[發明專利]一種刻蝕10μm以上介質層的方法

無效

• 申請號: 200810043915.5
• 申請日: 2008-11-11
• 公開（公告）號: CN101740374A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 呂煜坤;曾林華
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 陳履忠

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種刻蝕方法。

背景技術

硅襯底表面的鈍化層有氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)和氧化氮化硅(SiO_xN_y)等，傳統的鈍化層厚度一般小于2μm，刻蝕鈍化層僅需一次光刻一步刻蝕就能完成。其刻蝕方法為：首先在鈍化層上涂光刻膠，曝光顯影后去除鈍化層的刻蝕窗口上方的光刻膠，保留其余部分的光刻膠；然后以各向異性刻蝕工藝刻蝕鈍化層，在刻蝕窗口刻蝕掉鈍化層直至露出襯底。

在某些特殊領域應用到較厚的鈍化層，其厚度可能是10～30μm。對于厚度在10μm以上的鈍化層，傳統刻蝕方法將遇到挑戰。這是由于光刻膠厚度通常在1μm的數量級上，至多不過5μm，目前普遍采用干法等離子體刻蝕工藝，連續長時間等離子體刻蝕容易造成鈍化層上方的光刻膠燒焦，并且容易導致刻蝕副產物(如刻蝕圖形側壁和/或底部的聚合物等)堆積過多而使刻蝕終止。

上面僅以金屬層上的鈍化層舉例。與此類似地，厚度在10μm以上的介質層的刻蝕都存在同樣的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種刻蝕10μm以上介質層的方法。

為解決上述技術問題，本發明刻蝕10μm以上介質層的方法包括如下步驟：

第1步，在介質層上涂光刻膠，曝光顯影后去除介質層的刻蝕窗口上方的光刻膠，保留其余部分的光刻膠；

第2步，以各向異性刻蝕工藝刻蝕介質層，在刻蝕窗口刻蝕掉1/5～1/3厚度的介質層；

第3步，以各向同性刻蝕工藝刻蝕介質層，在刻蝕窗口進一步刻蝕掉1/3～3/5厚度的介質層；

第4步，去除光刻膠和聚合物；

第5步，在介質層上涂光刻膠，曝光顯影后去除介質層的刻蝕窗口上方的光刻膠，保留其余部分的光刻膠；

第6步，以各向異性刻蝕工藝刻蝕介質層，在刻蝕窗口再進一步刻蝕掉1/5～1/3厚度的介質層，直至露出介質層的下一層；

第7步，去除光刻膠和聚合物。

本發明刻蝕10μm以上介質層的方法可以在現有光刻工藝能做到的光刻膠厚度(一般不大于5μm)的前提下，對厚度在10μm以上的介質層進行刻蝕。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明：

圖1～圖7分別是本發明所述方法第1步～第7步的示意圖。

圖中附圖標記為：1-光刻膠；2-絕緣介質層；21-刻蝕窗口；22-刻蝕剖面的側壁；221-側壁上部；222-側壁下部；23-刻蝕剖面的底部；α-刻蝕剖面的側壁與底部的夾角；3-金屬層或硅襯底；ΔT-介質層總厚度；ΔT₁-第一次刻蝕掉的厚度；ΔT₂-第二次刻蝕掉的厚度；ΔT₃-第三次刻蝕掉的厚度。

具體實施方式

本發明刻蝕10μm以上介質層的方法，介質層2位于金屬層或硅襯底3之上，所述方法包括如下步驟：

第1步，請參閱圖1，在介質層2上涂光刻膠1，曝光顯影后去除介質層2的刻蝕窗口21上方的光刻膠，保留其余部分的光刻膠1。簡單地說，這一步將掩膜版圖形轉移到光刻膠上，曝光顯影后裸露出介質層2的刻蝕窗口21，光刻膠1保護除刻蝕窗口21以外的其余部分的介質層2。

第2步，請參閱圖2，以各向異性刻蝕工藝刻蝕介質層2，在刻蝕窗口21刻蝕掉的介質層2的厚度ΔT₁相當于介質層2的總厚度ΔT的1/5～1/3。

由于采用了各向異性刻蝕工藝，刻蝕圖形的刻蝕剖面的側壁22與底部23的夾角α成90～105度，優選為95～100度。

第3步，請參閱圖3，以各向同性刻蝕工藝刻蝕介質層2，在刻蝕窗口21進一步刻蝕掉的介質層2的厚度ΔT₂相當于介質層2的總厚度ΔT的1/3～3/5。

由于采用了各向同性刻蝕工藝，刻蝕窗口21周邊區域的光刻膠1下方產生鉆蝕，因此刻蝕圖形的刻蝕剖面具有圓弧狀的側壁22。

第4步，請參閱圖4，去除光刻膠1和聚合物。去除光刻膠可以采用濕法剝離，也可以采用干法等離子體去膠。去除光刻膠的同時，去除可能出現在刻蝕圖形的側壁和/或底部的聚合物及其他可能出現的刻蝕殘留物。