專利名稱：一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路工藝技術領域，特別是關于一種雙極電路中接觸孔的制造工藝。
背景技術：
在雙極電路的工藝中，當接觸孔尺寸大于3微米時，通常采用濕法腐蝕形成接觸孔，而當接觸孔尺寸小于1微米，則需要使用先進的干法刻蝕設備解決接觸孔形貌的技術瓶頸。當接觸孔尺寸在1.5微米和2微米之間時，干法刻蝕和濕法腐蝕需要結合使用，可以先干法刻蝕，再濕法腐蝕；也可以先濕法腐蝕，再干法刻蝕。
現有的工藝流程步驟一般是對基底材料進行氧化，氧化后在基底表面涂膠，對接觸孔進行曝光、顯影；在光刻過程之后，對基材進行干法刻蝕，再清洗去除浮渣；接下來進行第二道刻蝕工藝，即濕法腐蝕；刻蝕后去除光刻膠，淀積一層金屬。
按照上述工藝形成的接觸孔的形容貌如圖1所示，在硅基材1上有一層氧化硅層4，在基材層1和氧化硅層4之間界面一側的基材層1上分別設置有高硼區2和發射區3，在氧化硅層4對應這兩個區域開設有通孔，通孔中填充有金屬6。
然而一般的干法刻蝕設備如LAM490，對于致密的二氧化硅層4蝕刻效率較低難以形成較為滿意的形貌效果。因此，現有的工藝方法在對于接觸孔尺寸較小的芯片電路加工難以勝任，而能達到理想效果的先進的干法刻蝕設備是非常昂貴的。這就需要有一種采用原有的設備對接觸孔尺寸較小的芯片電路加工能夠取得滿意的形貌的技術來降低設備成本。
發明內容
本發明的目的在于提供一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，克服了現有技術的不足，通過降低氧化硅層的致密度，解決了線寬較小的芯片的接觸孔的制造工藝中對干法刻蝕技術要求較高，難以取得較好的接觸孔形貌的技術問題。
本發明是通過以下技術方法實現的一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，包括以下步驟(1)在設有極區的基材上形成氧化層；(2)光刻形成圖案；(3)干法蝕刻和濕法腐蝕形成接觸孔；(4)在形成的接觸孔內淀積金屬形成互連線，在步驟(1)和步驟(2)之間，即在光刻前，使用等離子體轟擊二氧化硅表面。
其中，所述的等離子體由干法刻蝕設備產生，該干法刻蝕設備是LAM490。所述的等離子體的轟擊功率可調，功率調節范圍100W-500W，典型的功率是200W。
本發明通過采用等離子體轟擊二氧化硅的表面，使得二氧化硅在經過等離子體的轟擊后變得疏松，在接下來的腐蝕過程中，將加快速率，因此可以在接觸孔頂部形成很好的斜坡，而接觸孔的尺寸仍然保持不變。本發明不需要增加國際上通用的先進的干法刻蝕設備，僅僅通過使用等離子體處理氧化層表面即可達到提高接觸孔形貌的目的。這是一種很簡單的技術，并且可以降低集成電路的制造成本，節約資源。
圖1是雙極電路中接觸孔形貌示意圖。
圖2至圖6分別為本發明各步驟工藝示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，在無需昂貴的先進干蝕刻設備的條件下，可提高接觸孔的形貌。本發明在接觸孔光刻涂膠前，使用干法刻蝕設備產生等離子體。由于干法刻蝕設備產生等離子體轟擊二氧化硅的表面，使得二氧化硅在經過等離子體的轟擊后變得疏松，那么在接下來的腐蝕過程中，將加快速率，因此可以在接觸孔頂部形成很好的斜坡，而接觸孔的尺寸仍然保持不變；另外，通過調節等離子體的功率還可滿足不同器件的實際需要，使接觸孔的形貌具備可調節。下面結合附圖以使本發明的細節得到更詳細的揭露。
首先請參閱圖2，圖2是本發明的氧化過程示意圖。在圖2中，對一個內部分別設置有高硼區2和發射區3的硅基材1進行氧化，在硅基材1的上部形成一個氧化硅層4，該氧化硅層4的厚度為接觸到高硼區2和發射區3的上部邊緣。形成氧化硅層4的方法包括但不僅限于熱生長或淀積的方法。
請參閱圖3，圖3是本發明較現有技術增加的步驟，即對氧化硅如圖3所示，箭頭表示等離子體，襯底二氧化硅層4的表面被干法刻蝕設備產生的等離子體轟擊，然后變得疏松。
在表面等離子體刻蝕過程中，被轟擊的二氧化硅膜的表面會受到離子、原子團、電子以及中性粒子的轟擊，會使其表面受到一定程度的損傷。因此，在濕法腐蝕的過程中，受損傷表層的腐蝕速率會大于沒有受到損傷的表層以下的部分，表層腐蝕快，而下面腐蝕慢，在相同腐蝕時間的條件下，可以形成一個斜坡。
由于這種轟擊通常會影響幾個至幾十個原子厚度的表面，這主要取決于設定的功率范圍，功率大，則影響的厚度深，腐蝕后坡度較大；反之，則坡度小，適合的功率范圍在100W到500W之間，200W是最佳功率點，此時的坡度可以與平面形成45度角，達到很好的接觸孔形貌。
在接觸孔光刻涂膠前，使用干法刻蝕設備LAM490，產生等離子體轟擊二氧化硅的表面，使表層的二氧化硅在經過等離子體的轟擊后變的比較疏松，通過接下來的腐蝕時，速率變快。因此，可以在接觸孔頂部形成很好的斜坡，而接觸孔底部的尺寸仍可以保持不變。并且，可以通過調節等離子體的功率滿足器件的實際需要，使接觸孔的形貌具備可調節性。
請參閱圖4，在圖4中二氧化硅的表面被涂上一定厚度的光刻膠5。使用光學曝光的方法將接觸孔圖形轉移到光刻膠5上。將需要接觸孔刻蝕區域的光刻膠5去除，而其余部分保留光刻膠5。
接下來請參閱圖5，采用普通的干法刻蝕設備對二氧化硅層4進行刻蝕，即采用可與二氧化硅反應的氣體在等離子狀態下刻蝕沒有光刻膠5保護的二氧化硅。這次刻蝕可去除接觸孔位置的二氧化硅層4的大部分，由于干法刻蝕設備產生等離子體已轟擊過二氧化硅的表面，使得二氧化硅在經過等離子體的轟擊后變得疏松，那么在接下來的濕法腐蝕過程中，將加快速率，因此可以在接觸孔頂部形成很好的斜坡，而接觸孔的尺寸仍然保持不變，因此這道干法刻蝕的技術要求被降低了，而不需要采用先進的蝕刻工具來形成較佳的斜坡。刻蝕完之后去除殘膠，浮渣。
在圖6中進行濕法腐蝕，使用如氫氟酸等化學藥劑濕法腐蝕沒有光刻膠5保護的二氧化硅，最終形成二氧化硅層4對應兩個區域的接觸孔。由于干法刻蝕設備產生等離子體已轟擊過二氧化硅的表面，使得二氧化硅在經過等離子體的轟擊后變得疏松，則在該濕法腐蝕過程中，可以在接觸孔頂部形成很好的斜坡。
最后，在圖1中濕法去除涂布在二氧化硅表面的全部光刻膠5。并在形成的接觸孔和斜坡進行金屬淀積，最終形成金屬互連線6。
本發明不需要增加國際上通用的先進的干法刻蝕設備，僅僅通過使用等離子體處理氧化層表面達到提高接觸孔形貌的目的。這是一種很簡單的技術，并且可以降低集成電路的制造成本，節約資源。
以上介紹的僅僅是基于本發明的幾個較佳實施例，并不能以此來限定本發明的范圍。任何對本發明的裝置作本技術領域內熟知的部件的替換、組合、分立，以及對本發明實施步驟作本技術領域內熟知的等同改變或替換均不超出本發明的揭露以及保護范圍。
權利要求
1.一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，包括以下步驟(1)在設有極區的基材上形成氧化層；(2)光刻形成圖案；(3)干法蝕刻和濕法腐蝕形成接觸孔；(4)在形成的接觸孔內淀積金屬形成互連線，其特征在于在步驟(1)和步驟(2)之間，即在光刻前，使用等離子體轟擊二氧化硅表面。
2.如權利要求1所述的一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，其特征在于所述的等離子體由干法刻蝕設備產生。
3.如權利要求2所述的一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，其特征在于所述的干法刻蝕設備是LAM490。
4.如權利要求1所述的一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，其特征在于所述的等離子體的轟擊功率可調。
5.如權利要求4所述的一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，其特征在于所述的功率調節范圍100W-500W。
6.如權利要求4所述的一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，其特征在于所述的功率是200W。
全文摘要
一種集成電路雙極電路中接觸孔的制造工藝，包括以下步驟(1)在設有極區的基材上形成氧化層；(2)光刻形成圖案；(3)干法蝕刻和濕法腐蝕形成接觸孔；(4)在形成的接觸孔內淀積金屬形成互連線，在步驟(1)和步驟(2)之間，即在光刻前，使用等離子體轟擊二氧化硅表面。本發明不需要增加國際上通用的先進的干法刻蝕設備，僅僅通過使用等離子體處理氧化層表面即可達到提高接觸孔形貌的目的。可以降低集成電路的制造成本，節約資源。
文檔編號H01L21/8222GK1953156SQ20051011410
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月20日 優先權日2005年10月20日
發明者童亮, 邱斌, 劉先鋒, 黃平 申請人:Bcd半導體制造有限公司