[發(fā)明專利]雙鑲嵌結構的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310380203.3
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104425357B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 張海洋;張城龍
• 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
• 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

1.一種雙鑲嵌結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底上形成有介質層；

刻蝕所述介質層形成通孔和溝槽，所述溝槽位于所述通孔上，所述通孔與所述溝槽連通，所述通孔在垂直于介質層上表面的投影位于所述溝槽內；

去除所述通孔和溝槽側壁的凸部，所述凸部是在刻蝕介質層形成通孔和溝槽的過程中產生；

在所述溝槽和通孔內填充導電層，所述通孔內的導電層作為插塞，所述溝槽內的導電層作為互連線；

去除所述通孔和溝槽側壁的凸部的方法為：使用含氟等離子體刻蝕通孔和溝槽側壁；

在使用含氟等離子體刻蝕通孔和溝槽側壁過程中，偏置功率范圍為0-100W；

所述介質層的材料為低K介電材料或超低K介電材料。

2.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述介質層中形成通孔和溝槽的方法包括：

在所述介質層上形成具有第一開口的硬掩模層，所述第一開口定義溝槽的位置；

在所述第一開口之間的介質層中形成第二開口，所述第二開口的深度小于介質層的厚度，所述第二開口位于所述第一開口范圍內，所述第二開口定義通孔的位置；

以所述硬掩模層為掩模，刻蝕所述介質層形成通孔和溝槽，所述通孔對應第二開口的位置，所述溝槽對應第一開口的位置。

3.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，對含氟氣體進行等離子體化形成含氟等離子體，所述含氟氣體為NF₃、CF₄中的一種或多種。

4.如權利要求3所述的形成方法，其特征在于，對所述含氟氣體進行等離子體化的射頻功率范圍為50W-500W；含氟氣體的流量范圍為10sccm-200sccm；刻蝕時間范圍為10s-600s。

5.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在使用含氟等離子體刻蝕通孔和溝槽側壁過程，還向反應腔內通入O₂等離子體、N₂等離子體、CO等離子體、CO₂等離子體中的一種或多種。

6.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成具有第一開口的硬掩模層的方法包括：

在所述介質層上沉積碳硅層，在所述碳硅層上形成硬掩模層，在所述硬掩模層上形成第一抗反射層；

在所述第一抗反射層上形成圖形化的光刻膠層，所述圖形化的光刻膠層定義第一開口的位置；

以所述圖形化的光刻膠層為掩模，刻蝕第一抗反射層、硬掩模層，至暴露碳硅層，在所述硬掩模層中形成第一開口；

去除圖形化的光刻膠層和剩余第一抗反射層。

7.如權利要求6所述的形成方法，其特征在于，在所述第一開口之間的介質層中形成第二開口的方法包括：

形成填充材料層，所述填充材料層覆蓋硬掩模層和碳硅層、填充滿第一開口；

在所述填充材料層上形成第二抗反射層，在所述第二抗反射層上形成圖形化的光刻膠層，所述圖形化的光刻膠層定義第二開口的位置；

以所述圖形化的光刻膠層為掩模，刻蝕所述第二抗反射層、填充材料層、碳硅層和部分厚度的介質層，在所述介質層中形成第二開口；

去除圖形化的光刻膠層、剩余第二抗反射層和填充材料層。

8.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述硬掩模層為金屬硬掩模層。

9.如權利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述金屬硬掩模層的材料為氮化鈦或氮化硼。

10.如權利要求9所述的形成方法，其特征在于，形成所述金屬硬掩模層的方法為化學氣相沉積或物理氣相沉積。

11.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述通孔和溝槽中填充導電層的方法包括：

形成導電材料層，所述導電材料層覆蓋介質層、填充滿通孔和溝槽；

去除高出介質層表面的導電材料層，形成導電層。

12.如權利要求11所述的形成方法，其特征在于，去除高出介質層表面的導電材料層的方法為化學機械研磨，或者回刻蝕。

13.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述低K介電材料為SiO₂、SiOF、SiCOH、SiCO、或者SiCON；所述超低K介電材料為黑鉆石。

14.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述基底上還形成有刻蝕阻擋層，所述介質層位于刻蝕阻擋層上。