成第一掩膜層和第二掩膜層后,第一掩膜層和第二掩膜層的材料不同,使第一掩膜層和第二掩膜層之間具有較大的刻蝕選擇性。
[0060]請參考圖2及圖3,圖2為俯視圖,圖3為圖2沿AAl方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,圖形化所述初始掩膜層102 (如圖1所TK )直至暴露出金屬層101表面,在所述金屬層101表面形成若干分立的初始掩膜薄膜103。
[0061]本實(shí)施例中,所述初始掩膜薄膜103為后續(xù)形成第一掩膜層和第二掩膜層提供工藝基礎(chǔ);并且,所述初始掩膜薄膜103定義出后續(xù)形成的金屬連線的位置和形狀,因此所述初始掩膜薄膜103覆蓋待形成金屬連線的對應(yīng)位置和結(jié)構(gòu)。
[0062]作為一個(gè)具體實(shí)施例,形成初始掩膜薄膜103的工藝步驟包括:在所述初始掩膜層102表面形成光刻膠膜;對所述光刻膠膜進(jìn)行曝光、顯影處理,在所述初始掩膜層102表面形成圖形化的光刻膠層;以所述圖形化的光刻膠層為掩膜,刻蝕所述初始掩膜層102直至暴露出金屬層101表面,在所述金屬層101表面形成若干分立的初始掩膜薄膜103 ;去除所述圖形化的光刻膠層。
[0063]在形成光刻膠膜之前,還可以在初始掩膜層102表面形成底部抗反射涂層(BARC)或有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆層(ODL);在形成光刻膠膜之后,還可以在光刻膠膜表面形成頂部抗反射涂層(TARC)。
[0064]請參考圖4至圖6,圖4為在圖2基礎(chǔ)上的俯視圖,圖5為圖4沿AAl方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,圖6為圖4沿BBl方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,圖形化所述初始掩膜薄膜103(如圖2及圖3所示),刻蝕部分區(qū)域的部分厚度初始掩膜薄膜103,在金屬層101表面形成第一掩膜薄膜104,在第一掩膜薄膜104表面形成第二掩膜薄膜105。
[0065]所述第一掩膜薄膜104覆蓋需要形成金屬連線的對應(yīng)位置和結(jié)構(gòu);所述第二掩膜薄膜105覆蓋需要形成金屬凸柱的對應(yīng)位置和結(jié)構(gòu)。
[0066]具體的,形成第一掩膜薄膜104以及第二掩膜薄膜105的工藝步驟包括:在所述初始掩膜薄膜103表面形成光刻膠膜,所述光刻膠膜還覆蓋于暴露出的金屬層101表面;對所述光刻膠膜進(jìn)行曝光、顯影處理,在初始掩膜薄膜103表面形成圖形化的光刻膠層,所述圖形化的光刻膠層覆蓋于部分初始掩膜薄膜103表面;以所述圖形化的光刻膠層為掩膜,刻蝕去除部分厚度的初始掩膜薄膜103,在金屬層101表面形成第一掩膜薄膜104,在第一掩膜薄膜104表面形成第二掩膜薄膜105。
[0067]所述圖形化的光刻膠層定義出后續(xù)形成金屬凸柱的位置和形狀。在形成第二掩膜薄膜105之后,還可以保留圖形化的光刻膠層,在后續(xù)刻蝕去除未被第二掩膜薄膜105覆蓋的第一掩膜薄膜104時(shí),所述圖形化的光刻膠層起到保護(hù)第二掩膜薄膜105的作用。
[0068]本實(shí)施例初始掩膜層102為單層結(jié)構(gòu),因此第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105的材料相同。并且,由于后續(xù)在以第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105為掩膜刻蝕金屬層101的刻蝕工藝過程中,所述刻蝕工藝還會刻蝕去除未被第二掩膜薄膜105覆蓋的第一掩膜薄膜104 ;而第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105的材料相同,為了保證未被第二掩膜薄膜105覆蓋的第一掩膜薄膜104被刻蝕去除,本實(shí)施例中,所述第二掩膜薄膜105的厚度大于第一掩膜薄膜104的厚度。
[0069]在其他實(shí)施例中,初始掩膜層為疊層結(jié)構(gòu)時(shí),則第一掩膜薄膜和第二掩膜薄膜的材料也可以不同。并且,后續(xù)能夠以第二掩膜薄膜為掩膜,刻蝕第一掩膜薄膜,即第一掩膜薄膜和第二掩膜薄膜之間具有刻蝕選擇性,那么第二掩膜薄膜的厚度可以大于、等于或小于第一掩膜薄膜的厚度。
[0070]所述第一掩膜薄膜104的材料為氮化硅、氧化硅、碳化硅、氮氧化硅或碳氮氧化硅中的一種或多種;所述第二掩膜薄膜105的材料為氮化硅、氧化硅、碳化硅、氮氧化硅或碳氧化硅中的一種或多種。
[0071]本實(shí)施例中,所述第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105為圖形化同一初始掩膜層102 (如圖1所示)后獲得的,其形成工藝簡單,簡化了半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝步驟,有限的減小了半導(dǎo)體生產(chǎn)成本;并且由于在形成第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105之前,還未對金屬層101進(jìn)行刻蝕,在形成第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105的過程中金屬層101頂部表面高度保持一致,避免由于金屬層101表面具有復(fù)雜圖形而導(dǎo)致第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105產(chǎn)生圖形偏差,因此本實(shí)施例形成的第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105具有良好的圖形形貌,使得后續(xù)形成的金屬連線以及金屬凸柱的位置和尺寸精確。
[0072]同時(shí),所述第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105為圖形化同一初始掩膜層102獲得的,所述第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105側(cè)壁之間的對準(zhǔn)精度高,第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105的部分側(cè)壁表面齊平,減小了第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105側(cè)壁之間的對準(zhǔn)誤差。
[0073]請參考圖7至圖8,圖7為在圖5基礎(chǔ)上的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,圖8為圖6基礎(chǔ)上的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,以所述第二掩膜薄膜105以及第一掩膜薄薄膜104為掩膜,刻蝕去除部分厚度的未被第一掩膜薄膜104覆蓋的金屬層101 (如圖4至6所示),形成覆蓋于基底100表面的初始金屬連線101a、以及位于初始金屬連線1la表面的若干分立的初始金屬凸柱1lb0
[0074]本實(shí)施例中,形成的初始金屬連線1la覆蓋于整個(gè)基底100表面,避免部分基底100表面暴露出來,從而防止后續(xù)刻蝕形成金屬凸柱的刻蝕工藝對暴露出的基底100造成刻蝕損傷。
[0075]所述初始金屬連線1la的厚度與后續(xù)形成的互連結(jié)構(gòu)的金屬凸柱的厚度相同,可根據(jù)實(shí)際需要形成的金屬凸柱的厚度,確定形成的初始金屬連線1la的厚度,進(jìn)而確定金屬層101需要刻蝕去除的厚度。
[0076]本實(shí)施例中,所述初始金屬凸柱1lb的位置和表面尺寸與后續(xù)形成的金屬連線的位置和表面尺寸相同,后續(xù)會刻蝕去除未被初始金屬凸柱1lb覆蓋的初始金屬連線101a,直至暴露出基底100表面。
[0077]采用干法刻蝕工藝刻蝕所述金屬層101,所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括H2,還可以向刻蝕腔室內(nèi)通入載氣,所述載氣為Ar或He。作為一個(gè)具體實(shí)施例,所述干法刻蝕工藝的工藝參數(shù)為=H2流量為20sccm至200sccm,載氣流量為1sccm至lOOsccm,射頻源功率為2000瓦至5000瓦,射頻偏置功率為100瓦至500瓦,刻蝕腔室壓強(qiáng)為I托至20托,刻蝕腔室溫度為350攝氏度至600攝氏度。
[0078]請參考圖9至圖11,圖9為俯視圖,圖10為在圖9沿AAl方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,圖11為在圖9沿BBl方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,刻蝕去除未被第二掩膜薄膜105 (如圖7及圖8所示)覆蓋的第一掩膜薄膜104 (如圖7及圖8所示),形成覆蓋于初始金屬凸柱1lb部分表面的第一掩膜層104a以及位于第一掩膜層104a表面的第二掩膜層105a。
[0079]由于前述在形成表面具有初始金屬凸柱1lb的初始金屬連線1la后,即定義出了后續(xù)形成的金屬連線的位置和尺寸;而形成覆蓋于初始金屬凸柱1lb部分表面的第一掩膜層104a以及位于第一掩膜層104a表面的第二掩膜層105a后,即可定義出后續(xù)形成的金屬凸柱的位置和尺寸。
[0080]本實(shí)施例中,第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105的材料相同,因此,在以第二掩膜薄膜105為掩膜,刻蝕去除第一掩膜薄膜104之后,剩余的第二掩膜層105a的厚度較第二掩膜薄膜105的厚度小。
[0081]采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一掩膜薄膜104。在一個(gè)具體實(shí)施例中,第一掩膜薄膜104和第二掩膜薄膜105的材料均為氧化硅,所述干法刻蝕工藝的工藝參數(shù)為:刻蝕氣體包含CF4、C3F8, C4F8, CHF3, NF3, SiF4, Ar、He、O2或者N2中的一種或幾種,混合氣體的流量為50標(biāo)況_升每分?500標(biāo)況_升每分,偏壓為50V?600V,功率為100W?600W,溫度為30°C?70°C。
[0082]在其他實(shí)施例中,刻蝕去除未被第二掩膜薄膜覆蓋的第一掩膜薄膜之前,第二掩膜薄膜表面具有圖形化的光刻膠層,所述圖形化的光刻膠層保護(hù)第二掩膜薄膜不被刻蝕,則在形成第一掩膜層和第二掩膜層之后,所述第二掩膜層的厚度與第二掩膜薄膜的厚度一致。
[0083]在其他實(shí)施例中,第一掩膜薄膜和第二掩膜薄膜的材料不同時(shí),刻蝕第一掩膜薄膜的刻蝕工藝對第二掩膜薄膜的刻蝕速率很小。
[0084]在其他實(shí)施例中,為了簡化工藝步驟,也可以在刻蝕金屬層以形成初始金屬連線及初始金屬凸柱的同時(shí),刻蝕去除未被第二掩膜薄膜覆蓋的第一掩膜薄膜,直至暴露出部分初始金屬凸柱表面