專利名稱：實現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體集成電路的制造工藝方法，特別是涉及一種實 現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法。
背景技術：
在目前的半導體制造工藝流程中，金屬-金屬之間互連的過程是
1、 下層金屬連線圖形形成后，完成層間膜的淀積和平坦化。
2、 在平坦化后通過通孔的光刻和蝕刻形成孔。
3、 在通孔形成后，通過淀積通孔的阻擋層，鎢和鎢的化學-機械研磨 后形成鉤塞。
4、 形成鎢塞后再通過上層金屬的淀積，并通過光刻，蝕刻后形成上
層金屬的圖形。
這樣就實現了下層金屬和上層金屬的互連。
由于集成電路最小設計規則的縮小，金屬連線和通孔的尺寸均不斷縮 小。對通孔工藝來說，最小尺寸縮小后往往意味著用更昂貴的光刻膠和光 刻機來實現加工。這對于本導體集成電路的制造商來說，會大大增加生產成本。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種實現小尺寸通孔工藝的亥時蟲方 法，在滿足縮小后的最小設計規則下小尺寸通孔加工的同時，降低由于設
計規則縮小需要更新光刻技術的成本。
為解決上述技術問題，本發明的實現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法是采
用如下技術方案實現的，將通孔的截面形狀設計成上寬下窄的漏斗形，采
用干法刻蝕工藝刻蝕所述通孔。
在半導體集成電路的最小設計規則中，要求通孔的底部實現最小設計
規則，而通孔的頂端的開口部在不影響電特性的情況下沒有最小設計規則 的約束。本發明充分利用這一特點，在不改變光刻尺寸的情況下通過改進 刻蝕工藝，將通孔的截面形狀變成漏斗形。這樣能有效的縮小通孔落在下 層金屬上的面積，實現新的最小設計規則，縮小通孔的尺寸。而且可以完 全利用現有的工藝條件，不會增加開發成本，大大降低了技術更新的成本。
另外，將通孔的側壁形狀設計成傾斜，還有利于側壁阻擋層的生成， 提高芯片的可靠性。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖1是現有的通孔截面形狀示意圖2是本發明的通孔截面形狀示意圖3是采用本發明的方法效果圖。
具體實施例方式
如圖1所示，現有通孔的截面形狀都是垂直的，光刻的尺寸是多少， 刻蝕的尺寸也是多少，基本保持一致。由于通孔的底部與下層金屬形成歐 母接觸，底部必須隨著下層金屬的縮小而縮小，否則就不能形成可靠的連 接。而通孔頂部與上層金屬形成歐母接觸，尺寸大反而容易與上層金屬接觸。
本發明是在現有的光刻技術的條件下，利用干法刻蝕實現通孔剖面形 狀的改變，從而達到縮小最小設計規則的目的。
如圖2所示，在本發明中通孔的截面形狀被設計成上寬下窄的漏斗 形。實現更小的曝光尺寸，同步縮小通孔開口和底部的尺寸。
一般通孔的刻蝕工藝步驟中包括頂層氮氧化硅的刻蝕，氧化膜的主刻 蝕，底部氮化硅的刻蝕。本發明采用干法刻蝕通孔的方法實現通孔截面形 狀的改變。
其中，氧化膜的主刻蝕步驟的工藝參數設定范圍如下
腔體壓力30 60mTorr;上部電極的輸出功率1500 2000W;下 部電極的輸出功率800 1000W; Ar (氬氣)氣體的流量400 600 sccm; Co (—氧化碳氣)氣體的流量40 60 sccm; 02 (氧氣)氣體的流量 10 20 sccm; C4F8 (八氟四化碳氣)氣體的流量10 20 sccm。
根據需要，不同的參數設定組合可以實現不同的通孔截面傾斜角度， 從而調節通孔底部的尺寸。
主刻蝕步驟的工藝參數， 一般是通孔刻蝕的最關鍵步驟，其它步驟是 業界通用的，所以沒有特別指出。調整通孔截面傾斜角度的關鍵在于氣體 Co和Ar流量的調整。流量在所列的范圍內變化，就可調出不同的角度。 以實現底部直徑為0. 28um的通孔為例，當Co和Ar氣體流量分別控制在 50sccm和500sccm時通孔底部的直徑將比通孔開口部的直徑小80 100nm。
如圖3所示，在點18um (點18um是半導體工藝的一個發展節點，在這個節點整個業界有基本默認的設計規則。 一般在點18um這個節點，通 孔的直徑在0.28um左右)邏輯工藝的情況下，通過不同的刻蝕條件可以 使通孔底部的尺寸比開口部的尺寸小50納米到100納米。
權利要求
1、一種實現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法，其特征在于將通孔的截面形狀設計成上寬下窄的漏斗形，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述通孔。
2、 根據權利要求1所述的實現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法，其特征 在于在所述的干法刻蝕工藝中，主刻蝕步驟的工藝參數設定范圍如下腔體壓力30 60mTorr;上部電極的輸出功率1500 2000W;下部電 極的輸出功率800 1000 W; Ar氣體的流量400 600 sccm; Co氣體 的流量40 60 sccm; 02氣體的流量10 20 sccm; C^8氣體的流量 10 20 sccm。
3、 根據權利要求2所述的實現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法，其特征 在于所述Co和Ar氣體流量分別為50sccm和500sccm。
全文摘要
本發明公開了一種實現小尺寸通孔工藝的刻蝕方法，將通孔的截面形狀設計成上寬下窄的漏斗形，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述通孔。本發明在滿足縮小后的最小設計規則下小尺寸通孔加工的同時，降低由于設計規則縮小需要更新光刻技術的成本；還有利于側壁阻擋層的生成，提高芯片的可靠性。
文檔編號H01L21/768GK101192564SQ20061011886
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月29日 優先權日2006年11月29日
發明者呂煜坤, 徐繼寅 申請人:上海華虹Nec電子有限公司