[发明专利]通孔形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种通孔形成方法。

背景技术

随着集成电路向深亚微米尺寸发展，器件的密集程度和工艺的复杂程度不断增加，对工艺过程的严格控制变得更为重要。其中，通孔作为多层金属层间互连以及器件有源区与外界电路之间连接的通道，由于其在器件结构组成中具有重要作用，使得通孔的形成工艺历来为本领域技术人员所重视。

目前，用于通孔制造的常规刻蚀设备的腔室中，主要部件有上、下电极、腔室壁、进气口等，其中上、下电极采用冷却水冷却以保持温度的恒定。由于刻蚀设备的电极结构及参数对通孔的形成工艺有较大影响，业界对此已有不少研究，但主要集中于设备层面，如电极的形状、位置等，例如，专利号为US7728252的美国专利提出了一种在真空腔中引入一浮动电极，并藉此实现对较深结构的高选择比各向异性刻蚀，但该方法需要对设备腔室进行改造，在工艺参数设置上也较为复杂，并且适用的工艺领域也比较单一。

因此，需要一种与现有刻蚀设备工艺能相衔接、更加简单、稳定、结果可控、易于实现的通孔形成方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通孔形成方法，能够获得理想形貌，避免刻蚀停止现象，并保持电性能的稳定。

为解决上述问题，本发明提供一种通孔形成方法，包括：

在一衬底上形成膜层结构；

对所述膜层结构进行光刻、刻蚀工艺，以形成具有通孔的图形化结构；

其中，在刻蚀工艺过程中动态调整刻蚀设备的上和/或下电极温度。

可选的，所述动态调整中，使刻蚀设备的下电极温度上升，上电极温度保持不变或下降。

可选的，所述动态调整中，使刻蚀设备的下电极温度保持不变，上电极温度下降。

可选的，所述动态调整中，所述上和/或下电极温度随时间变化的曲线为非线性或线性。

可选的，所述膜层结构由下至上依次为刻蚀停止层、层间介质层、抗反射介质层，所述通孔底部暴露部分所述刻蚀停止层。

可选的，所述层间介质层为TEOS和/或FSG。

可选的，对所述膜层结构进行的刻蚀分为主刻蚀和过刻蚀两步。

可选的，所述下电极温度在主刻蚀步骤中保持较低温度不变，在过刻蚀步骤中保持在较高温度不变，所述较低温度为15～25℃，所述较高温度为35～50℃。

可选的，所述上电极温度在主刻蚀步骤中保持较高温度不变，在过刻蚀步骤中保持在较低温度不变，所述较低温度为35～50℃，所述较高温度为65～75℃。

可选的，所述下电极温度在对所述膜层结构的刻蚀过程中非线性或线性上升，起始温度为15～25℃，终止温度为35～50℃。

可选的，所述上电极温度在对所述膜层结构的刻蚀过程中非线性或线性下降，起始温度为65～75℃，终止温度为35～50℃。

与现有技术相比，本发明提供的通孔形成方法，在通孔刻蚀工艺中对刻蚀设备的上和/或下电极温度进行动态调整，可以调节刻蚀过程中聚合物的产生量，扩大通孔底部的线宽，获得较为垂直的形貌，增大工艺窗口，避免刻蚀停止现象，保持电性能的稳定。在此过程中，将电极温度作为新的工艺参数，仅需对工艺菜单作局部调整，没有增加新的工艺流程，不会对产能和生产成本造成明显影响。

附图说明

图1是本发明实施例一的用于形成通孔的膜层结构剖面示意图；

图2是本发明实施例一的下电极温度随时间变化曲线图；

图3是本发明实施例一所得的通孔结构剖面示意图；

图4是本发明实施例二的下电极温度随时间变化曲线图。

具体实施方式

本发明提供的通孔形成方法适用于特征尺寸(CD)为130nm的通孔形成工艺，也能适用于特征尺寸(CD)为90nm、65nm的相关通孔工艺，对于其他特征尺寸(CD)在100～200nm、深度在0.9～2μm的通孔形成工艺也能适用。另外本发明的实现需要一定的硬件(如刻蚀设备)及相应功能支持。

本发明提供的通孔形成方法的核心思想在于，在通孔刻蚀工艺中对刻蚀设备的上和/或下电极温度进行动态调整，以此调节反应副产物(主要是一些聚合物)的产生量，以期获得通孔的理想形貌。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的通孔形成方法作进一步详细说明。

实施例一

本实施例的通孔形成方法包括以下过程：