本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體器件及集成電路，尤其涉及一種應(yīng)用于tsv工藝中的刻蝕方法。

背景技術(shù)：

1、為了消除互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(complementary?metal?oxidesemiconductor?contact?image?sensor，cis)中像素衍射的影響，提出了背照式互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感(backside?illumination?complementary?metal-oxidesemiconductor?contact?image?sensor，bsi?cis)。在bsi?cis的制作工藝中，通常使用高介電常數(shù)(high-k)材料(介電常數(shù)k大于10的材料，例如五氧化二鉭(ta2o5))作為硅通孔(through?silicon?via，tsv)工藝的硬掩模(hard?mask，hm)層。

2、tsv工藝中存在通孔(via)和溝槽(trench)兩種不同的圖形，在刻蝕過(guò)程中，通孔相對(duì)于溝槽來(lái)說(shuō)具有更小的面積，刻蝕產(chǎn)生的刻蝕副產(chǎn)物(polymer)更難被抽出清除，堆積在通孔內(nèi)阻止刻蝕的進(jìn)行，從而容易造成通孔區(qū)域的高k硬掩模層難以刻蝕打開(kāi)，最終導(dǎo)致通孔刻蝕停止(etch?stop)，從而影響產(chǎn)品的良率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N應(yīng)用于tsv工藝中的刻蝕方法，可以解決相關(guān)技術(shù)中由于負(fù)載效應(yīng)導(dǎo)致同時(shí)刻蝕通孔和溝槽容易產(chǎn)生刻蝕不完全的問(wèn)題，該方法包括：

2、提供一襯底，所述襯底上形成有第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層上形成有第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層上形成有硬掩模層，所述硬掩模層上形成有第三介質(zhì)層，所述硬掩模層由高介電常數(shù)材料構(gòu)成，高介電常數(shù)材料是介電常數(shù)大于10的材料；

3、在所述第三介質(zhì)層上覆蓋光阻，依次通過(guò)曝光和顯影去除第一區(qū)域和第二區(qū)域的光阻，所述第一區(qū)域用于形成溝槽，所述第二區(qū)域用于形成通孔，所述第一區(qū)域的寬度大于所述第二區(qū)域的寬度；

4、進(jìn)行刻蝕，直至所述第一目標(biāo)區(qū)域和所述第一目標(biāo)區(qū)域的襯底暴露，在所述第一目標(biāo)區(qū)域形成溝槽，在所述第二目標(biāo)區(qū)域形成通孔，在刻蝕過(guò)程中，通過(guò)脈沖的方式供給射頻偏置功率。

5、在一些實(shí)施例中，所述硬掩模層包括五氧化二鉭層。

6、在一些實(shí)施例中，所述進(jìn)行刻蝕，包括：

7、進(jìn)行第一步刻蝕，去除所述第一目標(biāo)區(qū)域和所述第二目標(biāo)區(qū)域的第三介質(zhì)層，直至硬掩模層暴露；

8、進(jìn)行第二步刻蝕，通過(guò)脈沖的方式供給射頻偏置功率，去除所述第一目標(biāo)區(qū)域和所述第二目標(biāo)區(qū)域的硬掩模層；

9、進(jìn)行第三步刻蝕，去除光阻和其他區(qū)域的第三介質(zhì)層，直至所述第一目標(biāo)區(qū)域和所述第二目標(biāo)區(qū)域的襯底暴露。

10、在一些實(shí)施例中，所述第一步刻蝕中的射頻偏置功率大于所述第二步刻蝕中的射頻偏置功率。

11、在一些實(shí)施例中，所述第二步刻蝕中射頻偏置功率的占空比為20％至70％。

12、在一些實(shí)施例中，所述第一介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層包括二氧化硅層。

13、在一些實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層包括氧化鋁層。

14、本申請(qǐng)技術(shù)方案，至少包括如下優(yōu)點(diǎn)：

15、通過(guò)在tsv工藝的過(guò)程中，在刻蝕形成通孔和溝槽時(shí)，通過(guò)脈沖的方式供給射頻偏置功率，由于射頻偏置功率以脈沖的方式工作時(shí)，在射頻開(kāi)啟階段通過(guò)陽(yáng)離子及自由基刻蝕并生成積聚刻蝕副產(chǎn)物，在射頻關(guān)閉階段能將積聚的刻蝕副產(chǎn)物充分清除，便于后續(xù)刻蝕的順利進(jìn)行，如此循環(huán)直至將需要去除的薄膜完全去除，能夠給予充分時(shí)間清除積聚在刻蝕位置的刻蝕副產(chǎn)物，從而解決了由于負(fù)載效應(yīng)導(dǎo)致通孔刻蝕難以完全打開(kāi)的問(wèn)題，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的良率。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于tsv工藝中的刻蝕方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩模層包括五氧化二鉭層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行刻蝕，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一步刻蝕中的射頻偏置功率大于所述第二步刻蝕中的射頻偏置功率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二步刻蝕中射頻偏置功率的占空比為20％至70％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層包括二氧化硅層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二介質(zhì)層包括氧化鋁層。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種應(yīng)用于TSV工藝中的刻蝕方法，包括：提供一襯底，襯底上形成有第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層上形成有第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層上形成有硬掩模層，硬掩模層上形成有第三介質(zhì)層，硬掩模層由高介電常數(shù)材料構(gòu)成，高介電常數(shù)材料是介電常數(shù)大于10的材料；在第三介質(zhì)層上覆蓋光阻，依次通過(guò)曝光和顯影去除第一區(qū)域和第二區(qū)域的光阻，第一區(qū)域用于形成溝槽，第二區(qū)域用于形成通孔，第一區(qū)域的寬度大于第二區(qū)域的寬度；進(jìn)行刻蝕，直至第一目標(biāo)區(qū)域和第一目標(biāo)區(qū)域的襯底暴露，在第一目標(biāo)區(qū)域形成溝槽，在第二目標(biāo)區(qū)域形成通孔，在刻蝕過(guò)程中，通過(guò)脈沖的方式供給射頻偏置功率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊鑫,杜保田,任婷婷,姚智,姚道州,惠科石,王玉新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華虹半導(dǎo)體（無(wú)錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30