专利名称：开口及其形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种钝化层中开口及其形成方法。
技术背景
随着微电子技术的迅速发展，CMOS (互补金属氧化物半导体)器件的尺寸也随 之日趋减小。目前的主流半导体工艺尺寸已达到90nm、65nm量级，相应地，对工艺技 术也不断提出新的要求。其中，在后段工艺(BEOL)的钝化层刻蚀后，需要在钝化层开 口处填充金属层形成焊垫(pad)。在器件线宽较大时，对于该开口的填充不存在技术问 题。随着开口尺寸的不断缩小，为降低金属层的方块电阻(Rs)，需要增加金属层的厚 度，这又要求形成更厚的钝化层，那么相应的钝化层的厚度要更大，这样开口的纵宽比 (aspectratio)提高，这对金属层的填充造成一定的困难。
为改善金属层的填充质量，一方面可以改进金属层的淀积工艺，另一方面可以 通过改善钝化层的开口形貌以利于填充。业界对钝化层刻蚀工艺的探讨已有许多。例如 Xiaomei Bu 在"Pad etch optimization to minimize polymer” (Microelectronic Engineering Volume 77，Issues 3-4，April 2005，Piiges204-209) —文中讨论了 功率、四氟化碳 (CF4)、氧气(O2)流量对钝化层刻蚀过程中聚合物及表面形貌的影响。Jean-Francois Christaud在 “ Solvent-free plasma removal of etch polymers” (Solid State Technology Volume 42，Issue 3，March 1999) 一文中利用SF6/CHF3/He组合刻蚀成分为SiON/PSG的钝化 层。两文都讨论了刻蚀过程中聚合物的产生与去除过程。
通常在刻蚀工艺中，聚合物的形成对被刻蚀结构的形貌将产生较大影响，因而 被作为调节相应结构形貌的重要手段。公开号为20070015371的美国专利申请提出了一 种在高纵宽比结构中获得平整侧壁表面的方法。其通过对刻蚀与沉积气体的精确控制来 获得可控的侧壁保护层，以得到较好的各向异性刻蚀。侧壁保护层的动态调整通过控制 氟离子和缓冲气体的量来实现，使侧壁平整度显著提高，获得较好的表面形貌。在该方 案中，主要是通过对气体组分的调节来形成侧壁保护层或对高纵宽比结构进行刻蚀，这 需要对气体组分、压强、功率进行动态调整，调整过程较为复杂，需要建立相应的理论 模型，在大规模生产中较难实现。
因此，对于尺寸低于90nm的钝化层刻蚀，需要开发一种工艺过程简单，风险可 控，成本低廉，适于实际生产的刻蚀方法。发明内容
本发明的目的在于提供一种开口及其形成方法，能够有效改善金属层在开口内 填充的质量，避免对金属层的方块电阻等电学性能造成影响。
为解决上述问题，本发明提供一种开口的形成方法，在形成开口的主刻蚀中动 态调整三氟甲烷流量和偏置功率，调节刻蚀过程中产生聚合物的数量，所述三氟甲烷的 流量逐渐增加，所述偏置功率逐渐降低。
所述主刻蚀包括至少四个阶段，在第一个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速 率为1.2至3.4SCCm/S ；在第二个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.2至2.0SCCm/ s；在第三个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为0.8至2.4SCCm/S;在第四个阶段， 所述三氟甲烷的流量的变化速率为0.8至2.2SCCm/S。
在第一个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.6至-4.2W/S;在第二个阶段， 所述偏置功率的变化速率为-1.2至-2.0W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率 为-0.8至-2.6W/S ；在第四个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.3至-2.8WS。
所述主刻蚀包括至少四个阶段，在第一个至第四个阶段，所述三氟甲烷的流量 的增加逐渐降低；在第一个至第四个阶段，所述偏置功率的减小逐渐降低。
在第一个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为2.8至3.4SCCm/S;在第二个 阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.5至2.0SCCm/S;在第三个阶段，所述三氟甲 烷的流量的变化速率为0.8至l.hccm/s;在第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速 率为 0.8 至 1.2sccm/s。
在第一个阶段，所述偏置功率的变化速率为-3.8至-4.2W/S;在第二个阶段， 所述偏置功率的变化速率为-1.8至-1.2W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率 为-0.8至-1.2W/S;在第四个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.3至-0.6W/S。
所述主刻蚀包括至少四个阶段，在第一个至第四个阶段，所述三氟甲烷的流量 的增加逐渐提高；在第一个至第四个阶段，所述偏置功率的减小逐渐提高。
在第一个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.2至1.6SCCm/S;在第二个 阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.2至1.6SCCm/S;在第三个阶段，所述三氟甲 烷的流量的变化速率为1.8至2.&CCm/S;在第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速 率为 2.0 至 2.4sccm/s。
在第一个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.6至-l.OW/s;在第二个阶段， 所述偏置功率的变化速率为-1.6至-2.0W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率 为-2.2至-2.6W/S ；在第四个阶段，所述偏置功率的变化速率为-2.4至-2.8W/S。
所述第一个阶段时间为0至50秒；所述第二个阶段时间为50至100秒；所述第 三个阶段时间为100至150秒；所述第四个阶段时间为150至200秒。
形成开口的主刻蚀的气体还包括四氟化碳、氧气和八氟环丁烷。
所述四氟化碳的流量范围为50 300SCCm;所述氧气流量范围为10 IOOsccm ；所述八氟环丁烷流量范围为10 lOOsccm。
在主刻蚀过程中，所述三氟甲烷流量由0逐渐增加至330 370SCCm，所述三 氟甲烷流量的增速保持恒定，为1.5 1.9SCCm/秒；所述偏置功率由900W降至500 540W,偏置功率的降低速度恒定，为-1.7 -2.1W/秒。
一种如上任一方法所形成的开口。
与现有技术相比，上述方案具有以下优点通过对刻蚀菜单工艺参数的独立调 整，在形成开口的主刻蚀中动态调整三氟甲烷流量和偏置功率，可以调节刻蚀过程中所 产生聚合物的量，以此影响开口的形貌，防止现有技术的由于无法填充过厚或者形成的 开口的底部扩大导致填充的金属层的方块电阻的增大的缺陷，经过本发明的工艺所形成 的开口有利于提高金属层的填充质量。在此过程中，仅对刻蚀菜单中相关工艺参数作了局部调整，没有增加复杂的工艺流程，不会对产能和生产成本造成明显影响。
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其他目 的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。附图的绘 制并未刻意按照实际比例，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚明了，部分 层和区域被加以放大。
图1是钝化层结构的剖面示意图2是在钝化层结构上形成图形化光刻胶层的剖面示意图3、4分别是垂直钝化层侧壁和倾斜侧壁所形成的金属层填充示意图5是本发明的形成钝化层开口的侧壁形貌示意图6是本发明第一实施例的参数调整曲线；
图7、8是本发明第二实施例的参数调整曲线及钝化层侧壁示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发 明的具体实施方式
做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种 不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下 做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明提供的方法不仅适用于90nm工艺的钝化层刻蚀，还适用于65nm、45nm 以及32nm的半导体工艺，对于其他需要形成特殊形貌的介质层刻蚀也能适用。
首先简要介绍一下钝化层刻蚀的工艺流程。参照图1，在顶层金属层(topmetal layer) 100图形化完成后，形成一层刻蚀停止层110 (stop layer)，以防止过度刻蚀对顶层 金属层100造成的损伤。所述刻蚀停止层110材料可以为氮化硅Mi3N4)，厚度为500 2500A,优选为1000人;其形成方法可以为等离子体增强型化学气相淀积(PECVD)、低压 化学气相淀积(LPCVD)工艺，在此采用低压化学气相淀积。
接着，在刻蚀停止层110之上形成第一氧化硅层120 (SiO2),厚度为2000 5000A,优选为3500A。其形成方法可以为等离子体增强型化学气相淀积(PECVD)、低压 化学气相淀积(LPCVD)工艺，在此采用低压化学气相淀积。而后在第一氧化硅层120上 形成第一氮化硅层130 (^i3N4)，厚度为500 2000A，优选为1500A。其形成方法可以为等 离子体增强型化学气相淀积(PECVD)、低压化学气相淀积(LPCVD)工艺，在此采用等 离子体增强型化学气相淀积。之后再采用低压化学气相方法在第一氮化硅层130上形成 第二氧化硅层140，所述第二氧化硅层140的厚度为500 4000A,优选为2500A。所述第 一氧化硅层120、第一氮化硅层130、第二氧化硅层140共同构成钝化层170。
参照图2，在钝化层170上形成光刻胶层，并经过曝光、显影等光刻工艺形成所 需光刻胶图形层150。所用光刻胶为193nm光刻胶，厚度为4500A。之后进行刻蚀工艺对 钝化层170图形化。
常用的钝化层刻蚀工艺主要分为两个步骤首先是主刻蚀(main etch ME)，刻蚀速率较快，时间较长，这一步将刻蚀掉钝化层170的大部分；然后是过刻蚀(over etch OE)，刻蚀速率较慢，刻掉余留部分的钝化层170。通常而言，两步参与反应的工 艺气体种类类似，在流量上略有差别，以获得对刻蚀停止层110的较高选择比；另外过 刻蚀的功率比主刻蚀偏低，使钝化层170刻蚀后期速率处于可控状态。
一般的钝化层170刻蚀工艺菜单中，刻蚀气体有四氟化碳(CF4)、三氟甲烷 (CHF3)、氧气(O2)、氩气(Ar)、氮气(N2)、八氟环丁烷(C4F8)等。其中四氟化碳、三 氟甲烷、八氟环丁烷都提供刻蚀剂F离子的来源；三氟甲烷同时是形成侧壁保护层的来 源，在刻蚀过程中，光刻胶图形层150不断被消耗并与等离子体中的碳、氢、氟、氧等 元素结合形成聚合物淀积在侧壁上，保护侧壁不被刻蚀，由此影响刻蚀选择比以及侧壁 的斜率、形貌、平整度等要素。氧气在此也是为了调节刻蚀中聚合物的含量。惰性气体 如氩气可以增加离子轰击的数量，同时会影响离子停留时间(residence time)和聚合物淀 积过程。本工艺中，四氟化碳流量范围为50 300SCCm，优选为150 300SCCm ；三氟 甲烷流量范围为50 350sccm，优选为100 300sccm ；氧气流量范围为10 lOOsccm， 优选为10 50sccm ；氩气流量范围为50 500sccm，优选为150 400sccm ；氮气流量 范围为10 lOOsccm，优选为40 IOOsccm ；八氟环丁烷流量范围为10 lOOsccm，优 选为 30 lOOsccm。
在刻蚀中所加功率分为两种类型一种称为源功率(source power)，主要提供 气体分子解离的能量，该功率越大，分子解离的比率越高，在等离子体中离子密度就越 高，其RF频率为13.56MHz ；另一种为偏置功率(bias power)，主要用于加速轰击衬底 表面的离子能量，由此会影响聚合物的沉积程度。在本工艺中，源功率范围是500 2000W,优选为800 1500W ；偏置功率为400 1000W，优选为500 800W。
在器件尺寸不断变小的情况下，钝化层之后的金属层沉积工艺容易出现间隙填 充质量问题。如果钝化层开口的侧壁保持垂直，在填充金属层后，所得形貌如图3所 示，图3中各结构如下顶层金属层200，依次位于顶层金属层200上的刻蚀停止层210 和钝化层220，所述钝化层220中形成有开口，所述开口内填充有金属层230，所述金属 层230可以为铝。在上述刻蚀条件下，填充在钝化层220开口内的金属层230形成一个 上窄下宽的梯形空隙。这种形状对于后续第二钝化层的淀积极为不利，很容易造成后续 第二钝化层的填充问题，进而带来电学性能失效。为解决这一问题，需要通过调整刻蚀 工艺以改善钝化层220开口的侧壁形貌，现有技术通过减小钝化层220开口的侧壁斜率， 使之变得倾斜(taper)加以实现，如图4所示，图4中各结构如下顶层金属层200’， 依次位于顶层金属层200’上的刻蚀停止层210’和钝化层220’，所述钝化层220’中 形成有开口，所述开口内填充有金属层230’，所述金属层230’可以为铝。在上述刻蚀 条件下，形成的钝化层220’开口的形貌为上宽下窄的梯形，这样金属层230’可以较易 从开口处填充，而且所形成空隙的上下宽度大致相等。由于钝化层220’中氧化层占绝 大部分，要实现上述倾斜开口的侧壁，可以通过调整主刻蚀菜单，减少聚合物的产生实 现，由于聚合物的减少，使开口侧壁的横向刻蚀较为容易，因此开口的上部分变大，而 聚合物一般倾向于沉积在开口底部，因此开口底部横向刻蚀速率较慢，形成上宽下窄的 梯形形状。在菜单上可以通过在主刻蚀步骤减少三氟甲烷(CHF3)流量或者增加偏置功率 来实现。
参照图4的截面为梯形的钝化层开口的侧壁形貌，尽管上述方案解决了金属层 的填充问题，但由于刻蚀菜单整体聚合物产生量的降低，通常侧壁底部的尺寸也会随之 增大。因此会增大该处的方块电阻(Rs)，影响器件的电学性能。
针对上述问题，本发明提出一种喇叭形(trumpet shape)的钝化层开口的侧壁形 貌较好的解决了这一问题。参考图5，在开口上部分使侧壁变得更为倾斜，利于金属层的 填充，而在开口底部使其尽量保持垂直，避免底部尺寸的扩大，图5中各结构如下顶 层金属层300，依次位于顶层金属层300上的刻蚀停止层310和钝化层320，所述钝化层 320中形成有开口，所述钝化层320上有光刻胶330，钝化层320中开口的侧壁形貌类似 于一个口向上的喇叭。
为实现该特定的钝化层开口的侧壁形貌，可以在主刻蚀过程中动态调节不同刻 蚀阶段产生的聚合物的量。对于喇叭形的开口而言，在刻蚀初期需要扩大其开口宽度， 因此聚合物浓度较轻，因此横向刻蚀较大；随着深度不断加深，需要形成比较垂直的钝 化层侧壁，即减小横向刻蚀，因此需要加强侧壁保护，也就是要增加刻蚀过程中聚合物 的产生。因此对菜单的调整思路为在整个主刻蚀阶段使产生的聚合物含量逐步增加。基 于这一思路，本发明提出如下技术方案。
本发明提供一种开口的形成方法，在形成开口的主刻蚀中动态调整三氟甲烷流 量和偏置功率，调节刻蚀过程中产生聚合物的数量，所述三氟甲烷的流量逐渐增加，所 述偏置功率逐渐降低。
比如，本发明提供一种开口的形成方法，形成开口的主刻蚀包括至少四个刻蚀 阶段，在第一个至第四个刻蚀阶段中，刻蚀气体三氟甲烷的流量的增加逐渐降低；在第 一个至第四个刻蚀阶段中，偏置功率的减小逐渐降低。
在钝化层形成开口的主刻蚀中，四氟化碳流量、氧气流量、氩气流量、氮气流 量、八氟环丁烷流量、源功率的设定范围与现有技术相同，即四氟化碳流量范围为50 300sccm,优选为150 300sccm ；氧气流量范围为10 lOOsccm，优选为10 50sccm ； 氩气流量范围为50 500sccm，优选为150 400sccm ；氮气流量范围为10 lOOsccm， 优选为40 IOOsccm ；八氟环丁烷流量范围为10 lOOsccm，优选为30 lOOsccm。
本发明仅对三氟甲烷流量和偏置功率的值进行了动态调整。在第一个阶段，所 述三氟甲烷的流量的变化速率为1.2至3.4SCCm/S;在第二个阶段，所述三氟甲烷的流量 的变化速率为1.2至2.0SCCm/S ；在第三个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为0.8至 2.4sccm/s ；在第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为0.8至2.2SCCm/S。
在第一个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.6至-4.2W/S;在第二个阶段， 所述偏置功率的变化速率为-1.2至-2.0W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率 为-0.8至-2.6W/S ；在第四个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.3至-2.8W/S。
所述第一个阶段时间为O至50秒；所述第二个阶段时间为50至100秒；所述第 三个阶段时间为100至150秒；所述第四个阶段时间为150至200秒。
作为一个实施例，所述三氟甲烷流量动态调整过程为在整个主刻蚀阶段， 三氟甲烷流量的增速逐步降低，其中在0 50秒，三氟甲烷流量的变化速率为2.8 3.4sccm/秒；在50 100秒，三氟甲烷流量的变化速率为1.5 2.0sccm/秒；在100 150秒，三氟甲烷流量的变化速率为0.8 1.2SCCm/秒；在150 200秒，三氟甲烷流量的变化速率为0.8 l.hccm/秒，所述变化速率是流量随时间变化的大小。
作为一个实施例，所述偏置功率的动态调整过程为在整个主刻蚀阶段，偏置 功率的降速逐步减小，其中在0 50秒，偏置功率的变化速率为-3.8 4.2W/秒；在 50 100秒，偏置功率的变化速率为-1.8 -1.2W/秒；在100 150秒，偏置功率的 变化速率为-0.8 -1.2W/秒；在150 200秒，偏置功率的变化速率为_0.3 -0.6W/ 秒。
图6所示为本实施例中，三氟甲烷流量与偏置功率随时间变化的曲线，这可以 在机台中设定。
作为一个具体实施例，刻蚀开始时，三氟甲烷流量为0;在主刻蚀时间为50秒 时，三氟甲烷流量增至160SCCm ；在主刻蚀时间为100秒时，三氟甲烷流量为250SCCm ； 在主刻蚀时间为150秒时，三氟甲烷流量为300SCCm;在主刻蚀结束时，三氟甲烷流量为 350sccm。
作为一个具体实施例，在主刻蚀开始时，偏置功率为900W;在主刻蚀时间为 50秒时，偏置功率降至700W;在主刻蚀时间为100秒时，偏置功率为600W;在主刻蚀 时间为150秒时，偏置功率为550W ；在主刻蚀结束时，偏置功率为520W
在上述工艺条件下，从前文关于聚合物与侧壁形貌关系的分析，可知容易形成 喇叭形的钝化层开口的侧壁形貌。图5为该实施例的钝化层开口的侧壁形貌。
作为第二实施例，对三氟甲烷流量与偏置功率随时间变化的曲线形状作一调 整，如图7所示，这可以在机台中设定。图7的刻蚀时间坐标不对
同样，其他参数保持不变，所述三氟甲烷的动态调整如下在整个主刻蚀阶 段，三氟甲烷流量的增速逐步提高，比如在0 50秒，三氟甲烷流量的变化速率为1.2 1.6sccm/秒；在50 100秒，三氟甲烷流量的变化速率为1.2 1.6sccm/秒；在100 150秒，三氟甲烷流量的变化速率为1.8 2.2SCCm/秒；在150 200秒，三氟甲烷流量 的变化速率为2.0 2.4sccm/秒。
作为一个实施例，在主刻蚀开始时，三氟甲烷流量为0;在主刻蚀时间为50秒 时，三氟甲烷流量增至70SCCm;在主刻蚀时间为100秒时，三氟甲烷流量为140SCCm; 在主刻蚀时间为150秒时，三氟甲烷流量为MOsccm;在主刻蚀结束时，三氟甲烷流量为 350sccm。
所述偏置功率的动态调整如下在整个主刻蚀阶段，偏置功率的降低速度逐 步增大，比如在0 50秒，偏置功率的变化速率为-0.6 -1.0W/秒；在50 100 秒，偏置功率的变化速率为-1.6 -2.0W/秒；在100 150秒，偏置功率的变化速率 为-2.2 -2.6W/秒；在150 200秒，偏置功率的变化速率为_2.4 -2.8W/秒。
作为一个实施例，在主刻蚀开始时，偏置功率为900W;在主刻蚀时间为50秒 时，偏置功率降至860W;在主刻蚀时间为100秒时，偏置功率为770W;在主刻蚀时间 为150秒时，偏置功率为650W ；在主刻蚀结束时，偏置功率为520W。
经过上述工艺，形成如图8所示的开口，图8中各结构如下顶层金属层400， 依次位于顶层金属层400上的刻蚀停止层410和钝化层420，所述钝化层420中形成有开 口，所述钝化层420上有光刻胶430，钝化层420中开口的侧壁比图5中钝化层320中开 口的侧壁更为倾斜。
以上两个实施例的三氟甲烷流量与偏置功率均为曲线形式，在参数设定上略显 复杂。为简单起见，两个参数也可以设定为线性变化。比如在主刻蚀开始时，三氟甲烷 流量为0;在主刻蚀结束时，三氟甲烷流量为330 370SCCm，在整个主刻蚀阶段，三氟 甲烷流量的增速保持恒定，为1.5 1.9SCCm/秒。在主刻蚀开始时，偏置功率为900W; 在主刻蚀结束时，偏置功率为500 MOW。在整个主刻蚀阶段，偏置功率的降低速度恒 定，为-1.7 -2.1W/秒。由于三氟甲烷流量与偏置功率随时间的变化率介于第一实施 例与第二实施例之间，获得的钝化层开口的侧壁形貌也介于两者之间。这作为本发明的 第三实施例。
另外，三氟甲烷流量与偏置功率还可以仅在主刻蚀过程的某一时间段作动态调 整，而不是在整个主刻蚀过程不断变化。菜单中的其他参数也可以作相应动态变化以获 得理想的钝化层开口的侧壁形貌，如氧气流量可以在主刻蚀阶段逐步降低以获得喇叭形 的开口的侧壁形貌。
需要指出的是，由于工艺参数的动态变化，会使刻蚀速率也处于不断变化中， 因此原有的刻蚀时间需要重新评估以保证刻蚀充分完全。除钝化层开口的侧壁形貌外， 其他重要的电学参数也应与原有工艺条件相符。
如上所述，通过对刻蚀菜单工艺参数的动态调整，可以调节刻蚀过程中产生聚 合物的数量，以此影响刻蚀结构的形貌。对于钝化层刻蚀，所形成的喇叭形侧壁形貌有 利于提高金属层的填充质量，并且可以避免对方块电阻的影响。在此过程中，仅对刻蚀 菜单作了局部调整，没有增加复杂的工艺流程，不会对产能和生产成本造成明显影响。
基于上述工艺，形成本发明的开口，所述开口的底部并没有象现有技术那样变 大，因此不会增大该处的方块电阻(Rs)，也不会影响器件的电学性能。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对 本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依 据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发 明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种开口的形成方法，其特征在于在形成开口的主刻蚀中动态调整三氟甲烷流 量和偏置功率，调节刻蚀过程中产生聚合物的数量，所述三氟甲烷的流量逐渐增加，所 述偏置功率逐渐降低。
2.根据权利要求1所述的开口的形成方法，其特征在于，所述主刻蚀包括至少四个 阶段，在第一个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.2至3.4SCCm/S;在第二个阶 段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.2至2.0SCCm/S;在第三个阶段，所述三氟甲烷 的流量的变化速率为0.8至2.4SCCm/S;在第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率 为 0.8 至 2.2sccm/s。
3.根据权利要求2所述的开口的形成方法，其特征在于，在第一个阶段，所述偏置 功率的变化速率为-0.6至-4.2W/S;在第二个阶段，所述偏置功率的变化速率为-1.2 至-2.0W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.8至-2.6W/S;在第四个阶 段，所述偏置功率的变化速率为-0.3至-2.8WS。
4.根据权利要求1所述的开口的形成方法，其特征在于，所述主刻蚀包括至少四个阶 段，在第一个至第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的增加逐渐降低；在第一个至第四个 阶段，所述偏置功率的减小逐渐降低。
5.根据权利要求4所述的开口的形成方法，其特征在于，在第一个阶段，所述三氟甲 烷的流量的变化速率为2.8至3.4SCCm/S;在第二个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速 率为1.5至2.0SCCm/S ；在第三个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为0.8至1.2SCCm/ s；在第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为0.8至1.2SCCm/S。
6.根据权利要求5所述的开口的形成方法，其特征在于，在第一个阶段，所述偏置 功率的变化速率为-3.8至-4.2W/S;在第二个阶段，所述偏置功率的变化速率为-1.8 至-1.2W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率为-0.8至-1.2W/S;在第四个阶 段，所述偏置功率的变化速率为-0.3至-0.6W/S。
7.根据权利要求1所述的开口的形成方法，其特征在于，所述主刻蚀包括至少四个阶 段，在第一个至第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的增加逐渐提高；在第一个至第四个 阶段，所述偏置功率的减小逐渐提高。
8.根据权利要求7所述的开口的形成方法，其特征在于，在第一个阶段，所述三氟甲 烷的流量的变化速率为1.2至1.6SCCm/S ；在第二个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速 率为1.2至1.6SCCm/S ；在第三个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为1.8至2.2SCCm/ s；在第四个阶段，所述三氟甲烷的流量的变化速率为2.0至2.4SCCm/S。
9.根据权利要求8所述的开口的形成方法，其特征在于，在第一个阶段，所述偏置 功率的变化速率为-0.6至-l.OW/s;在第二个阶段，所述偏置功率的变化速率为-1.6 至-2.0W/S;在第三个阶段，所述偏置功率的变化速率为-2.2至-2.6W/S;在第四个阶 段，所述偏置功率的变化速率为-2.4至-2.8W/S。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的开口的形成方法，其特征在于，所述第一个 阶段时间为0至50秒；所述第二个阶段时间为50至100秒；所述第三个阶段时间为100 至150秒；所述第四个阶段时间为150至200秒。
11.根据权利要求10所述的开口的形成方法，其特征在于，形成开口的主刻蚀的气体 还包括四氟化碳、氧气和八氟环丁烷。
12.根据权利要求11所述的开口的形成方法，其特征在于，所述四氟化碳的流量范围 为50 300SCCm;所述氧气流量范围为10 IOOsccm ；所述八氟环丁烷流量范围为10 IOOsccm0
13.根据权利要求1所述的开口的形成方法，其特征在于，在主刻蚀过程中，所述 三氟甲烷流量由0逐渐增加至330 370SCCm，所述三氟甲烷流量的增速保持恒定，为 1.5 1.9sccm/秒；所述偏置功率由900W降至500 540W，偏置功率的降低速度恒定， 为-1.7 -2.IW/秒。
14.一种如权利要求1至13中任一项所形成的开口。
全文摘要
一种开口及其形成方法，其中，所述开口的形成方法包括在形成开口的主刻蚀中动态调整三氟甲烷流量和偏置功率，调节刻蚀过程中产生聚合物的数量，所述三氟甲烷的流量逐渐增加，所述偏置功率逐渐降低。本发明通过对刻蚀菜单工艺参数的独立调整，在形成开口的主刻蚀中动态调整三氟甲烷流量和偏置功率，可以调节刻蚀过程中所产生聚合物的量，以此影响开口的形貌，防止现有技术的由于无法填充过厚或者形成的开口的底部扩大导致填充的金属层的方块电阻的增大的缺陷，经过本发明的工艺所形成的开口有利于提高金属层的填充质量。在此过程中，仅对刻蚀菜单中相关工艺参数作了局部调整，没有增加复杂的工艺流程，不会对产能和生产成本造成明显影响。
文档编号H01L21/311GK102024696SQ20091019563
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者孙武, 张海洋, 符雅丽 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司