[發(fā)明專利]通孔形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210063066.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102592986B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/3065
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/3065;H01L21/768
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通孔形成方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路向深亞微米尺寸發(fā)展，器件的密集程度和工藝的復(fù)雜程度不斷增加，對(duì)工藝過(guò)程的嚴(yán)格控制變得更為重要。其中，通孔作為多層金屬層間互連以及器件有源區(qū)與外界電路之間連接的通道，由于其在器件結(jié)構(gòu)組成中具有重要作用，使得通孔的形成工藝歷來(lái)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所重視。

目前，用于通孔制造的常規(guī)刻蝕設(shè)備的腔室中，主要部件有上、下電極、腔室壁、進(jìn)氣口等，其中上、下電極采用冷卻水冷卻以保持溫度的恒定。由于刻蝕設(shè)備的電極結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)通孔的形成工藝有較大影響，業(yè)界對(duì)此已有不少研究，但主要集中于設(shè)備層面，如電極的形狀、位置等，例如，專利號(hào)為US7728252的美國(guó)專利提出了一種在真空腔中引入一浮動(dòng)電極，并藉此實(shí)現(xiàn)對(duì)較深結(jié)構(gòu)的高選擇比各向異性刻蝕，但該方法需要對(duì)設(shè)備腔室進(jìn)行改造，在工藝參數(shù)設(shè)置上也較為復(fù)雜，并且適用的工藝領(lǐng)域也比較單一。

因此，需要一種與現(xiàn)有刻蝕設(shè)備工藝能相銜接、更加簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、結(jié)果可控、易于實(shí)現(xiàn)的通孔形成方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通孔形成方法，能夠獲得理想形貌，避免刻蝕停止現(xiàn)象，并保持電性能的穩(wěn)定。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種通孔形成方法，包括：

在一襯底上形成膜層結(jié)構(gòu)；

對(duì)所述膜層結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻、刻蝕工藝，以形成具有通孔的圖形化結(jié)構(gòu)；

其中，在刻蝕工藝過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整刻蝕設(shè)備的上和/或下電極溫度。

可選的，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整中，使刻蝕設(shè)備的下電極溫度上升，上電極溫度保持不變或下降。

可選的，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整中，使刻蝕設(shè)備的下電極溫度保持不變，上電極溫度下降。

可選的，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整中，所述上和/或下電極溫度隨時(shí)間變化的曲線為非線性或線性。

可選的，所述膜層結(jié)構(gòu)由下至上依次為刻蝕停止層、層間介質(zhì)層、抗反射介質(zhì)層，所述通孔底部暴露部分所述刻蝕停止層。

可選的，所述層間介質(zhì)層為T(mén)EOS和/或FSG。

可選的，對(duì)所述膜層結(jié)構(gòu)進(jìn)行的刻蝕分為主刻蝕和過(guò)刻蝕兩步。

可選的，所述下電極溫度在主刻蝕步驟中保持較低溫度不變，在過(guò)刻蝕步驟中保持在較高溫度不變，所述較低溫度為15～25℃，所述較高溫度為35～50℃。

可選的，所述上電極溫度在主刻蝕步驟中保持較高溫度不變，在過(guò)刻蝕步驟中保持在較低溫度不變，所述較低溫度為35～50℃，所述較高溫度為65～75℃。

可選的，所述下電極溫度在對(duì)所述膜層結(jié)構(gòu)的刻蝕過(guò)程中非線性或線性上升，起始溫度為15～25℃，終止溫度為35～50℃。

可選的，所述上電極溫度在對(duì)所述膜層結(jié)構(gòu)的刻蝕過(guò)程中非線性或線性下降，起始溫度為65～75℃，終止溫度為35～50℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的通孔形成方法，在通孔刻蝕工藝中對(duì)刻蝕設(shè)備的上和/或下電極溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，可以調(diào)節(jié)刻蝕過(guò)程中聚合物的產(chǎn)生量，擴(kuò)大通孔底部的線寬，獲得較為垂直的形貌，增大工藝窗口，避免刻蝕停止現(xiàn)象，保持電性能的穩(wěn)定。在此過(guò)程中，將電極溫度作為新的工藝參數(shù)，僅需對(duì)工藝菜單作局部調(diào)整，沒(méi)有增加新的工藝流程，不會(huì)對(duì)產(chǎn)能和生產(chǎn)成本造成明顯影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的用于形成通孔的膜層結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的下電極溫度隨時(shí)間變化曲線圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一所得的通孔結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的下電極溫度隨時(shí)間變化曲線圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的通孔形成方法適用于特征尺寸(CD)為130nm的通孔形成工藝，也能適用于特征尺寸(CD)為90nm、65nm的相關(guān)通孔工藝，對(duì)于其他特征尺寸(CD)在100～200nm、深度在0.9～2μm的通孔形成工藝也能適用。另外本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)需要一定的硬件(如刻蝕設(shè)備)及相應(yīng)功能支持。

本發(fā)明提供的通孔形成方法的核心思想在于，在通孔刻蝕工藝中對(duì)刻蝕設(shè)備的上和/或下電極溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以此調(diào)節(jié)反應(yīng)副產(chǎn)物(主要是一些聚合物)的產(chǎn)生量，以期獲得通孔的理想形貌。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的通孔形成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例的通孔形成方法包括以下過(guò)程：