[發(fā)明專利]通孔的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710094386.7
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101452877A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚穎
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/311
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成電路制造工藝，特別涉及一種通孔的制備方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體芯片制備的后道制程中，在0.13um制程中，使用了較薄的金屬連線。因特征尺寸變小，0.13um的制程對光刻對準(zhǔn)的要求非常高，而現(xiàn)有技術(shù)中很容易發(fā)生光刻圖片偏移的情況，在下一步對介質(zhì)層的刻蝕中，因刻蝕要求較深且開口的直徑較小，通常選用刻蝕速率選擇比大于10且刻蝕速率較大的刻蝕條件進(jìn)行干法刻蝕(刻蝕速率選擇比小了容易產(chǎn)生刻蝕不足的問題)，當(dāng)刻蝕至金屬連線表面進(jìn)行過刻蝕時，因偏離出金屬連線的位置處刻蝕的材料為介質(zhì)層，由于兩種材料的刻蝕速率差別較大，介質(zhì)層的刻蝕速率比金屬連線的刻蝕速率大的多，最終形成齒狀形貌(見圖1)，后續(xù)的填孔工藝會在這部分形成空洞，從而影響產(chǎn)品的基本性能和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通孔的制備方法，其能有效避免在通孔制備中形成齒狀形貌。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的通孔的制備方法，包括：

(1)金屬層淀積，后刻蝕該金屬層形成局部連線；

(2)淀積阻擋層，接著淀積層間介質(zhì)層；

(3)光刻定義出通孔的圖形；

(4)采用層間介質(zhì)層材料相對于阻擋層材料的刻蝕速率選擇比大的刻蝕條件，干法刻蝕層間介質(zhì)層，使刻蝕停止在阻擋層上；

(5)采用阻擋層材料相對于金屬層的刻蝕速率選擇比在1.5～4范圍內(nèi)的刻蝕條件，干法刻蝕阻擋層，使刻蝕停止在金屬層上。

本發(fā)明的通孔的制備方法，利用在介質(zhì)層和金屬層之間加一阻擋層，在進(jìn)行介質(zhì)層刻蝕時選用層間介質(zhì)層材料相對于阻擋層材料的刻蝕速率選擇比大的刻蝕條件進(jìn)行干法刻蝕，使孔能有效的打開，并停在阻擋層上；最后采用阻擋層材料相對于金屬層的刻蝕速率選擇比在1.5～4范圍內(nèi)的刻蝕條件，干法刻蝕阻擋層，使刻蝕停止在金屬層上。由于刻蝕速率選擇比控制在1.5～4之間，使得過刻蝕時，金屬層過刻蝕量和阻擋層的過刻蝕量不會相差太大，解決了0.13um技術(shù)下，應(yīng)用較薄的金屬層作為連線時孔刻蝕所遇到的技術(shù)難題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中通孔刻蝕示意圖；

圖2為本發(fā)明的制備方法中通孔刻蝕示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的通孔的制備方法，用于0.13um工藝技術(shù)以下的制程中，應(yīng)用了較薄的金屬層作為局部連線的狀況下。本發(fā)明的通孔的制備方法，主要包括如下步驟：

(1)金屬層淀積，該金屬層可以為氮化鈦，后刻蝕該金屬層形成局部連線圖案，刻蝕一般采用等離子體刻蝕工藝；

(2)淀積阻擋層，該阻擋層可為氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等，作刻蝕阻擋層，厚度可較?。唤又矸e層間介質(zhì)層，通常可為正硅酸聚乙酯，為一般層間介質(zhì)層的正常厚度；

(3)涂膠，光刻，定義出通孔的位置；

(4)采用層間介質(zhì)層材料相對于阻擋層材料的刻蝕速率選擇比大的刻蝕條件，因為介質(zhì)層較厚，且刻蝕孔的直徑相對較小，故刻蝕時需要選用刻蝕速率比大于10的刻蝕條件(可通過調(diào)節(jié)刻蝕時的氣體，刻蝕腔的壓力和刻蝕時等離子體的功率進(jìn)行調(diào)節(jié))，干法刻蝕層間介質(zhì)層，使刻蝕停止在阻擋層上，該步驟中的刻蝕條件與現(xiàn)有技術(shù)中的刻蝕介質(zhì)層的刻蝕條件相同或相似；

(5)采用阻擋層材料相對于金屬層的刻蝕速率選擇比在1.5～4范圍內(nèi)的刻蝕條件，干法刻蝕阻擋層，使刻蝕停止在金屬層上。以阻擋層材料為氮化硅為例，氮化硅和金屬層的刻蝕速率選擇比為3時，設(shè)定氮化硅刻蝕的速率約為過刻蝕時間為10秒到15秒，導(dǎo)致氮化硅過刻蝕量約為到而金屬層的過刻蝕量會在左右。在這個刻蝕速率選擇比下，金屬層和氮化硅的過刻蝕量差別不大，就可以避免在光刻對準(zhǔn)不是很精確的情況下，局部連線和氧化層的刻蝕速率差別太大而形成齒狀形貌問題。