接觸孔的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種接觸孔的制造方法，包括：提供一基底，對所述基底執(zhí)行接觸孔刻蝕，形成接觸孔，對所述接觸孔執(zhí)行預(yù)烘干，對預(yù)烘干后的接觸孔執(zhí)行金屬填充。在本發(fā)明提供的接觸孔的制造方法中，接觸孔刻蝕后進(jìn)行預(yù)烘干工序，除去了接觸孔中凝集的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物（Condense）。由此，避免了接觸孔刻蝕缺陷的發(fā)生，提高了產(chǎn)品的良率。
【專利說明】接觸孔的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種接觸孔的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，器件的外形尺寸不斷縮小，從而對集成電路制造工藝要求越來越高。集成電路生產(chǎn)工藝也從早期的0.8微米、0.6微米線寬一直發(fā)展到今天的45納米、40納米線寬。所謂線寬一般是指柵極的寬度。因為線寬越小，晶體管也越小，讓晶體管工作需要的電壓和電流就越低，晶體管開關(guān)的速度也就越快，晶體管的性能也就更好。
[0003]集成電路制造過程中一般包括接觸孔刻蝕工藝和金屬填充過程，其目的是在兩層互連金屬線之間的膜層中刻蝕出一系列接觸孔，然后在接觸孔里面填入用于兩層金屬線間的互連金屬，比如銅，通過這些金屬線把成千上萬的晶體管連成具有一定功能的器件。隨著器件尺寸的縮小，接觸孔的尺寸也越來越小。接觸孔刻蝕的難度也越來越大。一旦出現(xiàn)接觸孔刻蝕缺陷，比如接觸孔刻蝕不到位或者刻蝕后接觸孔堵塞就可能使得金屬布線開路，導(dǎo)致器件失效。
[0004]在45納米、40納米小線寬工藝過程中發(fā)現(xiàn)，30%的生產(chǎn)批次會出現(xiàn)接觸孔刻蝕缺陷，造成約17%的產(chǎn)品不良，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品良率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種接觸孔的制造方法，以解決現(xiàn)有的45納米、40納米小線寬工藝中因接觸孔刻蝕缺陷造成器件失效，導(dǎo)致產(chǎn)品良率低的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種接觸孔的制造方法，所述接觸孔的制造方法包括以下步驟:
[0007]提供一基底；
[0008]對所述基底執(zhí)行接觸孔刻蝕，形成接觸孔；
[0009]對所述接觸孔執(zhí)行預(yù)烘干；
[0010]對預(yù)烘干后的接觸孔執(zhí)行金屬填充。
[0011]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，所述預(yù)烘干的溫度為100°C?300°C。
[0012]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，所述預(yù)烘干的時間為10秒?600秒。
[0013]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，執(zhí)行所述金屬填充所使用的材料為銅。
[0014]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，所述接觸孔刻蝕采用兩層掩膜層，其中第一層掩膜層是NFC，第二層掩膜層是LT0。
[0015]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，在執(zhí)行金屬填充之前，在執(zhí)行預(yù)烘干之后,還包括執(zhí)行淺槽刻蝕,形成淺槽。
[0016]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，所述淺槽刻蝕采用兩層掩膜層，其中第三層掩膜層是NFC，第四層掩膜層是LT0。
[0017]可選的，在所述的接觸孔的制造方法中，在同一個工藝步驟中執(zhí)行所述預(yù)烘干和涂布第三層掩膜層NFC。
[0018]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，造成現(xiàn)有的45納米、40納米小線寬工藝過程中發(fā)生接觸孔刻蝕缺陷的原因在于，在接觸孔刻蝕工藝過程中易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)凝結(jié)在接觸孔內(nèi)，易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)遮擋了接觸孔下面的膜層刻蝕，導(dǎo)致填充在接觸孔中的金屬層與基底中的金屬層無法導(dǎo)通，造成器件的金屬布線開路，最終使得器件失效。在本發(fā)明提供的接觸孔的制造方法中，接觸孔刻蝕后進(jìn)行預(yù)烘干工序，除去了接觸孔中凝集的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)。由此，避免了接觸孔刻蝕缺陷的發(fā)生，提高了產(chǎn)品的良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行接觸孔刻蝕后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行金屬填充后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實施例一的接觸孔的制造方法的流程圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實施例二的接觸孔的制造方法的流程圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實施例的接觸孔刻蝕前的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明實施例一的執(zhí)行金屬填充后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明實施例二的執(zhí)行金屬填充過程后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8是現(xiàn)有技術(shù)中接觸孔刻蝕缺陷的測試結(jié)果；
[0027]圖9是為本發(fā)明實施例的接觸孔刻蝕缺陷的測試結(jié)果。

【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的接觸孔的制造方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0029]現(xiàn)有的45納米、40納米小線寬工藝過程發(fā)現(xiàn)接觸孔刻蝕缺陷發(fā)生率很高，經(jīng)常導(dǎo)致金屬布線開路使得器件失效。發(fā)明人對此進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)造成現(xiàn)有的接觸孔刻蝕缺陷的原因在于，45納米、40納米小線寬的工藝過程中形成的接觸孔的深寬比很大，接觸孔刻蝕工藝過程中產(chǎn)生的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)容易凝結(jié)在接觸孔內(nèi)。請參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行接觸孔刻蝕后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，接觸孔刻蝕完成后，易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)凝結(jié)在接觸孔內(nèi)。這種易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense )需要強(qiáng)電子束、烘烤或者酸液清洗才能除去。
[0030]凝結(jié)在接觸孔內(nèi)的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)如果沒有及時清除，會影響后續(xù)工藝過程，如圖1所示，易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)凝結(jié)在接觸孔內(nèi)，遮住了其下面的NDC絕緣層，導(dǎo)致這個位置的NDC絕緣層沒有被刻蝕掉。金屬填充后，接觸孔內(nèi)填充的金屬銅與基底中的金屬銅無法導(dǎo)通。該位置的金屬布線開路(Open)，導(dǎo)致器件失效。具體請參考圖2，其為現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行金屬填充后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，完成金屬填充后，在沒有凝結(jié)易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)的接觸孔內(nèi)，填充的金屬層與基底中的金屬層導(dǎo)通，而在之前凝結(jié)有易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)的接觸孔內(nèi)，填充的金屬層與基底中的金屬層不導(dǎo)通。
[0031]綜上，造成現(xiàn)有的45納米、40納米小線寬工藝過程中接觸孔刻蝕缺陷的原因在于，易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)凝結(jié)在接觸孔內(nèi)，導(dǎo)致器件的金屬布線開路，器件失效。雖然，在接觸孔刻蝕之后進(jìn)行濕法清洗工序，也能夠除去易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)，避免產(chǎn)生接觸孔刻蝕缺陷，但是會增加工藝時間和制造成本。目前，接觸孔刻蝕后一般不進(jìn)行濕法清洗。
[0032]為了解決上述問題，本申請?zhí)岢隽巳缦录夹g(shù)方案:
[0033]【實施例一】
[0034]請參考圖3，其為本發(fā)明實施例一的接觸孔的制造方法的流程圖。如圖3所示，所述接觸孔的制造方法I包括以下步驟:
[0035]提供一基底100 ；
[0036]對所述基底100執(zhí)行接觸孔刻蝕，形成接觸孔；
[0037]對所述接觸孔執(zhí)行預(yù)烘干；
[0038]對預(yù)烘干后的接觸孔執(zhí)行金屬填充。
[0039]具體的，請參考圖5，其為本發(fā)明實施例的接觸孔刻蝕前的器件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，提供的基底100上具有絕緣層和金屬層110，其中，金屬層110所使用的材料是銅(Cu)，絕緣層中包括NDC絕緣層，NDC絕緣層覆蓋在金屬層110的上面。接著，在所述基底100上進(jìn)行NFC涂布，NFC涂布之烘干后形成第一層掩膜層NFC。然后，通過低溫化學(xué)氣相沉積法形成Si02膜，即第二層掩膜層LT0。如圖5所示，所述基底100上依次形成了第一層掩膜層NFC和第二層掩膜層LT0。在所述基底100上依次形成第一層掩膜層NFC和第二層掩膜層LTO之后，利用第一層掩膜層NFC和第二層掩膜層LTO進(jìn)行接觸孔刻蝕形成接觸孔。
[0040]對基底100執(zhí)行接觸孔刻蝕時，一般會保留金屬層110上面的NDC絕緣層，接觸孔刻蝕所形成的接觸孔的下面依次是NDC絕緣層和金屬層110。為除去接觸孔內(nèi)的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)，接觸孔刻蝕完成后需要對接觸孔執(zhí)行預(yù)烘干，預(yù)烘干結(jié)束后再除去接觸孔下面的NDC絕緣層，最后對所述接觸孔執(zhí)行金屬填充。接觸孔刻蝕也可以不保留NDC絕緣層，直接刻蝕到金屬層110，接觸孔刻蝕形成的接觸孔的下面是金屬層110。接觸孔刻蝕完成后執(zhí)行預(yù)烘干，之后直接進(jìn)行金屬填充。請參考圖6，其為本發(fā)明實施例一的執(zhí)行金屬填充后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，接觸孔內(nèi)形成了第二金屬層120，第二金屬層120與金屬層110連接。執(zhí)行金屬填充所使用的材料為銅(Cu)。
[0041]其中，預(yù)烘干的溫度為100°C~300°C，優(yōu)選的，預(yù)烘干的溫度為150°C、20(TC或250°C。預(yù)烘干的時間為10秒~600秒，優(yōu)選的，預(yù)烘干的時間為60秒、100秒、150秒、200秒、250秒、300秒、350秒、400秒、450秒、500秒或550秒。預(yù)烘干工序可以利用NFC涂布設(shè)備完成，只需在第一層掩膜層NFC涂布程序之前增加設(shè)置預(yù)烘干程序即可。所述接觸孔的制造方法I中只需稍微調(diào)整NFC涂布設(shè)備的程序設(shè)置，不會影響工藝時間和制造成本。
[0042]【實施例二】
[0043]請參考圖4，其為本發(fā)明實施例二的接觸孔的制造方法的流程圖。如圖4所示，所述接觸孔的制造方法2包括以下步驟:
[0044]提供一基底；
[0045]對所述基底執(zhí)行接觸孔刻蝕，形成接觸孔；
[0046]對所述接觸孔執(zhí)行預(yù)烘干；
[0047]執(zhí)行淺槽刻蝕，形成淺槽；
[0048]執(zhí)行金屬填充。
[0049]具體的，提供的基底上具有絕緣層和金屬層210，其中，金屬層210所使用的材料是銅(Cu)。接著，在所述基底上涂布NFC，烘干之后形成第一層掩膜層NFC。然后通過低溫化學(xué)氣相沉積法形成Si02膜，即第二層掩膜層LT0。在所述基底上依次形成第一層掩膜層NFC和第二層掩膜層LTO之后，利用第一層掩膜層NFC和第二層掩膜層LTO進(jìn)行曝光刻蝕形成接觸孔。
[0050]為除去接觸孔內(nèi)的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense )，接觸孔刻蝕完成后進(jìn)行預(yù)烘干。其中，預(yù)烘干的溫度為100°c?300°C，優(yōu)選的，預(yù)烘干的溫度為150°C、200°C或250°C。預(yù)烘干的時間為10秒?600秒，優(yōu)選的，預(yù)烘干的時間為60秒、100秒、150秒、200秒、250秒、300秒、350秒、400秒、450秒、500秒或550秒。
[0051 ] 預(yù)烘干結(jié)束后接著進(jìn)行NFC涂布，NFC涂布之后烘干形成第三層掩膜層NFC。然后，通過低溫化學(xué)氣相沉積法形成Si02膜，即第四層掩膜層LT0。依次形成第三層掩膜層NFC和第四層掩膜層LTO之后，利用第三層掩膜層NFC和第四層掩膜層LTO進(jìn)行淺槽刻蝕形成淺槽。最后執(zhí)行金屬填充，請參考圖7，其為本發(fā)明實施例二的執(zhí)行金屬填充后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，金屬填充過程形成了第二金屬層220，第二金屬層220與金屬層210連接。執(zhí)行金屬填充所使用的材料為銅(Cu)。
[0052]可見，所述接觸孔的制造方法2還包括執(zhí)行淺槽刻蝕，淺槽刻蝕在執(zhí)行金屬填充之前，在執(zhí)行預(yù)烘干之后。預(yù)烘干工序可以利用NFC涂布設(shè)備，預(yù)烘干可以與第三層掩膜層NFC涂布設(shè)置在同一個工藝步驟中，只需在第三層掩膜層NFC涂布程序之前加設(shè)預(yù)烘干程序即可。所述接觸孔的制造方法2中只需稍微調(diào)整NFC涂布設(shè)備的程序設(shè)置，不會影響工藝時間和制造成本。
[0053]請繼續(xù)參考圖8和圖9，其為現(xiàn)有技術(shù)中接觸孔刻蝕缺陷的測試結(jié)果和本發(fā)明實施例的接觸孔刻蝕缺陷的測試結(jié)果，圖中黑點密集表示接觸孔刻蝕缺陷，如8圖所示，接觸孔刻蝕后沒有進(jìn)行預(yù)烘干的3片晶圓，接觸孔刻蝕缺陷非常嚴(yán)重。而圖9中采用本發(fā)明實施例提供的接觸孔的制造方法，接觸孔刻蝕后執(zhí)行預(yù)烘干的3片晶圓，基本沒有接觸孔刻蝕缺陷。
[0054]綜上，在本發(fā)明實施例提供的接觸孔的制造方法中，在接觸孔刻蝕后對器件進(jìn)行預(yù)烘干，除去接觸孔內(nèi)凝集的易揮發(fā)性有機(jī)聚合物(Condense)，避免了接觸孔刻蝕缺陷的發(fā)生，提高了產(chǎn)品的良率。而且，在本發(fā)明實施例提供的接觸孔的制造方法不會延長工藝時間、增加制造成本。
[0055]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種接觸孔的制造方法，其特征在于，包括: 提供一基底； 對所述基底執(zhí)行接觸孔刻蝕，形成接觸孔； 對所述接觸孔執(zhí)行預(yù)烘干； 對預(yù)烘干后的接觸孔執(zhí)行金屬填充。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，所述預(yù)烘干的溫度為100°C?300。。。
3.如權(quán)利要求1所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，所述預(yù)烘干的時間為10秒?600 秒。
4.如權(quán)利要求1所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，執(zhí)行所述金屬填充所使用的材料為銅。
5.如權(quán)利要求1所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，所述接觸孔刻蝕采用兩層掩膜層，其中第一層掩膜層是NFC，第二層掩膜層是LTO。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，在執(zhí)行金屬填充之前，在執(zhí)行預(yù)烘干之后，還包括執(zhí)行淺槽刻蝕，形成淺槽。
7.如權(quán)利要求6所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，所述淺槽刻蝕采用兩層掩膜層，其中第三層掩膜層是NFC，第四層掩膜層是LTO。
8.如權(quán)利要求7所述的接觸孔的制造方法，其特征在于，在同一個工藝步驟中執(zhí)行所述預(yù)烘干和涂布第三層掩膜層NFC。
【文檔編號】H01L21/768GK104078413SQ201310103937
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】鐘鑫生, 嚴(yán)凱, 丁超, 張英男, 李斌生, 孫超 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司