通孔刻蚀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102237296A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102237296A(43)申请公布日2011.11.09(21)申请号201010164263.8(22)申请日2010.04.29(71)申请人中芯国际集成电路制造(上海)有限公司地址201203上海市张江路18号申请人武汉新芯集成电路制造有限公司(72)发明人池玟霆刘选军喻涛祝长春(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人屈蘅李时云(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称通孔刻蚀方法(57)摘要本发明揭示了一种通孔刻蚀方法，该方法包括：提供半导体基底，所述半导体基底上依次形成有金属互连线、阻挡层以及介质层；在所述介质层上形成具有通孔图形的光阻层；以所述具有通孔图形的光阻层为掩膜，刻蚀部分所述介质层以形成开口；利用氧气等离子灰化工艺去除所述具有通孔图形的光阻层；继续刻蚀所述开口内的剩余的介质层和所述阻挡层，直至暴露出所述金属互连线，以形成通孔。本发明在以具有通孔图形的光阻层为掩膜进行刻蚀时，仅刻蚀掉部分介质层而保留一部分的介质层以及全部阻挡层，以阻挡铜与氧气接触发生氧化反应，防止在金属互连线表面形成针孔，提高了半导体器件的可靠性。CN1023796ACCNN110223729602237301A权利要求书1/1页1.一种通孔刻蚀方法，包括：提供半导体基底，所述半导体基底上依次形成有金属互连线、阻挡层以及介质层；在所述介质层上形成具有通孔图形的光阻层；以所述具有通孔图形的光阻层为掩膜，刻蚀部分所述介质层以形成开口；利用氧气等离子灰化工艺去除所述具有通孔图形的光阻层；继续刻蚀所述开口内的剩余的介质层和所述阻挡层，直至暴露出所述金属互连线，以形成通孔。2.如权利要求1所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，所述金属互连线是铜互连线。3.如权利要求1或2所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，利用氧气等离子灰化工艺去除所述具有通孔图形的光阻层之后，还包括：对所述半导体基底执行氢气处理工艺的步骤。4.如权利要求3所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，所述氢气处理工艺的温度是10～30℃。5.如权利要求4所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，所述氧气等离子灰化工艺的温度是10～30℃。6.如权利要求5所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，对所述半导体基底执行氢气处理工艺之后，还包括：清洗所述半导体基底的步骤。7.如权利要求6所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，清洗所述半导体基底采用的化学试剂包括硫酸和双氧水。8.如权利要求1至7中任意一项所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，所述阻挡层的材质是氮化硅。9.如权利要求8所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，所述介质层的材质是氧化硅。10.如权利要求9所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，刻蚀部分所述介质层时采用的刻蚀气体包括四氟化碳、三氟甲烷和氩气。11.如权利要求10所述的通孔刻蚀方法，其特征在于，刻蚀所述通孔区内剩余的介质层和所述阻挡层时采用的刻蚀气体包括四氟化碳和氮气。2CCNN110223729602237301A说明书1/5页通孔刻蚀方法技术领域[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种通孔刻蚀方法。背景技术[0002]随着集成电路向深亚微米尺寸发展，半导体器件的密集程度和工艺的复杂程度不断增加，对工艺过程的严格控制变得更为重要。其中，通孔作为多层金属互连线以及半导体器件的有源区与外界电路之间连接的通道，在半导体器件结构组成中具有重要作用，通孔刻蚀工艺的改进历来受到本领域技术人员的高度重视。[0003]详细的，请参考图1A至图1F，其为现有的通孔刻蚀方法的各步骤相应结构的剖面示意图。[0004]参考图1A，首先提供半导体基底100，所述半导体基底100上形成有金属互连线110以及依次位于所述金属互连线110上的阻挡层120以及介质层130。[0005]随着半导体器件的特征尺寸进一步缩小，互连线的RC延迟逐渐成为影响电路速度的主要矛盾，为改善这一点，开始采用由金属铜制作金属互连线结构的工艺方法。由于铜互连线可以减小互联阻抗，降低功耗和成本，提高芯片的集成度、器件密度和时钟频率，因此，目前普遍采用铜互连线作为金属互连线。[0006]其中，阻挡层120的材质可以是氮化硅，介质层130的材质可以是氧化硅。阻挡层120的厚度可以为介质层130的厚度可以为[0007]参考图1B，接着在所述介质层130上形成具有通孔图形的光阻层140，所述具有通孔图形的光阻层140的厚度可以为[0008]参考图1C，以所述具有通孔图形的光阻层140为掩膜，刻蚀所述介质层130以及部分阻挡层120，以形成开口121。在此步骤中，开口121下方区域剩余