[發明專利]通孔的形成方法

有效

• 申請號: 200610147808.8
• 申請日: 2006-12-22
• 公開（公告）號: CN101207069A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 杜珊珊;韓秋華;張世謀
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/02;H01L21/311
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種通孔的形成方法。

背景技術

半導體集成電路芯片的工藝制作利用批量處理技術，在同一硅襯底上形成大量各種類型的復雜器件，并將其互相連接以具有完整的電子功能。隨著超大規模集成電路的迅速發展，芯片的集成度越來越高，元器件的尺寸越來越小，因器件的高密度、小尺寸引發的各種效應對半導體工藝制作結果的影響也日益突出。其中一個典型的例子是小孔徑通孔的制作：隨著器件尺寸的縮小，芯片制作中需要形成的各種孔的尺寸也進一步縮小，然而，曝光機由于曝光極限難以定義出小于110nm的小孔徑的孔圖案，制作出小孔徑的通孔非常困難。

為制作小尺寸的通孔，現有的一種方法是通過對光刻膠的熱處理，使其產生熱回流，發生變形，使得由光刻膠定義出的孔的孔徑縮小，形成尺寸突破曝光極限的小孔徑的通孔。

圖1A至1C為說明現有的小孔徑通孔的形成方法的器件剖面圖，其中，圖1A為光刻后的器件剖面圖，如圖1A所示，為在襯底101上的介質層102內形成小孔徑的通孔，先利用光刻膠103定義了一個孔104，由于受光刻曝光尺寸的限制，該光刻膠內的孔104的孔徑比設定的要在介質層102內形成的孔的孔徑略大。為使該104孔的孔徑縮小，直至與設定的孔徑相同，對光刻膠進行了加熱處理，使其產生熱回流。

圖1B為光刻膠熱回流后的器件剖面圖，如圖1B所示，經過加熱處理后，光刻膠發生了形變，在水平方向上有一定的擴展，變形后的光刻膠103-1內的孔104-1的孔徑相應地變小了。

圖1C為刻蝕后的器件剖面圖，如圖1C所示，以變形后的光刻膠103-1為掩膜對介質層102進行刻蝕，在其內形成了小孔徑的通孔110，該孔的孔徑與變形后的光刻膠孔104-1的孔徑相同，也就實現了孔徑小于光刻曝光尺寸的通孔的制作。然而，該種方法存在以下缺點：

1、熱回流后的光刻膠的形狀取決于其圖案的大小，芯片中圖案大小的不一致會導致光刻膠回流的程度不同，結果由其保護進行刻蝕而形成各孔的孔徑也不會均勻一致；

2、熱回流后的光刻膠在水平尺寸的擴展有限，因此，能由其形成的通孔的孔徑與光刻時的曝光尺寸相比縮小的也有限，即可調整的孔徑尺寸有限；

3、熱回流后的光刻膠形狀會不規則，導致形成的小孔徑通孔的邊緣形狀及側壁形狀不好(圖中未示出)。

4、光刻膠的熱回流情況不易精確控制，孔徑調整的可控性較差。

為改善傳統熱回流方法形成小孔徑通孔時的不足，申請號為200510135720.X的中國專利申請公開了一種改進后的方法，該方法在光刻形成較大孔徑的孔后，按該大孔徑的孔對介質層進行初步刻蝕，該步刻蝕形成較淺的第一孔，然后，再對光刻膠進行熱回流處理，使得光刻膠流至所述較淺的第一孔的側壁處，接著，以該光刻膠圖形為掩膜再次對介質層進行刻蝕，形成開口尺寸較小的通孔。因光刻膠熱回流的不可定性，該方法形成的通孔同樣存在著尺寸不均勻、調整范圍有限、形狀較差、可控性較差等問題，形成的孔質量較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種通孔的形成方法，該方法可以提高小孔徑通孔的形成質量。

本發明提供的一種通孔的形成方法，包括步驟：

提供襯底；

對所述襯底進行光刻處理，形成具有第一孔徑的孔圖案；

沉積附加介質層；

刻蝕所述襯底，在所述襯底上形成具有第二孔徑的通孔。

其中，所述附加介質層的厚度由所述第一孔徑與所述第二孔徑的差值決定。

其中，所述附加介質層可以為氧化硅層，其沉積溫度可以在210℃至230℃之間。

本發明具有相同或相應技術特征的另一種通孔的形成方法，包括步驟：

提供襯底，且所述襯底上包含第一介質層和位于第一介質層之上的第二介質層；

在所述襯底上形成具有第一孔徑的光刻圖案；

刻蝕所述第二介質層，在所述第二介質層上形成具有第一孔徑的孔開口；

沉積附加介質層；

刻蝕所述孔開口內的附加介質層和第一介質層，在所述第一介質層內形成具有第二孔徑的通孔。

其中，所述附加介質層的厚度由所述第一孔徑與第二孔徑的差值決定。

其中，所述附加介質層可以為氧化硅層，其沉積溫度可以設置在210℃至230℃之間。

本發明具有相同或相應技術特征的另一種通孔的形成方法，包括步驟：

提供表面包含第一介質層的襯底；

在所述第一介質層上沉積刻蝕輔助層；

在所述刻蝕輔助層上形成具有第一孔徑的光刻圖案；