專利名稱：一種平坦化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平坦化方法，具體地說時一種通過兩次犧牲層回刻使平坦化滿足 生產(chǎn)工藝的要求。
背景技術(shù)：
隨著工藝器件應(yīng)用越來越廣泛，在某些器件中設(shè)計中底層的金屬連線的厚度就會 達到1 μ m以上，厚的臺階差異導(dǎo)致介質(zhì)淀積形成的空洞和平坦化不良給后續(xù)其他連線金 屬淀積和刻蝕帶來不利，影響后續(xù)生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種平坦化方法，其工藝步驟 簡單有效，加工成本低廉，平坦化效果好，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述平坦化方法包括如下步驟a、提供襯底，所述襯底上設(shè)置底層金屬連線；b、在上述襯底上，淀積絕緣介質(zhì)層， 所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在底層金屬連線上；C、在上述絕緣介質(zhì)層上涂布光刻膠；d、對上述襯 底及光刻膠進行熱處理，去除光刻膠中的水汽；e、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去 除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光刻膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì) 層；f、對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗，清除襯底上的光刻膠；g、上述襯底 上，再次淀積絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在底層金屬連線上；h、在上述再次淀積得到 的絕緣介質(zhì)層上涂布光刻膠；i、對上述襯底及光刻膠進行熱處理，去除光刻膠中的水汽； j、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光刻膠，并 保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；所述保留的絕緣介質(zhì)層的厚度與所述底層金 屬連線的厚度相當；k、對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗，清除襯底上的光刻 膠。所述襯底的材料包括硅。所述底層金屬連線的厚度為IOOOnm 1500nm。所述絕 緣介質(zhì)層為SiO2層。所述絕緣介質(zhì)層通過PECVD淀積在底層金屬連線上，所述絕緣介質(zhì)層的厚度為 IOOOnm 1400nm。所述步驟(c)和步驟(i)中，涂布光刻膠的厚度為IOOOnm 1400nm。所述步驟d和步驟j中，對襯底及光刻膠在150 200°C進行40 80分鐘的熱處 理，除去光刻膠中的水汽。所述步驟k中，保留得到的絕緣氧化層的厚度為IOOOnm 1300nm。所述底層金屬 連線的材料包括鋁。所述步驟e和步驟j中，對光刻膠和絕緣介質(zhì)層的干法刻蝕包括兩步，第一步先去 除絕緣介質(zhì)層上的光刻膠，第二部中將剩余的光刻膠和絕緣介質(zhì)層去除，保留位于底層金 屬連線臺階上的絕緣介質(zhì)層。本發(fā)明的優(yōu)點工藝步驟簡單，通過兩次光刻膠回刻工藝增加了平坦化過程，光刻膠左犧牲層，所有工藝步驟都參照常規(guī)工藝，操作簡單；對生產(chǎn)影響??；采用常用器件制作中的工藝流程，在原基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，與原工藝流程兼容；涉及的設(shè)備，材料為常用MOS器 件制作中的通用設(shè)備，不需新增材料及設(shè)備；采用本發(fā)明的方法形成的層間介質(zhì)層，提高了 晶圓整體的平整度，同時也滿足了高臺階處金屬刻蝕的需要。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。隨著互連技術(shù)中層數(shù)的增加，堆加在某一層頂端的其他層會導(dǎo)致硅片表面地形越 來越崎嶇。硅片表面必須進行平坦化，以免每生長一層后硅片表面變得更加不平。如果不 進行平坦化，在多層互連系統(tǒng)中當采用各向異性進行刻蝕時，在陡峭臺階的底部或側(cè)面處 會可能有金屬縱條殘留。因此當?shù)讓咏饘龠B線的厚度增加到ι. ο μ m以上時，原層間介質(zhì)的 平坦化工藝已無法滿足工藝要求，容易出現(xiàn)金屬刻蝕不盡及其他平坦化效果不良帶來的工 藝問題，為此本發(fā)明提出了一種新的層間介質(zhì)平坦化工藝克服了上述問題。所述平坦化方法包括如下步驟a、提供襯底，所述襯底上設(shè)置底層金屬連線；所述襯底包括硅，底層金屬連線的厚度為IOOOnm 1500nm;底層金屬連線的材 料包括鋁；由于在襯底上還需要其他金屬連線，因此需要對底層金屬連線的表面進行平坦 化；b、在上述襯底上，淀積絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在底層金屬連線上；所述絕緣介質(zhì)層為SiO2層；所述SiO2層通過PECVD (等離子體增強化學氣相淀積) 方式淀積在底層金屬連線上；絕緣介質(zhì)層的厚度為IOOOnm 1400nm ；C、在上述絕緣介質(zhì)層上涂布光刻膠；由于光刻膠材料的旋涂性質(zhì)能夠使襯底表面趨向平整，所述光刻膠的涂布厚度為 IOOOnm 1400nm ；d、對上述襯底及光刻膠進行熱處理，去除光刻膠中的水汽；在除去光刻膠中的水汽時，將襯底及光刻膠放入150 200°C的烘箱內(nèi)進行熱處 理，熱處理時間為40 80分鐘，去除光刻膠中的水汽后，提高光刻膠的穩(wěn)定性；e、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光 刻膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；干法刻蝕時，先對上述襯底及光刻膠進行干法腐蝕，去除部分厚度的光刻膠，并保 留絕緣介質(zhì)層上部分厚度的光刻膠；所述去除光刻膠時，將500nm 700nm之間的光刻膠去除，并保留位于絕緣介質(zhì)層 上的光刻膠；第二步對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上 的光刻膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；所述絕緣介質(zhì)層保留的深度為 500nm 650nm ；f、對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗，清除襯底上的光刻膠；g、上述襯底上，再次淀積絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在底層金屬連線上；所 述絕緣介質(zhì)層的淀積工藝與步驟b的工藝相同；
h、在上述再次淀積得到的絕緣介質(zhì)層上涂布光刻膠，所述光刻膠的厚度為 IOOOnm 1400nm ；i、對上述襯底及光刻膠進行熱處理，去除光刻膠中的水汽，所述熱處理工藝與步 驟d相同；j、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光 刻膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；所述保留的絕緣介質(zhì)層的厚度與所 述底層金屬連線的厚度相當；干法刻蝕時，先對上述襯底及光刻膠進行干法腐蝕，去除部分厚度的光刻膠，并保 留絕緣介質(zhì)層上部分厚度的光刻膠；所述去除光刻膠的厚度與前述步驟相同； 第二步再對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì) 層上的光刻膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；所述保留的絕緣介質(zhì)層的 厚度與所述底層金屬連線的厚度相當；即保留的絕緣介質(zhì)層的總體厚度達到IOOOnm 1300nmk、對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗，清除襯底上的光刻膠。在對光刻膠和絕緣介質(zhì)層腐蝕的兩步中第e步和步驟j中，去除光刻膠 500-700nm之間，光刻膠和SI02選擇比> 10 ；第二步，對光刻膠和SIO2層一起刻蝕，光刻膠 和SIO2層選擇比1. 15-1. 35之間；由于在底層金屬連線上產(chǎn)生臺階，不同處的光刻膠的厚 度不同，因此需要對每次光刻膠與絕緣介質(zhì)層的刻蝕厚度進行選擇，保證絕緣介質(zhì)層位于 底層金屬連線的臺階間的凹槽內(nèi)。EKC 溶液為購自 EKC Technology, Inc.，Hayward, CA. EKC 溶液為一胺類為主的剝 除劑(amine-based stripper)，主要是出羥胺，有機溶劑，抑制腐蝕劑和水組成，能夠出去 襯底表面殘留的光刻膠。本發(fā)明工藝步驟簡單，通過兩次光刻膠回刻工藝增加了平坦化過程，光刻膠左犧 牲層，所有工藝步驟都參照常規(guī)工藝，操作簡單；對生產(chǎn)影響??；采用常用器件制作中的工 藝流程，在原基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，與原工藝流程兼容；涉及的設(shè)備，材料為常用MOS器件制作 中的通用設(shè)備，不需新增材料及設(shè)備；采用本發(fā)明的方法形成的層間介質(zhì)層，提高了晶圓整 體的平整度，同時也滿足了高臺階處金屬刻蝕的需要。
權(quán)利要求
1.一種平坦化方法，其特征是，所述平坦化方法包括如下步驟(a)、提供襯底，所述襯底上設(shè)置底層金屬連線；(b)、在上述襯底上，淀積絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在底層金屬連線上；(c)、在上述絕緣介質(zhì)層上涂布光刻膠；(d)、對上述襯底及光刻膠進行熱處理，去除光刻膠中的水汽；(e)、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光刻 膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；(f)、對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗，清除襯底上的光刻膠；(g)、上述襯底上，再次淀積絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層覆蓋在底層金屬連線上；(h)、在上述再次淀積得到的絕緣介質(zhì)層上涂布光刻膠；(i)、對上述襯底及光刻膠進行熱處理，去除光刻膠中的水汽；(j)、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光刻 膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；所述保留的絕緣介質(zhì)層的厚度與所述 底層金屬連線的厚度相當；(k)對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗，清除襯底上的光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述襯底的材料包括硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述底層金屬連線的厚度為 IOOOnm 1500nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述絕緣介質(zhì)層為SiA層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的平坦化方法，其特征是所述絕緣介質(zhì)層通過PECVD淀 積在底層金屬連線上，所述絕緣介質(zhì)層的厚度為IOOOnm 1400nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述步驟(c)和步驟(h)中，涂布光 刻膠的厚度為IOOOnm 1400nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述步驟(d)和步驟(h)中，對襯底 及光刻膠在150 200°C進行40 80分鐘的熱處理，除去光刻膠中的水汽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述步驟(k)中，保留得到的絕緣氧 化層的厚度為IOOOnm 1300nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的平坦化方法，其特征是所述底層金屬連線的材料包括。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化方法，其特征是所述步驟(e)和步驟(j)中，對光 刻膠和絕緣介質(zhì)層的干法刻蝕包括兩步，第一步先去除絕緣介質(zhì)層上的光刻膠，第二部中 將剩余的光刻膠和絕緣介質(zhì)層去除，保留位于底層金屬連線臺階上的絕緣介質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平坦化方法，其包括如下步驟a、提供襯底，襯底上設(shè)置底層金屬連線；b、淀積絕緣介質(zhì)層；c、涂布光刻膠；d、對襯底及光刻膠進行熱處理；e、對襯底及光刻膠進行干法刻蝕，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；f、用EKC溶液清洗；g、再次淀積絕緣介質(zhì)層；h、再次涂布光刻膠；i、對上述襯底及光刻膠進行熱處理；j、對上述襯底及光刻膠進行干法刻蝕，去除絕緣介質(zhì)層及所述絕緣介質(zhì)層上的光刻膠，并保留位于金屬連線底層臺階處的絕緣介質(zhì)層；所述保留的絕緣介質(zhì)層的厚度與所述底層金屬連線的厚度相當；k、對上述襯底通過干法去膠后，再用EKC溶液清洗。本發(fā)明工藝步驟簡單有效，加工成本低廉，平坦化效果好，安全可靠。
文檔編號H01L21/768GK102097311SQ20101054590
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者吳建偉, 張明, 肖志強, 黃蘊 申請人:無錫中微晶園電子有限公司