[發(fā)明專利]刻蝕方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410265002.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN105336664B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡敏達(dá);何其暘;黃瑞軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;駱蘇華

本發(fā)明提供了一種刻蝕方法，包括：在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層，之后在所述介質(zhì)層上形成第一掩模材料層，并刻蝕所述第一掩模材料層形成第一掩模；之后對(duì)所述第一掩模進(jìn)行刻蝕后處理工藝，并以后刻蝕處理工藝后的第一掩模為掩模刻蝕所述介質(zhì)層，在介質(zhì)層內(nèi)形成溝槽。所述刻蝕后處理工藝一方面可有效去除刻蝕第一掩模材料層時(shí)形成的副產(chǎn)物，避免這些副產(chǎn)物吸附在第一掩模上，以提高第一掩模的精度；另一方面，在去除這些副產(chǎn)物后，在后續(xù)刻蝕介質(zhì)層時(shí)，可有效避免這些副產(chǎn)物與刻蝕氣體、第一掩模的材料以及介質(zhì)層再次反應(yīng)形成其他副產(chǎn)物，進(jìn)而避免上述各副產(chǎn)物破壞形成于介質(zhì)層內(nèi)的溝槽的形貌，優(yōu)化溝槽的形貌。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種刻蝕方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，器件的集成度不斷增加，器件特征尺寸(CriticalDimension，CD)越來越小。而隨著特征尺寸的逐漸減小，互連結(jié)構(gòu)之間寄生電容等原因而產(chǎn)生的RC延遲(RC delay)對(duì)半導(dǎo)體器件的影響越來越大。

降低互連結(jié)構(gòu)中介質(zhì)層材料的K值是有效降低RC延遲的方法之一。近年來，低K介電材料(K＜3)已逐漸成為介質(zhì)層的主流材料，且隨著半導(dǎo)體器件發(fā)展需求，所采用的介質(zhì)層材料的K值不斷減小。

現(xiàn)有技術(shù)還采用電阻系數(shù)更小的銅來取代傳統(tǒng)的鋁作為互連結(jié)構(gòu)中的金屬插塞的材料，以降低金屬插塞自身的電阻。同時(shí)，由于銅的熔點(diǎn)高，且抗電致遷移能力也比較強(qiáng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的鋁材料的金屬插塞，能夠承載更高的電流密度，進(jìn)有利于而提高形成的芯片的封裝密度。具體地，現(xiàn)有技術(shù)采用大馬士革(Damascene)或者雙大馬士革(DualDamascene)工藝形成銅的金屬插塞。

參考圖1，所述大馬士革結(jié)構(gòu)形成工藝包括：

在半導(dǎo)體襯底(圖中未顯示)上形成介質(zhì)層10，在所述介質(zhì)層10上形成第一掩模11，之后在第一掩模11上覆蓋第二掩模(多為光刻膠掩模)14，之后先沿著第二掩模14刻蝕介質(zhì)層10在介質(zhì)層10內(nèi)形成開孔；在去除第二掩模14露出第一掩模11后，再沿第一掩模11刻蝕介質(zhì)層10，在介質(zhì)層10內(nèi)形成溝槽。之后再向所述介質(zhì)層10內(nèi)的溝槽和開孔內(nèi)填充金屬材料，形成插塞。

此外，在所述第一掩模11和第二掩模14間往往還形成犧牲層12和抗反射層13等結(jié)構(gòu)，以提高第二掩模14開口的精確度，從而提高形成于介質(zhì)層10內(nèi)的溝槽和開孔的精度，進(jìn)而提高后續(xù)所形成的插塞的性能。

但即使如此，在實(shí)際操作過程中刻蝕形成的溝槽和開孔的形貌較差，進(jìn)而影響后續(xù)形成的插塞性能。為此，如何提高大馬士革結(jié)構(gòu)形成工藝中，形成于介質(zhì)層內(nèi)的溝槽和開孔的形貌是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種刻蝕方法，對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，提高刻蝕所述介質(zhì)層內(nèi)所形成的溝槽的形貌，進(jìn)而優(yōu)化形成于介質(zhì)層中器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種刻蝕方法，所述刻蝕方法包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；

在所述介質(zhì)層上形成第一掩模材料層，刻蝕所述第一掩模材料層形成第一掩模；

對(duì)所述第一掩模進(jìn)行刻蝕后處理工藝；

以完成刻蝕后處理工藝的第一掩模為掩模刻蝕所述介質(zhì)層，在介質(zhì)層內(nèi)形成溝槽。

可選地，所述刻蝕后處理工藝包括：

通入修復(fù)氣體，在所述第一掩模的刻蝕表面形成保護(hù)層。

如權(quán)利要求2所述的刻蝕方法，可選地，所述修復(fù)氣體為甲烷和氧氣的混合氣體、二氧化碳和一氧化碳的混合氣體、氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w、二氧化碳或氮?dú)狻?/p>

可選地，所述刻蝕后處理工藝的參數(shù)包括：