一种倒锥形轮廓刻蚀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103779271103779271A(43)申请公布日2014.05.07(21)申请号201210415193.8(22)申请日2012.10.26(71)申请人中微半导体设备（上海）有限公司地址201201上海市浦东新区金桥出口加工区（南区）泰华路188号(72)发明人刘志强李俊良(74)专利代理机构隆天国际知识产权代理有限公司72003代理人张龙哺冯志云(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书10页说明书10页附图8页附图8页(54)发明名称一种倒锥形轮廓刻蚀方法(57)摘要本发明提供一种倒锥形轮廓刻蚀方法，包括以下步骤：(a)在衬底上依次形成底层金属连线和绝缘介质层；(b)在所述绝缘介质层上形成光刻胶的刻蚀图案；(c)对所述绝缘介质层进行第一次干法刻蚀，去除底层金属连线上方的部分绝缘介质层，在所述绝缘介质层上形成开口；(d)去除光刻胶，露出所述绝缘介质层的上表面；(e)对绝缘介质层进行第二次干法刻蚀，去除底层金属连线上方的剩余绝缘介质层，形成绝缘介质层经刻蚀后的斜面与水平面之间的夹角为50°至70°，本发明通过两次刻蚀的工艺步骤，即第一次刻蚀、去光刻胶、第二次刻蚀的步骤，巧妙地获得更小的刻蚀角度，形成倒锥形轮廓，得到更大的金属填充开口。CN103779271ACN103792ACN103779271A权利要求书1/2页1.一种倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)在衬底上依次形成底层金属连线和绝缘介质层；(b)在所述绝缘介质层上形成图案化的光刻胶；(c)对所述绝缘介质层进行第一次干法刻蚀，去除底层金属连线上方的部分绝缘介质层，在所述绝缘介质层上形成开口；(d)去除光刻胶，露出所述绝缘介质层的上表面；(e)对绝缘介质层进行第二次干法刻蚀，去除底层金属连线上方的剩余绝缘介质层，形成绝缘介质层经刻蚀后的斜面与水平面之间的夹角为50°至70°。2.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述步骤(e)中，同时对所述绝缘介质层中开口的侧壁和露出的上表面进行轰击刻蚀，所述绝缘介质中开口的截面逐渐形成倒锥形轮廓。3.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述步骤(c)中，第一次干法刻蚀的深度为绝缘介质层总高度的20％至80％。4.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：第一次干法刻蚀和第二次干法刻蚀均包括轰击刻蚀和多步化学刻蚀。5.根据权利要求4所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：第二次干法刻蚀中的轰击刻蚀的轰击粒子的能量大于第一次干法刻蚀中的轰击刻蚀的轰击粒子的能量。6.根据权利要求5所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述轰击刻蚀为以下中的一种：溅射与离子束铣蚀；等离子刻蚀；高压等离子刻蚀；高密度等离子体刻蚀；以及反应离子刻蚀。7.根据权利要求6所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述轰击刻蚀中，其反应气体组合为O2、Ar、CO、CO2、CHF3、CF4、C4F8、C4F6以及C5F8。8.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述绝缘介质层包括至少一氧化物层和至少一刻蚀停止层，所述刻蚀停止层上设有至少一所述氧化物层。9.根据权利要求8所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述刻蚀停止层被刻蚀的速度慢于所述绝缘介质层被刻蚀的速度。10.根据权利要求8所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述绝缘介质层从上到下依次为第一氧化物层和第一刻蚀停止层。11.根据权利要求9所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述步骤(c)中，第一次干法刻蚀仅去除了部分第一氧化物层，保留剩余第一氧化物层和第一刻蚀停止层。12.根据权利要求8所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述绝缘介质层从上到下依次为第一氧化物层、第一刻蚀停止层、第二氧化物层以及第二刻蚀停止层。13.根据权利要求12所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述步骤(c)中第一次干法刻蚀，去除了部分第一氧化物层、第一刻蚀停止层以及部分第二氧化物层，保留剩余第二氧化物层和第二刻蚀停止层。2CN103779271A权利要求书2/2页14.根据权利要求13所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述步骤(d)之后，步骤(e)之前还包括步骤(d1)对第一刻蚀停止层进行侧蚀。15.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述绝缘介质层的总厚度为100nm至50000nm。16.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述光刻胶的厚度为100nm至40000nm。17.根据权利要求1所述的倒锥形轮廓刻蚀方法，其特征在于：所述底层金属连线为铝线或者铜线。1