CN102097311A - 一种平坦化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平坦化方法，其包括如下步骤：a、提供衬底，衬底上设置底层金属连线；b、淀积绝缘介质层；c、涂布光刻胶；d、对衬底及光刻胶进行热处理；e、对衬底及光刻胶进行干法刻蚀，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；f、用EKC溶液清洗；g、再次淀积绝缘介质层；h、再次涂布光刻胶；i、对上述衬底及光刻胶进行热处理；j、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；所述保留的绝缘介质层的厚度与所述底层金属连线的厚度相当；k、对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗。本发明工艺步骤简单有效，加工成本低廉，平坦化效果好，安全可靠。

Description

一种平坦化方法
技术领域
本发明涉及一种平坦化方法，具体地说时一种通过两次牺牲层回刻使平坦化满足生产工艺的要求。
背景技术
随着工艺器件应用越来越广泛，在某些器件中设计中底层的金属连线的厚度就会达到1μm以上，厚的台阶差异导致介质淀积形成的空洞和平坦化不良给后续其他连线金属淀积和刻蚀带来不利，影响后续生产工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种平坦化方法，其工艺步骤简单有效，加工成本低廉，平坦化效果好，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述平坦化方法包括如下步骤：
a、提供衬底，所述衬底上设置底层金属连线；b、在上述衬底上，淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在底层金属连线上；c、在上述绝缘介质层上涂布光刻胶；d、对上述衬底及光刻胶进行热处理，去除光刻胶中的水汽；e、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；f、对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗，清除衬底上的光刻胶；g、上述衬底上，再次淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在底层金属连线上；h、在上述再次淀积得到的绝缘介质层上涂布光刻胶；i、对上述衬底及光刻胶进行热处理，去除光刻胶中的水汽；j、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；所述保留的绝缘介质层的厚度与所述底层金属连线的厚度相当；k、对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗，清除衬底上的光刻胶。
所述衬底的材料包括硅。所述底层金属连线的厚度为1000nm～1500nm。所述绝缘介质层为SiO2层。
所述绝缘介质层通过PECVD淀积在底层金属连线上，所述绝缘介质层的厚度为1000nm～1400nm。所述步骤(c)和步骤(i)中，涂布光刻胶的厚度为1000nm～1400nm。
所述步骤d和步骤j中，对衬底及光刻胶在150～200℃进行40～80分钟的热处理，除去光刻胶中的水汽。
所述步骤k中，保留得到的绝缘氧化层的厚度为1000nm～1300nm。所述底层金属连线的材料包括铝。
所述步骤e和步骤j中，对光刻胶和绝缘介质层的干法刻蚀包括两步，第一步先去除绝缘介质层上的光刻胶，第二部中将剩余的光刻胶和绝缘介质层去除，保留位于底层金属连线台阶上的绝缘介质层。
本发明的优点：工艺步骤简单，通过两次光刻胶回刻工艺增加了平坦化过程，光刻胶左牺牲层，所有工艺步骤都参照常规工艺，操作简单；对生产影响小；采用常用器件制作中的工艺流程，在原基础上进行优化，与原工艺流程兼容；涉及的设备，材料为常用MOS器件制作中的通用设备，不需新增材料及设备；采用本发明的方法形成的层间介质层，提高了晶圆整体的平整度，同时也满足了高台阶处金属刻蚀的需要。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
随着互连技术中层数的增加，堆加在某一层顶端的其他层会导致硅片表面地形越来越崎岖。硅片表面必须进行平坦化，以免每生长一层后硅片表面变得更加不平。如果不进行平坦化，在多层互连系统中当采用各向异性进行刻蚀时，在陡峭台阶的底部或侧面处会可能有金属纵条残留。因此当底层金属连线的厚度增加到1.0μm以上时，原层间介质的平坦化工艺已无法满足工艺要求，容易出现金属刻蚀不尽及其他平坦化效果不良带来的工艺问题，为此本发明提出了一种新的层间介质平坦化工艺克服了上述问题。
所述平坦化方法包括如下步骤：
a、提供衬底，所述衬底上设置底层金属连线；
所述衬底包括硅，底层金属连线的厚度为1000nm～1500nm；底层金属连线的材料包括铝；由于在衬底上还需要其他金属连线，因此需要对底层金属连线的表面进行平坦化；
b、在上述衬底上，淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在底层金属连线上；
所述绝缘介质层为SiO2层；所述SiO2层通过PECVD(等离子体增强化学气相淀积)方式淀积在底层金属连线上；绝缘介质层的厚度为1000nm～1400nm；
c、在上述绝缘介质层上涂布光刻胶；
由于光刻胶材料的旋涂性质能够使衬底表面趋向平整，所述光刻胶的涂布厚度为1000nm～1400nm；
d、对上述衬底及光刻胶进行热处理，去除光刻胶中的水汽；
在除去光刻胶中的水汽时，将衬底及光刻胶放入150～200℃的烘箱内进行热处理，热处理时间为40～80分钟，去除光刻胶中的水汽后，提高光刻胶的稳定性；
e、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；
干法刻蚀时，先对上述衬底及光刻胶进行干法腐蚀，去除部分厚度的光刻胶，并保留绝缘介质层上部分厚度的光刻胶；
所述去除光刻胶时，将500nm～700nm之间的光刻胶去除，并保留位于绝缘介质层上的光刻胶；
第二步对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；所述绝缘介质层保留的深度为500nm～650nm；
f、对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗，清除衬底上的光刻胶；
g、上述衬底上，再次淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在底层金属连线上；所述绝缘介质层的淀积工艺与步骤b的工艺相同；
h、在上述再次淀积得到的绝缘介质层上涂布光刻胶，所述光刻胶的厚度为1000nm～1400nm；
i、对上述衬底及光刻胶进行热处理，去除光刻胶中的水汽，所述热处理工艺与步骤d相同；
j、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；所述保留的绝缘介质层的厚度与所述底层金属连线的厚度相当；
干法刻蚀时，先对上述衬底及光刻胶进行干法腐蚀，去除部分厚度的光刻胶，并保留绝缘介质层上部分厚度的光刻胶；所述去除光刻胶的厚度与前述步骤相同；
第二步再对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；所述保留的绝缘介质层的厚度与所述底层金属连线的厚度相当；即保留的绝缘介质层的总体厚度达到1000nm～1300nm
k、对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗，清除衬底上的光刻胶。
在对光刻胶和绝缘介质层腐蚀的两步中：第e步和步骤j中，去除光刻胶500-700nm之间，光刻胶和SIO2选择比＞10；第二步，对光刻胶和SIO2层一起刻蚀，光刻胶和SIO2层选择比1.15-1.35之间；由于在底层金属连线上产生台阶，不同处的光刻胶的厚度不同，因此需要对每次光刻胶与绝缘介质层的刻蚀厚度进行选择，保证绝缘介质层位于底层金属连线的台阶间的凹槽内。
EKC溶液为购自EKC Technology，Inc.，Hayward，CA.EKC溶液为一胺类为主的剥除剂(amine-based stripper)，主要是出羟胺，有机溶剂，抑制腐蚀剂和水组成，能够出去衬底表面残留的光刻胶。
本发明工艺步骤简单，通过两次光刻胶回刻工艺增加了平坦化过程，光刻胶左牺牲层，所有工艺步骤都参照常规工艺，操作简单；对生产影响小；采用常用器件制作中的工艺流程，在原基础上进行优化，与原工艺流程兼容；涉及的设备，材料为常用MOS器件制作中的通用设备，不需新增材料及设备；采用本发明的方法形成的层间介质层，提高了晶圆整体的平整度，同时也满足了高台阶处金属刻蚀的需要。

Claims (10)

1.一种平坦化方法，其特征是，所述平坦化方法包括如下步骤：
(a)、提供衬底，所述衬底上设置底层金属连线；
(b)、在上述衬底上，淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在底层金属连线上；
(c)、在上述绝缘介质层上涂布光刻胶；
(d)、对上述衬底及光刻胶进行热处理，去除光刻胶中的水汽；
(e)、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；
(f)、对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗，清除衬底上的光刻胶；
(g)、上述衬底上，再次淀积绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖在底层金属连线上；
(h)、在上述再次淀积得到的绝缘介质层上涂布光刻胶；
(i)、对上述衬底及光刻胶进行热处理，去除光刻胶中的水汽；
(j)、对上述衬底及光刻胶进行干法刻蚀，去除绝缘介质层及所述绝缘介质层上的光刻胶，并保留位于金属连线底层台阶处的绝缘介质层；所述保留的绝缘介质层的厚度与所述底层金属连线的厚度相当；
(k)对上述衬底通过干法去胶后，再用EKC溶液清洗，清除衬底上的光刻胶。
2.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述衬底的材料包括硅。
3.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述底层金属连线的厚度为1000nm～1500nm。
4.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述绝缘介质层为SiO2层。
5.根据权利要求1或4所述的平坦化方法，其特征是：所述绝缘介质层通过PECVD淀积在底层金属连线上，所述绝缘介质层的厚度为1000nm～1400nm。
6.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述步骤(c)和步骤(h)中，涂布光刻胶的厚度为1000nm～1400nm。
7.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述步骤(d)和步骤(h)中，对衬底及光刻胶在150～200℃进行40～80分钟的热处理，除去光刻胶中的水汽。
8.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述步骤(k)中，保留得到的绝缘氧化层的厚度为1000nm～1300nm。
9.根据权利要求1或3所述的平坦化方法，其特征是：所述底层金属连线的材料包括铝。
10.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征是：所述步骤(e)和步骤(j)中，对光刻胶和绝缘介质层的干法刻蚀包括两步，第一步先去除绝缘介质层上的光刻胶，第二部中将剩余的光刻胶和绝缘介质层去除，保留位于底层金属连线台阶上的绝缘介质层。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102874748A (zh) * 2012-10-22 2013-01-16 上海集成电路研发中心有限公司 一种非晶硅平坦化方法
CN103474394A (zh) * 2013-09-11 2013-12-25 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 免金属cmp的tsv工艺方法
CN107871813A (zh) * 2017-11-17 2018-04-03 中电科技集团重庆声光电有限公司 一种温度补偿型声表面波器件的温度补偿层平坦化方法
CN113410130A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 西安微电子技术研究所 一种沟槽填充介质后的平坦化回刻方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294456B1 (en) * 1998-11-27 2001-09-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of prefilling of keyhole at the top metal level with photoresist to prevent passivation damage even for a severe top metal rule
US20050064721A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Borderless interconnection process
CN101635272A (zh) * 2008-07-25 2010-01-27 台湾积体电路制造股份有限公司 内连结构的形成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294456B1 (en) * 1998-11-27 2001-09-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of prefilling of keyhole at the top metal level with photoresist to prevent passivation damage even for a severe top metal rule
US20050064721A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Borderless interconnection process
CN101635272A (zh) * 2008-07-25 2010-01-27 台湾积体电路制造股份有限公司 内连结构的形成方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102874748A (zh) * 2012-10-22 2013-01-16 上海集成电路研发中心有限公司 一种非晶硅平坦化方法
CN103474394A (zh) * 2013-09-11 2013-12-25 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 免金属cmp的tsv工艺方法
CN107871813A (zh) * 2017-11-17 2018-04-03 中电科技集团重庆声光电有限公司 一种温度补偿型声表面波器件的温度补偿层平坦化方法
CN113410130A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 西安微电子技术研究所 一种沟槽填充介质后的平坦化回刻方法

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