[發明專利]大馬士革結構的制作方法

有效

• 申請號: 201310713317.5
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104733375B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 張強;郝靜安
• 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

一種大馬士革結構的制作方法，包括:提供基底，所述基底上依次形成有介質層和氮化鈦層，所述基底中具有導電層；刻蝕所述氮化鈦層，在所述氮化鈦層內形成開口，開口暴露出介質層的表面，所述開口位于所述導電層上方；沿開口刻蝕部分厚度的介質層，在所述介質層內形成溝槽；在所述溝槽形成后，對所述基底進行退火；在退火工藝后，對所述溝槽底部的介質層進行刻蝕，在溝槽底部的介質層內形成通孔，所述通孔露出下方的導電層，所述通孔和溝槽構成大馬士革結構。本發明在溝槽形成后對基底進行退火，使得整個半導體結構的應力重新處于平衡，改善了工藝的均勻性和工藝窗口。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及大馬士革結構的制作方法。

背景技術

隨著半導體技術的發展，超大規模集成電路芯片的集成度已經高達幾億乃至幾十個器件的規模，大規模集成電路的布線更為復雜，兩層以上的多層金屬互連結構廣泛使用。大馬士革結構作為一種互連結構，其可以采用先溝槽再通孔（Trench First Via Last）技術制作，具體地，請參考圖1-圖4所示的現有的大馬士革結構的制作方法剖面結構示意圖。

首先，請參考圖1，提供基底10，所述基底10中具有導電層20，所述基底10上依次形成有介質層30和氮化鈦層40，所述介質層30覆蓋所述導電層20的表面。

然后，繼續參考圖1，在所述氮化鈦層40上形成第一光刻膠層50，所述第一光刻膠層50內形成有第一開口，所述第一開口位于導電層20的上方。

接著，請參考圖2，以所述第一光刻膠層50（請結合圖1）為掩膜，對所述氮化鈦層40進行刻蝕，在所述氮化鈦層40內形成開口，所述開口位于所述導電層20的上方，所述開口定義了后續在介質層30內形成的溝槽的形狀和位置。

接著，請繼續參考圖2，首先去除第一光刻膠層50，然后以所述氮化鈦層40為掩膜，沿所述開口對所述介質層30進行刻蝕，在所述介質層30內形成溝槽，所述溝槽位于導電層20上方。

然后，請參考圖3，在所述氮化鈦層40上形成第二光刻膠層60，所述第二光刻膠層60中具有第二開口，所述第二開口覆蓋所述氮化鈦層40以及部分的溝槽，所述第二開口定義了后續要形成的通孔的形狀和位置。

接著，請參考圖4，以所述第二光刻膠60為掩膜，沿所述第二開口對所述介質層30進行刻蝕工藝，在所述介質層30內形成通孔，所述通孔露出下方的導電層20，所述通孔與溝槽構成大馬士革結構。

在實際中，發現利用現有技術在通孔制作過程時基底的形貌變差，光刻工藝的均勻性以及工藝窗口都需要進一步提高。

發明內容

本發明解決的問題是怎樣提高制作大馬士革結構過程中的工藝的均勻性。

為解決上述問題，本發明提供一種大馬士革結構的制作方法，包括：提供基底，所述基底上依次形成有介質層和氮化鈦層，所述基底中具有導電層；刻蝕所述氮化鈦層，在所述氮化鈦層內形成開口，開口暴露出介質層的表面，所述開口位于所述導電層上方；沿開口刻蝕部分厚度的介質層，在所述介質層內形成溝槽；在所述溝槽形成后，對所述基底進行退火；在退火工藝后，對所述溝槽底部的介質層進行刻蝕，在溝槽底部的介質層內形成通孔，所述通孔露出下方的導電層，所述通孔和溝槽構成大馬士革結構。

可選的，所述退火利用烘烤退火、爐管退火或者激光退火工藝進行。

可選的，所述爐管退火的溫度范圍為100-500攝氏度。

可選的，所述烘烤退火工藝的溫度范圍為100-500攝氏度，所述烘烤退火的時間范圍為60-100秒。

可選的，所述激光退火的波長范圍為0.5-20微米，激光退火采用掃描模式或閃爍模式進行。

可選的，退火后進行冷卻，冷卻溫度為21-25攝氏度，冷卻時間為30-100秒。