(tri-layer)結構，該三層結構填入該開口，其中該三層結構包括由下而上堆疊之一有機層、一含矽罩幕層及一圖案化光阻層；以該圖案化光阻層為罩幕，移除該含矽罩幕層；以該含矽罩幕層為罩幕，使用一反應氣體進行一蝕刻步驟，以移除該有機層，其中該反應氣體不含氧物種；以該含矽罩幕層及有機層為罩幕，移除該介電層，以於該介電層中形成暴露出該襯層之一介層窗開口；移除該有機層；以及以該圖案化金屬硬罩幕層為罩幕，移除該介電層，以於該介電層中形成一溝渠，並移除該介層窗開口所暴露之該襯層以暴露出該導電區，其中該溝渠與該介層窗開口連通。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，其中該反應氣體包括N2 及H2 。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，其中該反應氣體是由N2 及H2 組成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，其中N2 及H2 的氣體流量比為3：1至1：1。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，其中進行該蝕刻步驟的時間為50秒至150秒。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之雙重金屬鑲嵌開口的製造方法，其中該有機層包括I-line光阻。
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