[發明專利]開口的形成方法和堆疊結構有效

申請號：	201210149357.7	申請日：	2012-05-14
公開（公告）號：	CN103426749A	公開（公告）日：	2013-12-04
發明（設計）人：	張海洋;胡敏達	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：	H01L21/318	分類號：	H01L21/318
代理公司：	北京集佳知識產權代理有限公司 11227	代理人：	駱蘇華
地址：	201203 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	開口形成方法堆疊結構
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種開口的形成方法和堆疊結構。

背景技術

隨著半導體集成電路技術的不斷發展，半導體器件尺寸和互連結構尺寸不斷減小，從而導致金屬連線之間的間距在逐漸縮小，用于隔離金屬連線之間的介質層也變得越來越薄，這樣會導致金屬連線之間可能會發生串擾?，F在，通過降低金屬連線層間的介質層的介電常數，可有效地降低這種串擾，因此，低K介電材料、超低K介電材料已越來越廣泛地應用于互連工藝的介質層，低K介電材料的介電常數通常小于4大于等于2.2，超低K介電材料為介電常數常小于2.2。

由于空氣是目前能獲得的最低K值的材料（K=1.0），為了大幅的降低K值，在介質層中形成空氣隙或孔洞以有效的降低介質層的K值。因此，為了能使得介電常數低于2.2，現在廣泛應用的超低K介電材料為多孔材料。但是由于多孔材料的多孔性，利用多孔材料形成的介質層的機械強度較低，在進行晶片處理時容易受到損傷，例如，利用等離子體灰化工藝去除光刻膠時，所述等離子體會對暴露出的超低K介質層造成損傷。

為了減小灰化工藝對超低K介質層所造成的損傷，現有采用對超低K介質材料具有的高刻蝕選擇比的氮化鈦金屬硬掩膜層作為刻蝕超低K介質層的掩膜，具體請參考圖1~圖3。

參考圖1，提供基底100，在所述基底100表面形成超低K介質層101；在所述超低K介質層101表面形成氧化層102；在所述氧化層102表面形成氮化鈦金屬硬掩膜層103。所述氧化層102作為后續刻蝕氮化鈦金屬硬掩膜層103時的停止層，并作為超低K介質層101和氮化鈦金屬硬掩膜層103之間的隔離層。

參考圖2，在所述氮化鈦金屬硬掩膜層103表面形成圖形化的光刻膠層104，所述圖形化的光刻膠層104中具有暴露氮化鈦金屬硬掩膜層103表面的第一開口，所述第一開口對應后續氮化鈦金屬硬掩膜層103待刻蝕的位置；以所述圖形化的光刻膠層104為掩膜，刻蝕所述氮化鈦金屬硬掩膜層103，形成暴露所述氧化層102表面的第二開口105。

參考圖3，去除圖形化的光刻膠層103（圖2所示），去除圖形化的光刻膠層103時，由于氧化層102和氮化鈦金屬硬掩膜層103的保護，去除過程不會對超低K介質層101產生影響；以氮化鈦金屬硬掩膜層103為掩膜，沿第二開口105刻蝕所述氧化層102和超低K介質層101，形成第三開口106；去除氮化鈦金屬硬掩膜層103，在第三開口106填充滿金屬（圖中為示出），形成金屬互連結構。

但是采用氮化鈦金屬硬掩膜層103作為掩膜時，在形成第三開口106后，第三開口106的形狀會發生變形，影響后續形成的金屬互連結構的穩定性。

更多關于形成超低K介質層的工藝請參考公開號為US2008/0026203A1的美國專利文獻。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種開口的形成方法和堆疊結構，防止超低K介質層形成的開口發生變形。

為解決上述問題，本發明提供了一種開口的形成方法，包括：

提供基底，在所述基底上形成超低K介質層；

在所述超低K介質層表面形成刻蝕停止層；

在所述刻蝕停止層表面形成拉應力材料層；

在所述拉應力材料層表面形成氮化鈦金屬硬掩膜層；

刻蝕所述氮化鈦金屬硬掩膜層和拉應力材料層，形成第一開口，所述第一開口暴露刻蝕停止層表面；以所述氮化鈦金屬硬掩膜層和拉應力材料層為掩膜，沿第一開口刻蝕所述刻蝕停止層和超低K介質層，形成第二開口。

可選的，所述拉應力材料層的材料為氮化鋁或拉應力的氮化硅。

可選的，所述鈦金屬硬掩膜層和拉應力材料層的總厚度為50~500埃。