專利名稱：通孔形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種通孔形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體集成電路的精密度已達(dá)到深亞微米尺 寸，使得半導(dǎo)體器件的集成度和制造工藝的復(fù)雜程度也不斷增加。其中通孔作為多層金屬 層互連以及半導(dǎo)體器件有源區(qū)與外界電路之間連接的通道，由于其在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中的 重要作用，因此對(duì)通孔刻蝕工藝技術(shù)的精度要求也在不斷提高。在現(xiàn)有技術(shù)中，在形成通孔的工藝中，特別是形成小孔徑通孔時(shí)，會(huì)利用刻蝕通孔 過程中產(chǎn)生的聚合物實(shí)現(xiàn)對(duì)通孔側(cè)壁的保護(hù)，以形成具有較小孔徑的通孔，滿足半導(dǎo)體器 件的精密度要求。請(qǐng)參見圖2，其所示為現(xiàn)有技術(shù)通孔形成的方法，包括以下步驟S210 提供硅襯底；S220 在上述硅襯底上沉積介質(zhì)層；S230:在上述介質(zhì)層上形成抗反射層。用于在其上形成通孔圖案。S240 利用光阻在所述抗反射層表面上定義通孔圖案。其中因?yàn)槭盏狡毓鈽O限的 限制，此時(shí)形成的通孔的孔徑可能會(huì)大于設(shè)定的孔徑，為了形成預(yù)計(jì)的目標(biāo)孔徑的通孔，要 求在后續(xù)刻蝕時(shí)產(chǎn)生較多的聚合物，保護(hù)在通孔的側(cè)壁上。S250 刻蝕沒有被光阻覆蓋的抗反射層。使抗反射層上形成通孔圖案，為下一步刻 蝕介質(zhì)層提供掩蔽層。S260 刻蝕介質(zhì)層，形成通孔。為了可以產(chǎn)生較多的聚合物，刻蝕介質(zhì)層所采用的 等離子刻蝕的刻蝕氣體需具有高的碳/氟比。所產(chǎn)生的該聚合物，附著在通孔的側(cè)壁上，可 以減少側(cè)壁的橫向刻蝕，從而達(dá)到縮小孔徑的目的。然而在刻蝕過程中產(chǎn)生的聚合物過多 且會(huì)不均勻的分布在通孔的側(cè)壁和邊緣，導(dǎo)致通孔邊緣不清晰，側(cè)壁粗糙，進(jìn)而使通孔的電 阻分布不均勻。S270 去除光阻。等離子刻蝕中一個(gè)不希望的影響是殘留物沉積在刻蝕圖案的邊 側(cè)或表面，殘留物來自光阻和光阻經(jīng)刻蝕后殘留的副產(chǎn)物，等離子體刻蝕環(huán)境中有許多劇 烈的化學(xué)反應(yīng)，光阻中的氫氧基團(tuán)與鹵化物氣體發(fā)生反應(yīng)，以形成穩(wěn)定的金屬鹵化物和氧 化物，難以去除，殘留在通孔的邊緣上，影響通孔圖案的精確形成，更加劇了通孔的電阻分 布不均勻。然而，請(qǐng)參見圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)中形成通孔的俯視圖，可以看出由于大量聚合物 的存在，刻蝕形成的通孔的側(cè)壁較為粗糙，在顯微鏡下對(duì)形成的通孔進(jìn)行觀察時(shí)，通孔的邊 緣不清晰，聚合物分布不均，這就導(dǎo)致通孔的電阻分布不均勻。此外，由于在形成通孔刻蝕采用的是干法刻蝕的等離子刻蝕，會(huì)有刻蝕殘留物沉 積在刻蝕通孔的邊側(cè)或表面，殘留物來自光阻和光阻經(jīng)刻蝕后殘留的副產(chǎn)物，等離子體刻 蝕環(huán)境中有許多劇烈的化學(xué)反應(yīng)，光阻中的氫氧基團(tuán)與鹵化物氣體發(fā)生反應(yīng)，以形成穩(wěn)定的金屬鹵化物(如A1F3，WF5，WF6)和氧化物(如Ti03，TiO等)，這些副產(chǎn)物產(chǎn)生污染問題， 影響刻蝕通孔的形成，進(jìn)而影響刻蝕通孔的質(zhì)量，破壞通孔的電氣特性。由上可見，由于上述因素，現(xiàn)有技術(shù)形成的通孔由于刻蝕過程中產(chǎn)生的聚合物分 布不均和副產(chǎn)物的污染，導(dǎo)致通孔側(cè)壁粗糙，邊緣不清晰，電阻分布不均，進(jìn)一步導(dǎo)致半導(dǎo) 體器件的電氣特性不穩(wěn)定，質(zhì)量不合格，因此不能滿足對(duì)器件性能的要求，進(jìn)而會(huì)影響相關(guān) 應(yīng)用產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，形成通孔的工藝中，由于刻蝕通孔過程中產(chǎn)生較多 的聚合物保護(hù)通孔側(cè)壁，聚合物分布不均，以及刻蝕所產(chǎn)生的副產(chǎn)物的污染，導(dǎo)致通孔邊緣 不清晰，側(cè)壁粗糙，通孔的電阻分布不均勻等問題。有鑒于此，本發(fā)明一種通孔形成方法，包括以下步驟提供一硅襯底；依次在所述硅襯底上形成介質(zhì)層和抗反射層；依次刻蝕抗反射層和介質(zhì)層，在抗反射層和介質(zhì)層內(nèi)形成通孔；濺射清洗所述通孔?？蛇x的，所述濺射清洗步驟，具體包括加一高壓電源，將反應(yīng)腔抽真空，通入氬氣 與氧氣混合氣體，進(jìn)行濺射?？蛇x的，所述高壓電源功率為100至500W?？蛇x的，所述反應(yīng)腔抽真空的氣壓在10至50毫托?？蛇x的，所述氬氣流量為50至500標(biāo)況毫升每分?？蛇x的，所述氧氣流量為5至100標(biāo)況毫升每分?？蛇x的，濺射的時(shí)間為8至10秒鐘?？蛇x的，所述介質(zhì)層為氧化硅層?？蛇x的，在所述刻蝕介質(zhì)層步驟中，所用的刻蝕氣體為CF4、CH2F2、CHF3或C4F8。綜上所述，本發(fā)明提供的通孔形成的方法，是在主刻蝕通孔后增加濺射清洗步驟， 以去除刻蝕過程中產(chǎn)生的多余的聚合物以及刻蝕光阻產(chǎn)生的副產(chǎn)物，保證通孔側(cè)壁光滑， 邊緣清晰，使通孔的電阻分布均勻。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中通孔的俯視圖；圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)通孔形成的方法；圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的通孔形成的方法。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，給出較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步說明。請(qǐng)參見圖3，其所示為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的通孔形成的方法。該方法，包括以 下步驟
S310 提供硅襯底；S320 依次在所述硅襯底上形成介質(zhì)層和抗反射層；在硅襯底上形成一層介質(zhì) 層用于形成通孔，在本實(shí)施例中該用于形成通孔的介質(zhì)層為氧化硅層，其厚度在4000人至 8000 A之間，例如為6000 A。在上述介質(zhì)層上形成抗反射層，用于在其上形成圖案，利用 光阻在所述抗反射層表面上定義通孔圖案。其中因?yàn)槭盏狡毓鈽O限的限制，此時(shí)形成的通 孔的孔徑可能會(huì)大于設(shè)定的孔徑，為了形成預(yù)計(jì)的目標(biāo)孔徑的通孔，要求在后續(xù)刻蝕時(shí)產(chǎn) 生較多的聚合物，保護(hù)在通孔的側(cè)壁上。S330:依次刻蝕抗反射層和介質(zhì)層，在抗反射層和介質(zhì)層內(nèi)形成通孔?？涛g沒有被 光阻覆蓋的抗反射層。使抗反射層上形成通孔圖案，為刻蝕介質(zhì)層提供掩蔽層?？涛g介質(zhì) 層，形成通孔。為了可以產(chǎn)生較多的聚合物，刻蝕介質(zhì)層所采用的等離子刻蝕的刻蝕氣體需 具有高的碳/氟比，在本實(shí)施例中，該刻蝕氣體至少包含CF4、CH2F2、CHF3或C4F8中的一種。 所產(chǎn)生的該聚合物，附著在通孔的側(cè)壁上，可以減少側(cè)壁的橫向刻蝕，從而達(dá)到縮小孔徑的 目的。然而在刻蝕過程中多產(chǎn)生的聚合物過多且會(huì)不均勻的分布在通孔的側(cè)壁和邊緣，導(dǎo) 致通孔邊緣不清晰，側(cè)壁粗糙，進(jìn)而使通孔的電阻分布不均勻。S340 濺射清洗所述通孔。該濺射清洗是去除上述刻蝕過程中產(chǎn)生的多余的聚合 物以及刻蝕光阻所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，保證通孔側(cè)壁光滑，邊緣電阻分布均勻。具體包括加一高壓電源，將反應(yīng)腔抽真空，通入氬氣與氧氣混合氣體，進(jìn)行濺射。 在本實(shí)施例中，所述高壓電源功率為100至500W。所述反應(yīng)腔抽真空的氣壓在10至50毫 托。所述氬氣流量為50至500標(biāo)況毫升每分。所述氧氣流量為5至100標(biāo)況毫升每分。濺 射的時(shí)間為8至10秒鐘。氬氣和氧氣在高壓電源的激化下產(chǎn)生高能量離子，轟擊多于的聚合物和副產(chǎn)物， 以達(dá)到清洗通孔，去除多余的聚合物及副產(chǎn)物的目的，使通孔側(cè)壁光滑，邊緣清晰，電阻分 布均勻，保證了形成通孔的質(zhì)量。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)中，形成通孔的工藝中，由于刻蝕通孔過程中產(chǎn) 生較多的聚合物保護(hù)通孔側(cè)壁，聚合物分布不均，以及刻蝕所產(chǎn)生的副產(chǎn)物的污染，導(dǎo)致通 孔邊緣不清晰，側(cè)壁粗糙，通孔的電阻分布不均勻等問題。而本發(fā)明實(shí)施例提供的通孔形成方法，是在現(xiàn)有技術(shù)形成通孔的工藝方法中，在 刻蝕通孔后增加了濺射清洗步驟，以去除刻蝕過程中產(chǎn)生的多余的聚合物以及刻蝕光阻產(chǎn) 生的副產(chǎn)物，保證通孔側(cè)壁光滑，邊緣電阻分布均勻。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種通孔形成方法，包括以下步驟提供一硅襯底；依次在所述硅襯底上形成介質(zhì)層和抗反射層；依次刻蝕抗反射層和介質(zhì)層，在抗反射層和介質(zhì)層內(nèi)形成通孔；濺射清洗所述通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔形成的方法，其特征在于，所述濺射清洗步驟，具體包括 加一高壓電源，將反應(yīng)腔抽真空，通入氬氣與氧氣混合氣體，進(jìn)行濺射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通孔形成的方法，其特征在于，所述高壓電源功率為100至 500W。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通孔形成的方法，其特征在于，所述反應(yīng)腔抽真空的氣壓在 10至50毫托。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通孔形成的方法，其特征在于，所述氬氣流量為50至500標(biāo)況毫升每分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通孔形成的方法，其特征在于，所述氧氣流量為5至100標(biāo)況毫升每分。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通孔形成的方法，其特征在于，濺射的時(shí)間為8至10秒鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔形成的方法，其特征在于，其中所述介質(zhì)層為氧化硅層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔形成的方法，其特征在于，在所述刻蝕介質(zhì)層步驟中，所 用的刻蝕氣體為CF4、CH2F2, CHF3或C4F8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通孔形成方法，包括以下步驟提供一硅襯底；依次在所述硅襯底上形成介質(zhì)層和抗反射層；依次刻蝕抗反射層和介質(zhì)層，在抗反射層和介質(zhì)層內(nèi)形成通孔；濺射清洗所述通孔。該通孔形成的方法，是在主刻蝕通孔后增加濺射清洗步驟，以去除刻蝕過程中產(chǎn)生的多余的聚合物以及刻蝕光阻產(chǎn)生的副產(chǎn)物，保證通孔側(cè)壁光滑，邊緣清晰，使通孔的電阻分布均勻。
文檔編號(hào)H01L21/311GK101866877SQ20091004928
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者沈滿華, 趙林林 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司