[发明专利]开口与介层窗开口的制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种半导体结构的制造方法，特别是有关于一种开口与介层窗开口的制造方法。

背景技术

在集成电路蓬勃发展的今日，元件缩小化与集成化是必然的趋势，也是各界积极发展的重要课题。当集成电路的集成度增加，使芯片表面无法提供足够面积以制作所需的内连线(interconnect)时，为适应半导体元件缩小后所增加的内连线需求，两层或甚至多层以上的金属层设计便逐渐成为许多集成电路元件所必须采用的方式。

为了不让各导体层(如电极与导线，或是不同层的导线)之间直接接触而发生短路，通常以介电层加以隔离，并在其中形成接触窗插塞(contactplug)或介层窗插塞(via plug)，以连接上下两层导体层。

然而，随着半导体工艺线宽的减小与集成度的增加，由于膜层间可能产生叠置(overlay)误差，或是受限光刻刻蚀的设计准则(design rule)，在定义介电层以形成开口时，极易发生对准失误(misalignment)或未准确连接(un-landed)的现象。

请参照图1，是绘示已知介层窗开口的结构剖面图。衬底100上设置有铝导线110与氮化钛层120，介电层130覆盖住氮化钛层120与衬底100。在刻蚀介层窗开口145的过程中，由于未准确连接(un-landed)的情况发生，使得介层窗开口145并不是完全形成于氮化钛层120上。而会刻蚀穿透介电层130、氮化钛层120，于铝导线110侧壁形成凹陷155，裸露出氮化钛层120下方的铝导线110。如此一来，会导致之后的清洗工艺(cleaning process)中，不纯物及刻蚀产生的残余物如氟化铝(AlF3)无法去除干净，进而影响介层窗开口145内后续沉积的膜层，造成介层窗插塞接触电阻值的变异、降低元件的电性品质。在进入深次微米工艺以后，这些残余物所造成的影响更是明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开口的制造方法，该方法可以控制开口的宽度与深度，避免于刻蚀后产生难以去除的残余物。

本发明的另一目的在于提供一种介层窗开口的制造方法，可以避免未准确连接造成的问题，提高元件的电性表现。

本发明的目的是这样实现的，一种开口的制造方法，该制造方法包括：

提供一衬底，该衬底上已形成有一导电部与一介电层，该导电部由下而上至少包括一导体层与一保护层，该介电层覆盖住该导电部；

使用含有一高聚合物气体的一反应气体对该介电层进行一第一干式刻蚀步骤，于该保护层上形成一开口，该开口底部具有一初始尺寸，且该开口底面与该开口内壁夹一钝角；

进行一开口扩大步骤，使该开口底部达到一目标尺寸，该目标尺寸大于该初始尺寸，且该开口至少未裸露出该导体层。

所述该钝角大于93°。

该目标尺寸与该初始尺寸的尺寸差小于该保护层的厚度。

该导体层的材质包括铝。

该第一干式刻蚀步骤中，附着在该开口顶部内壁的聚合物多于附着在该开口底部内壁的聚合物。

该开口扩大步骤包括一第二干式刻蚀步骤。

于该第二干式刻蚀步骤中，该保护层与该介电层的刻蚀选择比约介于0.92～1.2之间。

该第二干式刻蚀步骤的反应腔压力高于该第一干式刻蚀步骤的反应腔压力。

该第二干式刻蚀步骤的反应腔压力介于60～200mT之间。

该第二干式刻蚀步骤使用的功率约介于300～800W之间。

该介电层的材质包括氧化硅。

该保护层的材质包括钛/氮化钛。

该高聚合物气体包括一氧化碳、八氟环丁烷。

一氧化碳的流量介于90～400sccm之间，八氟环丁烷的流量介于12～20sccm之间。

该反应气体更包括一清洁气体。

该清洁气体包括氧气，且氧气的流量小于3sccm。

该反应气体更包括氧气、氩气与三氟甲烷。

上述开口的制造方法，先利用高聚合物气体进行第一干式刻蚀步骤形成开口，再利用第二干式刻蚀步骤将开口扩大至目标尺寸。此方法可以控制所刻蚀的介电层的深度，避免裸露出保护层下方的导体层，进而预防残余物的生成，制作出电性品质较佳的元件。

附图说明

图1：是已知介层窗开口的结构剖面图。

图2A至图2C：是本发明一实施例的一种开口的制造流程剖面图。

附图标号：

100、200：衬底

110：铝导线

120：氮化钛层

130：介电层

145：介层窗开口