[發明專利]溝槽制作方法及系統

無效

• 申請號: 200810200272.0
• 申請日: 2008-09-23
• 公開（公告）號: CN101685773A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 陳榮堂;金達;徐寬;顧菁
• 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: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/311;H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及溝槽制作方法及系統。

背景技術

隨著半導體器件制造技術的迅速發展，半導體器件已具有深亞微米結構，集成電路中包含巨大數量的半導體器件。在如此大規模的集成電路中，元件之間的連接不僅在單個互連層中互連，而且要在一個以上互連層之間進行互連，其中所述一個以上互連層互相堆疊，且在層與層之間有絕緣膜。目前業界通常采用大馬士革(dual-damascene)工藝形成的互連結構來連接多層元件，這種工藝可以在層間絕緣膜中先后形成連接孔(via)與溝槽(trench)，然后利用導電材料例如銅(Cu)填充所述溝槽和連接孔，這種互連結構已在集成電路制造中得到廣泛應用，通常稱為dual?Damascus結構，尤其是銅為導電材料的Cu?dualDamascus結構。

圖1A～1D為形成dual?Damascus結構中的Trench的過程示意圖，圖中顯示的dual-damascene結構中，標號10代表刻蝕停止層，用于確定刻蝕深度，通常由氮化硅形成；標號11代表電介質層，可以由碳氧化硅(SiOC)、氟化硅(FSG)或二氧化硅(SiO₂)形成；標號12代表底部抗反射層(BARC，BottomAnti-Reflective?Coating)，用于降低反射；標號13代表有機抗反射層(OARC，Organic?Anti-Reflective?Coating)，以及標號14代表已形成的Via。結合所述附圖，現有dual-damascene結構中Trench的形成過程包括：

步驟a1，在BARC?12及OARC?13上，旋涂正光刻膠(PR，Photo?Resist)15，并進行光照，使得光刻膠15中光照的區域在顯影時能夠被去除，見圖1B；

步驟a2，進行顯影，去除光刻膠15中光照的區域，形成光刻膠圖形16，見圖1C；

步驟a3，以光刻膠圖形16為掩膜，刻蝕電介質層11、BARC?12及OARC?13，形成Trench?17，見圖1D。

但是由于dual?Damascus結構中的via?14通常很深，因此在步驟a1進行光照時，通常會因為聚焦深度(DOF，Depth?ofFocus)的限制，使得Via?14中BARC12上的光刻膠15不能夠受到充分的光照，于是在步驟a2顯影時，會有一部分殘余光刻膠18留下，見圖1C。

這部分殘余光刻膠18在刻蝕時，將影響位于其邊緣的電介質層16的刻蝕，使得部分電介質16不能刻蝕去除，形成如圖1D所示的柵欄19(Fence)，降低了形成的Trench?17的質量，從而將降低集成電路的性能。

發明內容

本發明提供溝槽的制作方法及系統，以提高制作出的溝槽的質量。

本發明提出了溝槽的制作方法，所述溝槽需制作在有孔的基體上，且孔開口區位于溝槽開口區內，該方法包括：向孔開口所在的基體表面填涂負光刻膠，形成負光刻膠層；光照所述表面上溝槽開口區之外區域的負光刻膠層；顯影去除未光照過的負光刻膠層；以殘留的負光刻膠層為掩膜，刻蝕該基體形成所述溝槽。

本發明還提出了溝槽的制作系統，所述溝槽需制作在有孔的基體上，且孔開口區位于溝槽開口區內，該系統包括：負光刻膠填涂單元，用于向孔開口所在的基體表面填涂負光刻膠，形成負光刻膠層；光照單元，用于光照所述表面上溝槽開口區之外區域的，由負光刻膠填涂單元形成的負光刻膠層；顯影單元，用于顯影去除光照單元未光照過的負光刻膠層；刻蝕單元，用于以顯影單元顯影后殘留的負光刻膠層為掩膜，刻蝕該基體形成所述溝槽。

本發明采用負光刻膠制作所述溝槽，由于對負光刻膠來說，在經過光照后，顯影將去除未被光照的部分，因此也就不會產生使用正光刻膠時，可能因為光照不充分，而不能夠完全去除需要去除的正光刻膠的問題，于是在制作出的溝槽內也就不會產生Fence，從而提高了trench的質量，并進一步提高了集成電路的性能。

附圖說明

圖1A～1D為現有技術中形成dual?Damascus結構中的Trench的過程示意圖；

圖2為本發明實施例提出的溝槽制作方法的流程圖；

圖3A～3C為本發明實施例制作dual?Damascus結構的Trench的過程示意圖；

圖4為本發明實施例提出的Trench制作系統的結構示意圖。

具體實施方式