CN108470715B - 一种双层布线平坦化加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层布线平坦化加工工艺，包括如下步骤：1）第一层金属淀积；2）一次金属光刻；3）一次金属湿刻；4）一次金属干刻；5）一次LPCVDSiO2淀积；6）平坦化介质涂布；7）固化；8）进行通孔光刻和刻蚀后再进行第二层金属淀积。本发明明显优化简化了工艺，显著缩短了工艺周期、大幅减少原材料使用、降低了对设备的性能要求。

Description

一种双层布线平坦化加工工艺
技术领域
本发明是涉及一种双层布线平坦化加工工艺。属于集成电路制造领域。
背景技术
目前双极IC的双层布线平坦化工艺在实际加工中主要是由两层以CVD(化学气相淀积)法所淀积的LPCVD(低压化学气相淀积)SiO2和由SOG(旋涂玻璃)法所覆盖的平坦化涂布介质等厚度不等的介电层所构成。其中，平坦化涂布介质将被其它两层LPCVD SiO2所包夹，且被部分回刻掉，此处要说明的是常规工艺要进行三次SOG涂布、两次SOG介质层回刻和两次石英炉管固化。此类平坦化工艺缺点是工艺复杂、工艺周期长、原材料成本昂贵、对设备性能要求高。常规工艺步骤如下：
1)第一层金属淀积，在前道工序已经刻蚀好接触孔窗口的硅片表面，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure GDA0001708322990000011
的金属铝；
2)一次光刻，对硅片进行一次光刻，在已溅射金属铝的硅片表面形成铝的光刻图形；
3)一次干刻，在步骤2)的基础上对硅片进行一次干法刻蚀，在硅片表面完全刻蚀出第一层金属铝的实际布线；
4)一次淀积，对硅片进行CVD加工，在第一层金属铝的实际布线上淀积厚度
Figure GDA0001708322990000012
的LPCVD(低压化学气相淀积)SiO2形成金属回刻介质层；
5)一次平坦化介质涂布，对硅片表面进行第一次平坦化介质涂布，在金属回刻介质层上SOG法涂布厚度
Figure GDA0001708322990000021
的型号为21F的平坦化涂布液(主要成分液态SiO2)；
6)二次平坦化介质涂布，对硅片表面进行第二次平坦化介质涂布，在经过步骤5)处理后的金属回刻介质层上SOG法涂布厚度
Figure GDA0001708322990000022
Figure GDA0001708322990000023
的21F平坦化涂布液；
7)一次固化，对步骤6)处理后的硅片进行固化，将硅片放入450度的石英炉管进行吹N2固化40分钟；
8)一次回刻，然后在步骤7)处理后对硅片进行第一次回刻，利用等离子体刻蚀回刻掉厚度
Figure GDA0001708322990000024
介质层；
9)二次回刻，在步骤8)处理后对硅片进行第二次回刻，利用等离子体刻蚀回刻掉厚度
Figure GDA0001708322990000025
介质层；
10)二次淀积，在步骤9)的处理后对硅片进行第二次CVD加工，在回蚀后的硅片表面淀积厚度
Figure GDA0001708322990000026
的LPCVD SiO2形成保护绝缘钝化层；
11)三次平坦化介质涂布，对硅片表面进行第三次平坦化介质涂布，在步骤10)形成的金属钝化层上SOG法涂布厚度
Figure GDA0001708322990000027
的型号为OCD的平坦化涂布液(主要成分液态SiO2)；
12)二次固化，然后在步骤11)处理后对硅片进行第二次固化，将硅片放入450度的石英炉管进行吹N2固化15分钟；
13)经过步骤12)处理后先进行通孔光刻和刻蚀后，再进行第二层金属淀积，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure GDA0001708322990000028
的金属铝。
发明内容
本发明目的是提供了一种双层布线平坦化加工工艺；本发明优化简化了工艺，显著缩短了工艺周期、大幅减少原材料使用、降低了对设备的性能要求。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：
一种双层布线平坦化加工工艺，包括如下步骤：1)第一层金属淀积；2)一次金属光刻；3)一次金属湿刻；4)一次金属干刻；5)一次LPCVD SiO2淀积；6)平坦化介质涂布；7)固化；8)进行通孔光刻和刻蚀后再进行第二层金属淀积。
所述的步骤具体为：
1)第一层金属淀积，在前道工序已经刻蚀好接触孔窗口的硅片表面，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure GDA0001708322990000031
的金属铝,从而降低台阶高度；
2)一次光刻，对硅片进行一次光刻，在已溅射铝的硅片表面形成铝的光刻图形；
3)一次湿刻，在步骤2)基础上对硅片进行一次湿法刻蚀，利用铝腐蚀液固定腐蚀金属铝70秒，用以在金属铝台阶顶角制作倒角，利于二层金属爬坡，
4)一次干刻，经过步骤3)处理后对硅片进行一次干法刻蚀，在硅片表面完全刻蚀出第一层金属铝的实际布线；
5)一次淀积，对硅片进行CVD(化学气相淀积)加工，在第一层金属铝的实际布线上淀积厚度
Figure GDA0001708322990000032
的LPCVD SiO2形成保护绝缘钝化层；
6)平坦化介质涂布，对硅片表面进行液态SiO2平坦化涂布液涂布，在金属钝化层上SOG(旋涂玻璃)法涂布厚度
Figure GDA0001708322990000042
的OCD平坦化介质，用以填充沟槽，再次降低台阶高度；
7)固化，经过步骤6)处理后对硅片进行固化，将硅片放入450度的石英炉管进行吹N2固化30分钟，能充分蒸发平坦化涂布介质的溶剂，使其脱水收缩，产生主要成分为SiO2的薄膜；
8)经过步骤7)处理后先进行通孔光刻和刻蚀后，再进行第二层金属淀积，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure GDA0001708322990000043
的金属铝，增大了第二层金属的覆盖率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在满足产品要求的情况下，本发明与常规技术相比，第一层金属铝减少
Figure GDA0001708322990000044
增加了一步湿法70秒刻铝；减少了两次涂布步骤；减少了两次回蚀步骤；减少了一次CVD淀积工艺；减少了一次固化。而且本发明不需要使用回刻设备，减少了一种平坦化涂布介质的使用，减少了一次CVD的介质层淀积。明显优化简化了工艺，显著缩短了工艺周期、大幅减少原材料使用、降低了对设备的性能要求。
具体实施方式
本实施例的一种双层布线平坦化加工工艺，包括如下步骤：1)第一层金属淀积；2)一次金属光刻；3)一次金属湿刻；4)一次金属干刻；5)一次LPCVD SiO2淀积；6)平坦化介质涂布；7)固化；8)进行通孔光刻和刻蚀后再进行第二层金属淀积。
所述的步骤具体为：
1)第一层金属淀积，在前道工序已经刻蚀好接触孔窗口的硅片表面，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure GDA0001708322990000041
的金属铝,从而降低台阶高度；
2)一次光刻，对硅片进行一次光刻，在已溅射铝的硅片表面形成铝的光刻图形；
3)一次湿刻，在步骤2)基础上对硅片进行一次湿法刻蚀，利用铝腐蚀液固定腐蚀金属铝70秒，用以在金属铝台阶顶角制作倒角，利于二层金属爬坡，
4)一次干刻，经过步骤3)处理后对硅片进行一次干法刻蚀，在硅片表面完全刻蚀出第一层金属铝的实际布线；
5)一次淀积，对硅片进行CVD加工，在第一层金属铝的实际布线上淀积厚度
Figure GDA0001708322990000051
的LPCVD SiO2形成保护绝缘钝化层；
6)平坦化介质涂布，对硅片表面进行液态SiO2平坦化涂布液涂布，在金属钝化层上SOG法涂布厚度
Figure GDA0001708322990000052
的OCD平坦化介质，用以填充沟槽，再次降低台阶高度；
7)固化，经过步骤6)处理后对硅片进行固化，将硅片放入450度的石英炉管进行吹N2固化30分钟，能充分蒸发平坦化涂布介质的溶剂，使其脱水收缩，产生主要成分为SiO2的薄膜；
8)经过步骤7)处理后先进行通孔光刻和刻蚀后，再进行第二层金属淀积，用溅射的方法溅射淀积
Figure GDA0001708322990000053
的金属铝，增大了第二层金属的覆盖率。
本实施例与常规技术相比，第一层金属铝减少
Figure GDA0001708322990000054
增加了一步湿法70秒刻铝；减少了两次涂布步骤；减少了两次回蚀步骤；减少了一次CVD淀积工艺；减少了一次固化。而且本发明不需要使用回刻设备，减少了一种平坦化涂布介质的使用，减少了一次CVD的介质层淀积。明显优化简化了工艺，显著缩短了工艺周期、大幅减少原材料使用、降低了对设备的性能要求。

Claims (1)

1.一种双层布线平坦化加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)第一层金属淀积；2)一次金属光刻；3)一次金属湿刻；4)一次金属干刻；5)一次LPCVD(低压化学气相淀积)SiO2淀积；6)平坦化介质涂布；7)固化；8)进行通孔光刻和刻蚀后再进行第二层金属淀积；所述步骤具体为：1)第一层金属淀积，在前道工序已经刻蚀好接触孔窗口的硅片表面，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure FDA0002502322000000011
的金属铝， 从而降低台阶高度；
2)一次光刻，对硅片进行一次光刻，在已溅射铝的硅片表面形成铝的光刻图形；
3)一次湿刻，在步骤2)基础上对硅片进行一次湿法刻蚀，利用铝腐蚀液固定腐蚀金属铝70秒，用以在金属铝台阶顶角制作倒角，利于二层金属爬坡。
4)一次干刻，经过步骤3)处理后对硅片进行一次干法刻蚀，在硅片表面完全刻蚀出第一层金属铝的实际布线；
5)一次淀积，对硅片进行CVD加工，在第一层金属铝的实际布线上淀积厚度
Figure FDA0002502322000000012
的LPCVD SiO2形成保护绝缘钝化层；
6)平坦化介质涂布，对硅片表面进行平坦化介质涂布，在金属钝化层上SOG法涂布厚度
Figure FDA0002502322000000013
的型号为OCD的液态SiO2平坦化涂布液，用以填充沟槽，再次降低台阶高度；
7)固化，经过步骤6)处理后对硅片进行固化，将硅片放入450度的石英炉管进行吹N2固化30分钟，能充分蒸发平坦化涂布介质的溶剂，使其脱水收缩，产生主要成分为SiO2的薄膜；
8)经过步骤7)处理后先进行通孔光刻和刻蚀后，再进行第二层金属淀积，用溅射的方法溅射淀积厚度
Figure FDA0002502322000000021
的金属铝，增大了第二层金属的覆盖率。
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