知识星球里的学员问:为什么有些刻蚀工序中要将光刻胶换成硬掩模?硬掩模有哪些种类?可以举例说说应用在哪些制程场景中吗?

什么是硬掩模?

在刻蚀工序中,为了刻蚀出特定形状,需要在目标材料上设置遮挡层,遮挡层下面的目标材料是不被刻蚀的,没有遮挡层的部分是要被可是掉的。

光刻胶是传统的遮挡材料,但是当线宽逐渐减小时,需要更薄的光刻胶,因为厚度过高,极易出现光刻胶塌陷问题,且光刻分辨率要大打折扣。但是,过薄的光刻胶又不足以阻挡长时间的等离子的攻击,因此需要换用既薄又"硬"的材料作为遮挡层。

硬掩模,硬度高,化学惰性强,熔点高,刻蚀选择比高,很薄的厚度即可用于刻蚀较深的目标深度。

为什么用硬掩模来代替光刻胶?_半导体


硬掩模应用场景?

0.13μm工艺节点以内,多晶硅栅刻蚀,接触孔刻蚀,铜互连层刻蚀等用SiO2作为硬掩模。

在3D NAND中,可以使用无定形碳膜作为沟道通孔刻蚀时的硬掩模。

或一些特色工艺中也会用到,如用HF刻蚀氧化硅时,可用镍、铬、非晶硅等作为氧化硅的硬掩模。

硬掩模的制作方法?

为什么用硬掩模来代替光刻胶?_半导体_02

如上图,

1,首先在目标材料上沉积一层硬掩模材料

2,在硬掩模层上涂覆一层光刻胶,曝光,显影等做出图形

3,刻蚀硬掩模

4,去除光刻胶