專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路向亞微米尺寸發(fā)展，器件的密集程度和工藝的復(fù)雜程度不斷增加，對(duì)工藝過程的嚴(yán)格控制變得更為重要。其中，凹槽用于填充金屬以形成金屬互連結(jié)構(gòu)，作為有源區(qū)與有源區(qū)之間，有源區(qū)與外界電路之間的連接的通道，由于其在器件結(jié)構(gòu)組成中具有的重要作用，使得凹槽的形成工藝歷來為本領(lǐng)域技術(shù)人員所重視。
圖廣圖3為現(xiàn)有凹槽形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層101，所述介質(zhì)層101為單層結(jié)構(gòu)或多層堆疊結(jié)構(gòu)，例如所述介質(zhì)層101為氧化硅層的單層結(jié)構(gòu)；在所述介質(zhì)層101表面形成掩膜層102，所述掩膜層102具有暴露介質(zhì)層101表面的開口 103，所述掩膜層102的材料為氮化鈦。參考圖2，采用等離子體刻蝕工藝，沿開口 103刻蝕所述介質(zhì)層101，形成凹槽104，所述凹槽暴露半導(dǎo)體襯底100的表面，等離子體刻蝕采用的氣體為CF4或C4F8。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，由于掩膜層102材料會(huì)存在一定的應(yīng)力，因此掩膜層102的厚度較薄(小于100納米)，進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，氟自由基會(huì)腐蝕掩膜層，使掩膜層會(huì)變薄或損傷(參考圖3)，掩膜層的變薄或損傷，會(huì)降低介質(zhì)層相對(duì)于掩膜層的刻蝕選擇t匕，會(huì)造成刻蝕形成的凹槽的變形或橋接。更多關(guān)于凹槽的形成方法，請(qǐng)參考公開號(hào)為US2009/0224405A1的美國(guó)專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提高介質(zhì)層相對(duì)于掩膜層的刻蝕選擇比。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供基底，在所述基底上形成介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層上形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口 ；以所述第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，當(dāng)偏置功率源打開時(shí)，刻蝕部分所述介質(zhì)層，當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)，在第一掩膜層表面形成聚合物，重復(fù)偏置功率源打開和偏置功率源關(guān)閉的過程，直至形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。可選的，所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, CO中的一種或幾種?？蛇x的，所述等離子體刻蝕采用的氣體還包括O2和Ar?？蛇x的，所述等離子體刻蝕的射頻功率源功率為(T2000瓦，射頻頻率為6(Tl20兆赫茲，偏置功率源的功率為100 4000瓦，偏置頻率為2 15兆赫茲，刻蝕腔壓力為20 200毫托?？蛇x的，所述偏置功率源輸出的一個(gè)脈沖周期內(nèi)，所述偏置功率源打開的時(shí)間為第一時(shí)間，所述偏置功率源關(guān)閉的時(shí)間為第二時(shí)間，第一時(shí)間與第一時(shí)間和第二時(shí)間之和的比值為第一占空比，等離子體刻蝕過程中，所述第一占空比保持不變?？蛇x的，所述第一占空比的范圍為10% 90%?？蛇x的，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開?？蛇x的，所述偏置功率源滯后打開的時(shí)間小于等于所述偏置功率源關(guān)閉的第二時(shí)間?？蛇x的，所述射頻功率源以脈沖的方式輸出射頻功率，所述射頻功率源輸出的一個(gè)脈沖周期內(nèi)，所述射頻功率源打開的時(shí)間為第三時(shí)間，所述射頻功率源關(guān)閉的時(shí)間為第四時(shí)間，第三時(shí)間與第三時(shí)間和第四時(shí)間之和的比值為第二占空比，等離子體刻蝕過程中，所述第二占空比保持不變。 可選的，所述射頻功率源輸出脈沖的頻率等于偏置功率源輸出脈沖的頻率?？蛇x的，所述射頻功率源輸出脈沖的頻率和偏置功率源輸出脈沖的頻率小于等于50千赫茲?？蛇x的，所述偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比?？蛇x的，所述第一占空比范圍為10% 80%，所述第二占空比范圍為30% 90%。可選的，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源也打開?？蛇x的，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開?？蛇x的，所述偏置功率源滯后打開的時(shí)間小于等于所述射頻功率源打開的第三時(shí)間?？蛇x的,所述介質(zhì)層的材料為低K介電材料或超低K介電材料,所述第一掩膜層的材料為氮化鈦?？蛇x的，所述介質(zhì)層的厚度大于200納米，所述第一掩膜層的厚度小于60納米。可選的，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為刻蝕所述第一掩膜層，形成暴露介質(zhì)層表面的第一子開口 ；在第一掩膜層上形成光刻膠層，光刻膠層填充滿所述第一子開口，圖形化所述光刻膠層，形成第二子開口，第二子開口的位置與第一子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第二子開口暴露介質(zhì)層表面，第二子開口的寬度小于第一子開口的寬度；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層的第一子通孔；去除所述圖形化的光刻膠層；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕部分所述介質(zhì)層，形成第一子凹槽，所述第一子通孔和第一子凹槽構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述介質(zhì)層為多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一介質(zhì)層、位于第一介質(zhì)層表面的第二掩膜層、位于第二掩膜層表面的第二介質(zhì)層，所述第二掩膜層中具有暴露第一介質(zhì)層表面的第三子開口，第二介質(zhì)層填充滿所述第三子開口。可選的，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為低K介電材料、超低K介電材料或氧化娃，所述第二掩膜層的材料為氮化娃、氮氧化娃、碳化娃或碳氮化娃，所述第一掩膜層的材料為光刻膠或無定形碳。
可選的，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為以第一掩膜層為掩膜，采用等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成第二子凹槽，第二子凹槽暴露第二掩膜層表面，第二子凹槽的位置與第三子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第一子凹槽的寬度大于第三子開口的寬度；沿第三子開口，采用等離子體刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成貫穿所述第二介質(zhì)層的第二子通孔，所述第二子凹槽和第二子通孔構(gòu)成凹槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源打開電離刻蝕氣體,形成等離子體,偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，當(dāng)偏置功率源打開時(shí)，刻蝕部分所述介質(zhì)層，當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)，在第一掩膜層表面形成聚合物，聚合物在后續(xù)刻蝕時(shí)，保護(hù)第一掩膜層不會(huì)受到損傷或者減小第一掩膜層損傷的速率，提高了介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比。射頻功率源連續(xù)的輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出脈沖功率，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，即滯后的一段時(shí)間內(nèi)，偏置功率源是關(guān)閉的，此時(shí)進(jìn)行聚合物形成步驟；在一段時(shí)間后，偏置功率源打開，偏置功率源以正常的脈沖的方式輸出偏置功率，在刻蝕步驟開始前，會(huì)先進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層表面形成聚合物，從而在刻蝕一開始，保護(hù)第一掩膜層不會(huì)被刻蝕損傷。進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，相位相同，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，刻蝕步驟后部分，射頻功率源是打開的，而偏置功率源提前關(guān)閉，因此部分聚合物會(huì)沉積在掩膜層表面，刻蝕步驟后，射頻功率源和偏置功率源均關(guān)閉，進(jìn)行聚合物形成步驟(聚合物進(jìn)一步的沉積)，在第一掩膜層表面形成聚合物，加上刻蝕步驟中形成部分聚合物，使聚合物的厚度更厚，從而更好的保護(hù)第一掩膜層不會(huì)受到損害或被損害的速率減小，提高介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，并且聚合物的形成和刻蝕效果更佳。第一占空比小于第二占空比，所述第一占空比范圍為10% 80%，所述第二占空比范圍為30% 90%，在提高刻蝕效率同時(shí)，又能在第一掩膜層表面形成足夠的聚合物。


圖廣圖3為現(xiàn)有凹槽形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖； 圖5 圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖；圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖；圖11 圖14為本發(fā)明第二實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本發(fā)明第二實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖；圖16為本發(fā)明第三實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖；圖17 圖20為本發(fā)明第三實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖21為本發(fā)明第三實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖；圖22為本發(fā)明第四實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖；圖23 圖26為本發(fā)明第四實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖27為本發(fā)明第四實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)具體實(shí)施例方式發(fā)明人在采用現(xiàn)有的等離子體刻蝕工藝在刻蝕介質(zhì)層的過程中發(fā)現(xiàn)，由于掩膜層材料會(huì)存在一定的應(yīng)力，因此掩膜層的厚度較薄，進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，氟自由基會(huì)腐蝕掩膜層，使掩膜層會(huì)變薄或損傷，掩膜層的變薄或損傷，會(huì)降低介質(zhì)層相對(duì)于掩膜層的刻蝕選 擇比，會(huì)造成刻蝕形成的凹槽的變形或橋接，后續(xù)在凹槽中形成互連結(jié)構(gòu)時(shí)，影響器件的穩(wěn)定性。為解決上述問題，發(fā)明人提出一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，參考圖4，圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖，包括步驟S21，提供基底，在所述基底上形成介質(zhì)層；步驟S22，在所述介質(zhì)層上形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口 ；步驟S23，以所述第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源以連續(xù)的方式輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比保持不變，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣 體,相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源也打開。圖5 圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖。參考圖5，提供基底200，在所述基底200上形成介質(zhì)層202 ;在所述介質(zhì)層202表面形成第一掩膜層203,所述第一掩膜層203具有暴露介質(zhì)層202表面的開口 205。所述基底200為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底其中的一種。所述基底200內(nèi)形成有離子摻雜區(qū)、硅通孔等(圖中未示出);所述基底200上還可以形成晶體管、電阻、電容、存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體器件(圖中未示出)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述基底200上還形成有一層或多層層間介質(zhì)層(圖中未不出)，所述層間介質(zhì)層的材料為氧化娃、低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層中形成有金屬互連線、導(dǎo)電插塞等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述介質(zhì)層202的材料為低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層的厚度大于200納米，所述第一掩膜層203的材料為氮化鈦，后續(xù)采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層202，形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，等離子體刻蝕過程中，會(huì)在所述第一掩膜層203表面形成聚合物，保護(hù)第一掩膜層203不會(huì)被刻蝕，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料的刻蝕選擇比。由于刻蝕過程中會(huì)在第一掩膜層203表面形成聚合物，刻蝕過程中第一掩膜層203的損耗會(huì)減小，所述第一掩膜層203的厚度小于60納米，以減小施加在介質(zhì)層202上的應(yīng)力。
所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為刻蝕所述第一掩膜層，形成暴露介質(zhì)層表面的第一子開口 ；在第一掩膜層上形成光刻膠層，光刻膠層填充滿所述第一子開口，圖形化所述光刻膠層，形成第二子開口，第二子開口的位置與第一子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第二子開口暴露介質(zhì)層表面，第二子開口的寬度小于第一子開口的寬度；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層的第一子通孔；去除所述圖形化的光刻膠層；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕部分所述介質(zhì)層，形成第一子凹槽，所述第一子通孔和第一子凹槽構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在光刻膠層或第一掩膜層表面形成聚合物，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料或光刻膠材料的刻蝕選擇比。由于形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)的工藝流程為公知技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)刻蝕工藝提出改善，為了更簡(jiǎn)便和清晰的闡述本發(fā)明的意圖，本實(shí)施例和后續(xù)的實(shí)施例以及說明書附圖中以在介質(zhì)層中形成凹槽代替形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)作為示例。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述介質(zhì)層為多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一介質(zhì)層、位于第一介質(zhì)層表面的第二掩膜層、位于第二掩膜層表面的第二介質(zhì)層，所述第二掩膜層中具·有暴露第一介質(zhì)層表面的第三子開口，第二介質(zhì)層填充滿所述第三子開口。所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為低K介電材料、超低K介電材料或氧化娃,所述第二掩膜層的材料為氮化娃、氮氧化娃、碳化娃或碳氮化娃，所述第一掩膜層的材料為光刻膠或無定形碳。后續(xù)刻蝕所述堆疊結(jié)構(gòu)，形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成方法為以第一掩膜層為掩膜，采用等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成第二子凹槽，第二子凹槽暴露第二掩膜層表面，第二子凹槽的位置與第三子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第一子凹槽的寬度大于第三子開口的寬度；沿第三子開口，采用等離子體刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成貫穿所述第二介質(zhì)層的第二子通孔，所述第二子凹槽和第二子通孔構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在第一掩膜層和第二掩膜層表面形成聚合物，從而提高第一介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，以及第二介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層和第二掩膜層的刻蝕選擇比。參考圖6和圖7，以所述第一掩膜層203為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層202進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源以連續(xù)的方式輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，所述等離子體刻蝕包括刻蝕步驟和聚合物形成步驟，當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源也打開時(shí)，射頻功率電離刻蝕氣體，形成等離子體，進(jìn)行刻蝕步驟，刻蝕部分所述介質(zhì)層202，形成刻蝕凹槽206，當(dāng)偏置功率源保持打開，偏置功率源關(guān)閉時(shí)，進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層203表面形成聚合物204。需要說明的是，本實(shí)施例以及后續(xù)實(shí)施例中進(jìn)行等離子體刻蝕采用的刻蝕裝置可以是電感耦合等離子體刻蝕裝置(ICP)也可以是電容耦合等離子體刻蝕裝置(CCP)，電感耦合等離子體刻蝕裝置和電容耦合等離子體刻蝕裝置提供的射頻功率源頻率大于等于27兆赫茲，偏置功率源頻率小于等于15兆赫茲。當(dāng)所述刻蝕裝置為電容耦合等離子體刻蝕裝置時(shí)，射頻功率源可以施加在上電極上或者施加在上下電極上，用于產(chǎn)生射頻功率，電離刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子體，并控制等離子體的密度；偏置功率源施加在下電極，用于產(chǎn)生偏置功率，影響鞘層特性(鞘層電壓或加速電壓)，并控制等離子體的能量分布。當(dāng)所述刻蝕裝置為電感耦合等離子體刻蝕裝置時(shí)，射頻功率源可以施加在電感線圈，用于產(chǎn)生射頻功率，電離刻蝕氣體，產(chǎn)生等離子體，并控制等離子體的密度；偏置功率源施加在下電極，用于產(chǎn)生偏置功率，影響鞘層特性(鞘層電壓或加速電壓)，并控制等離子體的能量分布。參考圖9，圖9為本實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖，射頻功率源連續(xù)的輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出脈沖功率，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源也打開，偏置功率源輸出的一個(gè)脈沖周期Cl內(nèi)，偏置功率源打開的時(shí)間為第一時(shí)間Tl,偏置功率源關(guān)閉的時(shí)間為第二時(shí)間T2，第一時(shí)間Tl與第一時(shí)間Tl和第二時(shí)間T2之和的比值為第一占空比，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比保持不變。等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源持續(xù)輸出射頻功率(一直打開)，射頻功率電離刻蝕氣體，形成等離子體，當(dāng)偏置功率源打開時(shí)(輸出偏置功率)，進(jìn)行刻蝕步驟；當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)(不輸出偏置功率)，進(jìn)行聚合物形成步驟。所述第一占空比為109^90%，較佳的所述第一占空比為309^70%，使得刻蝕步驟和聚合物形成步驟保持一定的時(shí)間，在進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，在提高刻蝕效率的同時(shí)，在第一掩膜層表面形成足量的聚合物，使得第一掩膜層不會(huì)被損傷或被損傷的速率減小，提高介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比。 繼續(xù)參考圖6和圖7，開始進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源也同時(shí)打開時(shí)，進(jìn)行刻蝕步驟，射頻功率電離刻蝕氣體，激發(fā)形成等離子體，刻蝕部分所述介質(zhì)層202，形成刻蝕凹槽206 ;當(dāng)射頻功率源保持打開，而偏置功率源關(guān)閉時(shí)，進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層203的表面形成聚合物204，所述聚合物204在下一個(gè)刻蝕周期沿刻蝕凹槽206刻蝕介質(zhì)層202時(shí)保護(hù)第一掩膜層203不會(huì)受到損害或被損害的速率減小，從而提高介質(zhì)層202相對(duì)于第一掩膜層203的刻蝕選擇比。在聚合物形成步驟，所述刻蝕凹槽206的側(cè)壁也會(huì)形成部分聚合物(圖中未示出)，在下一個(gè)刻蝕周期中，保護(hù)刻蝕凹槽206的側(cè)壁不會(huì)過刻蝕，使最終形成的凹槽側(cè)壁具有較好的形貌。所述等離子體刻蝕的射頻功率源功率為(T2000瓦，射頻頻率為6(Tl20兆赫茲，偏置功率源的功率為100 4000瓦，偏置頻率為2 15兆赫茲，刻蝕腔壓力為20 200毫托，所述偏置功率源打開和關(guān)閉的頻率小于等于50千赫茲，在進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，在提高刻蝕效率的同時(shí)，在第一掩膜層203表面形成足量的聚合物，使得第一掩膜層203不會(huì)被損傷，提高介質(zhì)層202相對(duì)于第一掩膜層203的刻蝕選擇比。所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, CO中的一種或幾種，所述刻蝕采用的氣體還包括O2和Ar。CF4、C4F8, C4F6用于提供氟碳反應(yīng)物，CHF3> CH2F2用于提高聚合物的濃度，O2用于控制聚合物的量，Ar用于形成正離子，CO用于控制氟碳的比例，Ar用于提供反應(yīng)的能量。本實(shí)施例中所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, 02、CO和Ar的混合氣體，以保證等離子體刻蝕過程中，在掩膜層203表面形成足夠的聚合物。當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源也打開時(shí)，CF4, C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2等會(huì)被射頻功率電離生成F自由基、中性的CF2等分子碎片，同時(shí)也會(huì)生成一些正離子如=CF3+等，Ar也會(huì)失去電子生成Ar+正離子,正離子經(jīng)過等離子體鞘層(plasma sheath)和偏置功率的加速,會(huì)轟擊介質(zhì)層材料,去除部分介質(zhì)層，同時(shí)F自由基也會(huì)和介質(zhì)層材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，去除部分介質(zhì)層材料；當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源關(guān)閉時(shí)，刻蝕氣體的電離過程一直在進(jìn)行，電離形成的中性的活性成分如CF2等會(huì)復(fù)合生成氟碳聚合物，沉積在第一掩膜層203的表面，由于不存在加速電場(chǎng)或加速電場(chǎng)較小，正離子不會(huì)轟擊形成的聚合物204或轟擊力度減小，使形成的聚合物204全部或部分得以保存，后續(xù)繼續(xù)刻蝕時(shí)，由于存在一定厚度的聚合物204，從而保護(hù)第一掩膜層203不會(huì)受到損害或者受損害的速率減小。參考圖8，重復(fù)上述刻蝕步驟和聚合物形成步驟，沿刻蝕凹槽203刻蝕所述介質(zhì)層202，直至形成凹槽。重復(fù)刻蝕步驟和聚合物的形成步驟，使得聚合物204始終能保持一定的厚度，從而在整個(gè)刻蝕過程中，保護(hù)第一掩膜層203不會(huì)受到損傷或者被損傷的速率減小，提高介質(zhì)層202相對(duì)于第一掩膜層203的刻蝕選擇比，使得介質(zhì)層202相對(duì)于第一掩膜層203的刻蝕選擇比大于15:1。第二實(shí)施例參考圖10，圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖，包括步驟S31，提供基底，在所述基底上形成介質(zhì)層；步驟S32，在所述介質(zhì)層上形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口 ；步驟S33，以所述第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源以連續(xù)的方式輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比保持不變，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開。圖If圖14為本發(fā)明第二實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本發(fā)明第二實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖。參考圖11，提供基底300，在所述基底300上形成介質(zhì)層302 ;在所述介質(zhì)層302表面形成第一掩膜層303,所述第一掩膜層303具有暴露介質(zhì)層302表面的開口 305。所述基底300為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底其中的一種。所述基底300內(nèi)形成有離子摻雜區(qū)、硅通孔等(圖中未示出);所述基底300上還可以形成晶體管、電阻、電容、存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體器件(圖中未示出)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述基底300上還形成有一層或多層層間介質(zhì)層(圖中未不出)，所述層間介質(zhì)層的材料為氧化娃、低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層中形成有金屬互連線、導(dǎo)電插塞等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述介質(zhì)層302的材料為低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層的厚度大于200納米，所述第一掩膜層303的材料為氮化鈦，后續(xù)采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層302，形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，等離子體刻蝕過程中，會(huì)在所述第一掩膜層303表面形成聚合物，保護(hù)第一掩膜層303不會(huì)被刻蝕，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料的刻蝕選擇比。由于刻蝕過程中會(huì)在第一掩膜層303形成聚合物，刻蝕過程中第一掩膜層303的損耗會(huì)減小，所述第一掩膜層303的厚度小于60納米，以減小施加在介質(zhì)層302上的應(yīng)力。所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為刻蝕所述第一掩膜層，形成暴露介質(zhì)層表面的第一子開口 ；在第一掩膜層上形成光刻膠層，光刻膠層填充滿所述第一子開口，圖形化所述光刻膠層，形成第二子開口，第二子開口的位置與第一子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第二子開口暴露介質(zhì)層表面，第二子開口的寬度小于第一子開口的寬度；沿第二子開口，采用等離子體、刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層的第一子通孔；去除所述圖形化的光刻膠層；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕部分所述介質(zhì)層，形成第一子凹槽，所述第一子通孔和第一子凹槽構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在光刻膠層或第一掩膜層表面形成聚合物，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料或光刻膠材料的刻蝕選擇比。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述介質(zhì)層為多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一介質(zhì)層、位于第一介質(zhì)層表面的第二掩膜層、位于第二掩膜層表面的第二介質(zhì)層，所述第二掩膜層中具有暴露第一介質(zhì)層表面的第三子開口，第二介質(zhì)層填充滿所述第三子開口。所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為低K介電材料、超低K介電材料或氧化娃,所述第二掩膜層的材料為氮化娃、氮氧化娃、碳化娃或碳氮化娃，所述第一掩膜層的材料為光刻膠或無定形碳。后續(xù)刻蝕所述堆疊結(jié)構(gòu)，形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成方法為以第一掩膜層為掩膜，采用等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成第二子凹槽，第二子凹槽暴露第二掩膜層表面，第二子凹槽的位置與第三子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第一子凹槽的寬度大于第三子開口的寬度；沿第三子開口，采用等離子體刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成貫穿所述第二介質(zhì)層的第二子通孔，所述第二子凹槽和第二子通孔構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述第 一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在第一掩膜層和第二掩膜層表面形成聚合物，從而提高第一介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，以及第二介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層和第二掩膜層的刻蝕選擇比。參考圖12和圖13，以所述第一掩膜層303為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層302進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源以連續(xù)的方式輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比保持不變，所述等離子體刻蝕包括刻蝕步驟和聚合物形成步驟，開始進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，形成等離子體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，即此時(shí)偏置功率源關(guān)閉，進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層303表面形成聚合物；射頻功率源保持打開，接著偏置功率源打開，進(jìn)行刻蝕步驟，沿開口 305刻蝕所述介質(zhì)層302，形成刻蝕凹槽306。本實(shí)施例中，開始進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，形成等離子體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，相比于第一實(shí)施例，在刻蝕步驟開始前，會(huì)先進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層303表面形成聚合物，從而在刻蝕一開始，保護(hù)第一掩膜層303不會(huì)被刻蝕損傷。參考圖15，圖15為本實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖，射頻功率源連續(xù)的輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出脈沖功率，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間ATl打開，S卩ATl時(shí)間內(nèi)，偏置功率源是關(guān)閉的，此時(shí)進(jìn)行聚合物形成步驟；在ATl后，偏置功率源打開，偏置功率源以正常的脈沖的方式輸出偏置功率，偏置功率源輸出的一個(gè)脈沖周期Cl內(nèi)，偏置功率源打開的時(shí)間為第一時(shí)間Tl，偏置功率源關(guān)閉的時(shí)間為第二時(shí)間T2，第一時(shí)間Tl與第一時(shí)間Tl和第二時(shí)間T2之和的比值為第一占空比，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比保持不變，等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源持續(xù)輸出射頻功率(一直打開)，射頻功率電離刻蝕氣體，形成等離子體，當(dāng)偏置功率源打開時(shí)(輸出偏置功率)，進(jìn)行刻蝕步驟；當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)(不輸出偏置功率)，進(jìn)行聚合物形成步驟。所述滯后的時(shí)間ATl小于或等于偏置功率源關(guān)閉的第二時(shí)間T2，在不影響刻蝕效率的情況下，形成一定厚度的聚合物，所述第一占空比為109^90%，較佳的所述第一占空比為309^70%，使得刻蝕步驟和聚合物形成步驟保持一定的時(shí)間，在進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，在提高刻蝕效率的同時(shí)，在第一掩膜層表面形成足量的聚合物，使得第一掩膜層不會(huì)被損傷或被損傷的速率減小，提高介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比。繼續(xù)參考圖12和圖13，所述等離子體刻蝕的射頻功率源功率為(T2000瓦，射頻頻率為6(Tl20兆赫茲，偏置功率源的功率為100 4000瓦，偏置頻率為2 15兆赫茲，刻蝕腔壓力為2(T200毫托，所述偏置功率源打開和關(guān)閉的頻率小于等于50千赫茲，在進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，在提高刻蝕效率的同時(shí)，在第一掩膜層303表面形成足量的聚合物，使得第一掩膜層303不會(huì)被損傷，提高介質(zhì)層302相對(duì)于第一掩膜層303的刻蝕選擇比。
所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, CO中的一種或幾種，所述刻蝕采用的氣體還包括O2和Ar。CF4、C4F8, C4F6用于提供氟碳反應(yīng)物，CHF3> CH2F2用于提高聚合物的濃度，O2用于控制聚合物的量，Ar用于形成正離子，CO用于控制氟碳的比例，Ar用于提供反應(yīng)的能量。本實(shí)施例中所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, 02、CO和Ar的混合氣體，以保證等離子體刻蝕過程中，在掩膜層303表面形成足夠的聚合物。當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源也打開時(shí)，CF4, C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2等會(huì)被射頻功率解離生成F自由基、中性的CF2等分子碎片，同時(shí)也會(huì)生成一些正離子如=CF3+等，Ar也會(huì)失去電子生成Ar+正離子,正離子經(jīng)過等離子體鞘層(plasma sheath)和偏置功率的加速,會(huì)轟擊介質(zhì)層材料,去除部分介質(zhì)層，同時(shí)F自由基也會(huì)和介質(zhì)層材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，去除部分介質(zhì)層材料；當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源關(guān)閉時(shí)，此時(shí)腔室內(nèi)還存在活性成分，而中性的活性成分如CF2等會(huì)復(fù)合生成氟碳聚合物,沉積在第一掩膜層303的表面，由于不存在加速電場(chǎng)或加速電場(chǎng)很小，正離子不會(huì)轟擊形成的聚合物304或轟擊力度減小，使形成的聚合物304全部或部分得以保存，后續(xù)繼續(xù)刻蝕時(shí)，由于存在一定厚度的聚合物304，從而保護(hù)第一掩膜層303不會(huì)受到損害或者受損害的速率減小。本實(shí)施例中，由于偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，因此在刻蝕步驟開始前，會(huì)在第一掩膜層303表面先形成聚合物，從而在刻蝕一開始，保護(hù)第一掩膜層303不會(huì)被刻蝕損傷。參考圖14，重復(fù)上述刻蝕步驟和聚合物形成步驟，沿刻蝕凹槽303刻蝕所述介質(zhì)層302，直至形成凹槽。偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，等離子體刻蝕時(shí)，重復(fù)刻蝕步驟和聚合物的形成步驟，使得聚合物304始終能保持一定的厚度，從而在整個(gè)刻蝕過程中，保護(hù)第一掩膜層303不會(huì)受到損傷或者被損傷的速率減小，提高介質(zhì)層302相對(duì)于第一掩膜層303的刻蝕選擇比，使得介質(zhì)層302相對(duì)于第一掩膜層303的刻蝕選擇比大于15:1。第三實(shí)施例參考圖16，圖16為本發(fā)明第三實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖，包括步驟S41，提供基底，在所述基底上形成介質(zhì)層；步驟S42，在所述介質(zhì)層上形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口 ；步驟S43，以所述第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空t匕，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源也打開。
圖17 圖20為本發(fā)明第三實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖21為本發(fā)明第三實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖。參考圖17，提供基底400，在所述基底400上形成介質(zhì)層402 ;在所述介質(zhì)層402表面形成第一掩膜層403,所述第一掩膜層403具有暴露介質(zhì)層402表面的開口 405。所述基底400為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底其中的一種。所述基底400內(nèi)形成有離子摻雜區(qū)、硅通孔等(圖中未示出);所述基底400上還可以形成晶體管、電阻、電容、存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體器件(圖中未示出)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述基底400上還形成有一層或多層層間介質(zhì)層(圖中未不出)，所述層間介質(zhì)層的材料為氧化娃、低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層中形成有金屬互連線、導(dǎo)電插塞等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述介質(zhì)層402的材料為低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層的厚度大于200納米，所述第一掩膜層403的材料為氮化鈦，后續(xù)采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層402，形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，等離子體刻蝕過程中，會(huì)在所述第一掩膜層403表面形成聚合物，保護(hù)第一掩膜層403不會(huì)被刻蝕，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料的刻蝕選擇比。由于刻蝕過程中會(huì)在第一掩膜層403形成聚合物，刻蝕過程中第一掩膜層303的損耗會(huì)減小，所述第一掩膜層403的厚度小于60納米，以減小施加在介質(zhì)層402上的應(yīng)力。所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為刻蝕所述第一掩膜層，形成暴露介質(zhì)層表面的第一子開口 ；在第一掩膜層上形成光刻膠層，光刻膠層填充滿所述第一子開口，圖形化所述光刻膠層，形成第二子開口，第二子開口的位置與第一子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第二子開口暴露介質(zhì)層表面，第二子開口的寬度小于第一子開口的寬度；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層的第一子通孔；去除所述圖形化的光刻膠層；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕部分所述介質(zhì)層，形成第一子凹槽，所述第一子通孔和第一子凹槽構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在光刻膠層或第一掩膜層表面形成聚合物，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料或光刻膠材料的刻蝕選擇比。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述介質(zhì)層為多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一介質(zhì)層、位于第一介質(zhì)層表面的第二掩膜層、位于第二掩膜層表面的第二介質(zhì)層，所述第二掩膜層中具有暴露第一介質(zhì)層表面的第三子開口，第二介質(zhì)層填充滿所述第三子開口。所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為低K介電材料、超低K介電材料或氧化娃,所述第二掩膜層的材料為氮化娃、氮氧化娃、碳化娃或碳氮化娃，所述第一掩膜層的材料為光刻膠或無定形碳。后續(xù)刻蝕所述堆疊結(jié)構(gòu)，形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成方法為以第一掩膜層為掩膜，采用等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成第二子凹槽，第二子凹槽暴露第二掩膜層表面，第二子凹槽的位置與第三子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第一子凹槽的寬度大于第三子開口的寬度；沿第三子開口，采用等離子體刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成貫穿所述第二介質(zhì)層的第二子通孔，所述第二子凹槽和第二子通孔構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在第一掩膜層和第二掩膜層表面形成聚合物，從而提高第一介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，以及第二介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層和第二掩膜層的刻蝕選擇比。參考圖18和圖19，以所述第一掩膜層403為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層402進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源也打開。所述等離子體刻蝕包括刻蝕步驟和聚合物形成步驟，開始進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，進(jìn)行刻蝕步驟，沿開口 405刻蝕所述介質(zhì)層402，形成刻蝕凹槽406 ;當(dāng)射頻功率源關(guān)閉，偏置功率源也關(guān)閉時(shí)，在第一掩膜層303表面形成聚合物404，后續(xù)繼續(xù)刻蝕時(shí)，保護(hù)第一掩膜層303不會(huì)受到損傷或減小損傷的速率。參考圖21，圖21為本實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏 置功率信號(hào)圖，射頻功率源以脈沖的方式的輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源輸出脈沖的頻率相等，相位相同，偏置功率源輸出的一個(gè)脈沖周期Cl內(nèi)，偏置功率源打開的時(shí)間為第一時(shí)間Tl，偏置功率源關(guān)閉的時(shí)間為第二時(shí)間T2，第一時(shí)間Tl與第一時(shí)間Tl和第二時(shí)間T2之和的比值為第一占空比，射頻功率源輸出的一個(gè)脈沖周期C2內(nèi)，射頻功率源打開的時(shí)間為第三時(shí)間T3，射頻功率源關(guān)閉的時(shí)間為第四時(shí)間T4，第三時(shí)間T3與第三時(shí)間T3和第四時(shí)間T4之和的比值為第二占空比，第一占空比小于第二占空比，所述第一占空比范圍為10% 80%，所述第二占空比范圍為30% 90%，比如第一占空比為40%，第二占空比為60%，在提高刻蝕效率同時(shí)，又能在第一掩膜層表面形成足夠的聚合物。本實(shí)施例中，進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，相位相同，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，在進(jìn)行刻蝕步驟后部分，射頻功率源是打開的，而偏置功率源提前關(guān)閉，因此部分聚合物會(huì)沉積在掩膜層表面，刻蝕步驟后，射頻功率源和偏置功率源均關(guān)閉，進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層表面形成聚合物，加上刻蝕步驟中形成部分聚合物，使聚合物的厚度更厚，從而更好的保護(hù)第一掩膜層不會(huì)受到損害或被損害的速率減小，提高介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，并且聚合物的形成和刻蝕效果更佳。繼續(xù)參考圖18和圖19，所述等離子體刻蝕的射頻功率源功率為(T2000瓦，射頻頻率為6(Tl20兆赫茲，偏置功率源的功率為100 4000瓦，偏置頻率為2 15兆赫茲，刻蝕腔壓力為2(T200毫托，所述射頻功率源打開和關(guān)閉的頻率小于等于50千赫茲，在進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，在提高刻蝕效率的同時(shí)，在第一掩膜層403表面形成足量的聚合物，使得第一掩膜層403不會(huì)被損傷，提高介質(zhì)層402相對(duì)于第一掩膜層403的刻蝕選擇比。所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, CO中的一種或幾種，所述刻蝕采用的氣體還包括O2和Ar。CF4、C4F8, C4F6用于提供氟碳反應(yīng)物，CHF3> CH2F2用于提高聚合物的濃度，O2用于控制聚合物的量，Ar用于形成正離子，CO用于控制氟碳的比例，Ar用于提供反應(yīng)的能量。本實(shí)施例中所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8X4F6XHF3、CH2F2、O2、CO和Ar的混合氣體，以保證等離子體刻蝕過程中，在掩膜層403表面形成足夠的聚合物。在刻蝕步驟，當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源也打開時(shí)，CF4, C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2等會(huì)被射頻功率解離生成F自由基、中性的CF2等分子碎片，同時(shí)也會(huì)生成一些正離子如=CF3+等，Ar也會(huì)失去電子生成Ar+正離子,正離子經(jīng)過等離子體鞘層(plasma sheath)和偏置功率的加速,會(huì)轟擊介質(zhì)層材料，去除部分介質(zhì)層，同時(shí)F自由基也會(huì)和介質(zhì)層材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，去除部分介質(zhì)層材料，在刻蝕步驟的后部分，由于偏置功率源提前關(guān)閉，部分聚合物會(huì)沉積在第一掩膜層403表面；刻蝕步驟后，進(jìn)行聚合物形成步驟，射頻功率源關(guān)閉，偏置功率源也關(guān)閉，此時(shí)腔室內(nèi)還存在活性成分，而中性的活性成分如CF2等會(huì)復(fù)合生成氟碳聚合物，沉積在第一掩膜層403的表面，由于不存在加速電場(chǎng)，正離子不會(huì)轟擊形成的聚合物，使形成的聚合物全部或部分得以保存，由于刻蝕步驟后部分有部分聚合物已形成在第一掩膜層403表面，加上聚合物形成步驟形成的聚合物，使聚合物404的厚度更厚，后續(xù)繼續(xù)刻蝕時(shí)，從而更好的保護(hù)第一掩膜層403不會(huì)受到損害或者受損害的速率減小。
參考圖20，重復(fù)上述刻蝕步驟和聚合物形成步驟，沿刻蝕凹槽403刻蝕所述介質(zhì)層402，直至形成凹槽。進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，相位相同，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，重復(fù)刻蝕步驟和聚合物的形成步驟，使得聚合物404始終能保持一定的厚度，從而在整個(gè)刻蝕過程中，保護(hù)第一掩膜層403不會(huì)受到損傷或者被損傷的速率減小，提高介質(zhì)層402相對(duì)于第一掩膜層403的刻蝕選擇比，使得介質(zhì)層402相對(duì)于第一掩膜層403的刻蝕選擇比大于15: I。第四實(shí)施例參考圖22，圖22為本發(fā)明第四實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程示意圖，包括步驟S51，提供基底，在所述基底上形成介質(zhì)層；步驟S52，在所述介質(zhì)層上形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口 ；步驟S53，以所述第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空t匕，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開。圖23 圖26為本發(fā)明第四實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖27為本發(fā)明第四實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖。參考圖23，提供基底500，在所述基底500上形成介質(zhì)層502 ;在所述介質(zhì)層502表面形成第一掩膜層503,所述第一掩膜層503具有暴露介質(zhì)層502表面的開口 505。所述基底500為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底其中的一種。所述基底500內(nèi)形成有離子摻雜區(qū)、硅通孔等(圖中未示出);所述基底500上還可以形成晶體管、電阻、電容、存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體器件(圖中未示出)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述基底500上還形成有一層或多層層間介質(zhì)層(圖中未不出)，所述層間介質(zhì)層的材料為氧化娃、低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層
中形成有金屬互連線、導(dǎo)電插塞等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述介質(zhì)層502的材料為低K介電材料或超低K介電材料,所述介質(zhì)層的厚度大于200納米，所述第一掩膜層503的材料為氮化鈦，后續(xù)采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層502，形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，等離子體刻蝕過程中，會(huì)在所述第一掩膜層503表面形成聚合物，保護(hù)第一掩膜層503不會(huì)被刻蝕，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料的刻蝕選擇比。由于刻蝕過程中會(huì)在第一掩膜層503形成聚合物，刻蝕過程中第一掩膜層503的損耗會(huì)減小，所述第一掩膜層503的厚度小于60納米，以減小施加在介質(zhì)層502上的應(yīng)力。所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為刻蝕所述第一掩膜層，形成暴露介質(zhì)層表面的第一子開口 ；在第一掩膜層上形成光刻膠層，光刻膠層填充滿所述第一子開口，圖形化所述光刻膠層，形成第二子開口，第二子開口的位置與第一子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第二子開口暴露介質(zhì)層表面，第二子開口的寬度小于第一子開口的寬度；沿第二子開口，采用等離子體 刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層的第一子通孔；去除所述圖形化的光刻膠層;沿第二子開口，采用等離子體刻蝕部分所述介質(zhì)層，形成第一子凹槽，所述第一子通孔和第一子凹槽構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在光刻膠層或第一掩膜層表面形成聚合物，從而提高介質(zhì)層材料與第一掩膜層材料或光刻膠材料的刻蝕選擇比。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述介質(zhì)層為多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一介質(zhì)層、位于第一介質(zhì)層表面的第二掩膜層、位于第二掩膜層表面的第二介質(zhì)層，所述第二掩膜層中具有暴露第一介質(zhì)層表面的第三子開口，第二介質(zhì)層填充滿所述第三子開口。所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為低K介電材料、超低K介電材料或氧化娃,所述第二掩膜層的材料為氮化娃、氮氧化娃、碳化娃或碳氮化娃，所述第一掩膜層的材料為光刻膠或無定形碳。后續(xù)刻蝕所述堆疊結(jié)構(gòu)，形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成方法為以第一掩膜層為掩膜，采用等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成第二子凹槽，第二子凹槽暴露第二掩膜層表面，第二子凹槽的位置與第三子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第一子凹槽的寬度大于第三子開口的寬度；沿第三子開口，采用等離子體刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成貫穿所述第二介質(zhì)層的第二子通孔，所述第二子凹槽和第二子通孔構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層時(shí)，會(huì)相應(yīng)的在第一掩膜層和第二掩膜層表面形成聚合物，從而提高第一介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，以及第二介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層和第二掩膜層的刻蝕選擇比。參考圖24和圖25，以所述第一掩膜層503為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層502進(jìn)行等離子體刻蝕，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，所述等離子體刻蝕包括刻蝕步驟和聚合物形成步驟，開始進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，形成等離子體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，即此時(shí)偏置功率源關(guān)閉，進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層503表面形成聚合物；射頻功率源保持打開，接著偏置功率源打開，進(jìn)行刻蝕步驟，沿開口 505刻蝕所述介質(zhì)層502，形成刻蝕凹槽506。參考圖27，圖27為本實(shí)施例射頻功率源輸出的射頻功率和偏置功率源輸出的偏置功率信號(hào)圖，射頻功率源以脈沖的方式的輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源輸出脈沖的頻率相等，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間AT2打開，S卩AT2時(shí)間內(nèi)，偏置功率源是關(guān)閉的，此時(shí)進(jìn)行聚合物形成步驟；在AT2后，偏置功率源打開，偏置功率源以正常的脈沖的方式輸出偏置功率。偏置功率源輸出的一個(gè)脈沖周期Cl內(nèi)，偏置功率源打開的時(shí)間為第一時(shí)間Tl，偏置功率源關(guān)閉的時(shí)間為第二時(shí)間T2，第一時(shí)間Tl與第一時(shí)間Tl和第二時(shí)間T2之和的比值為第一占空比，射頻功率源輸出的一個(gè)脈沖周期C2內(nèi)，射頻功率源打開的時(shí)間為第三時(shí)間T3，射頻功率源關(guān)閉的時(shí)間為第四時(shí)間T4，第三時(shí)間T3與第三時(shí)間T3和第四時(shí)間T4之和的比值為第二占空比，第一占空比小于第二占空比，所述第一占空比范圍為10% 80%，所述第二占空比范圍為30% 90%，比如第一占空比為40%，第二占空比為60%，在提高刻蝕效率同時(shí)，又能在第一掩膜層表面形成足夠的聚合物。所述滯后的時(shí)間AT2小于或等于射頻功率源打開的第三時(shí)間T3，在不影響刻蝕效率的情況下，形成一定厚度的聚合物，。由于偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開， 因此在刻蝕步驟開始前，會(huì)在第一掩膜層503表面先形成聚合物，從而在刻蝕一開始，保護(hù)第一掩膜層503不會(huì)被刻蝕損傷。繼續(xù)參考圖24和圖25，所述等離子體刻蝕的射頻功率源功率為(T2000瓦，射頻頻率為6(Tl20兆赫茲，偏置功率源的功率為100 4000瓦，偏置頻率為2 15兆赫茲，刻蝕腔壓力為2(T200毫托，所述射頻功率源打開和關(guān)閉的頻率小于等于50千赫茲，在進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，在提高刻蝕效率的同時(shí)，在第一掩膜層503表面形成足量的聚合物，使得第一掩膜層503不會(huì)被損傷，提高介質(zhì)層502相對(duì)于第一掩膜層503的刻蝕選擇比。所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, CO中的一種或幾種，所述刻蝕采用的氣體還包括O2和Ar。CF4、C4F8, C4F6用于提供氟碳反應(yīng)物，CHF3> CH2F2用于 提高聚合物的濃度，O2用于控制聚合物的量，Ar用于形成正離子，CO用于控制氟碳的比例，Ar用于提供反應(yīng)的能量。本實(shí)施例中所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, 02、CO和Ar的混合氣體，以保證等離子體刻蝕過程中，在掩膜層503表面形成足夠的聚合物。當(dāng)射頻功率源打開，偏置功率源也打開時(shí)，CF4, C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2等會(huì)被射頻功率解離生成F自由基、中性的CF2等分子碎片，同時(shí)也會(huì)生成一些正離子如=CF3+等，Ar也會(huì)失去電子生成Ar+正離子,正離子經(jīng)過等離子體鞘層(plasma sheath)和偏置功率的加速,會(huì)轟擊介質(zhì)層材料,去除部分介質(zhì)層，同時(shí)F自由基也會(huì)和介質(zhì)層材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，去除部分介質(zhì)層材料；射頻功率源打開或關(guān)閉，偏置功率源關(guān)閉時(shí)，此時(shí)腔室內(nèi)還存在活性成分，而中性的活性成分如CF2等會(huì)復(fù)合生成氟碳聚合物,沉積在第一掩膜層503的表面，由于不存在加速電場(chǎng)，正離子不會(huì)轟擊形成的聚合物，使形成的聚合物全部或部分得以保存，從而的保護(hù)第一掩膜層503不會(huì)受到損害或者受損害的速率減小。本實(shí)施例中，由于偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，因此在刻蝕步驟開始前，會(huì)在第一掩膜層503表面先形成聚合物，從而在刻蝕一開始，保護(hù)第一掩膜層503不會(huì)被刻蝕損傷。參考圖26，重復(fù)上述刻蝕步驟和聚合物形成步驟，沿刻蝕凹槽503刻蝕所述介質(zhì)層502，直至形成凹槽。
進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，重復(fù)刻蝕步驟和聚合物的形成步驟，使得聚合物504始終能保持一定的厚度，從而在整個(gè)刻蝕過程中，保護(hù)第一掩膜層503不會(huì)受到損傷或者被損傷的速率減小，提高介質(zhì)層502相對(duì)于第一掩膜層503的刻蝕選擇比，使得介質(zhì)層502相對(duì)于第一掩膜層503的刻蝕選擇比大于 15:1。綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源打開電離刻蝕氣體，形成等離子體，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，當(dāng)偏置功率源打開時(shí)，刻蝕部分所述介質(zhì)層，當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)，在第一掩膜層表面形成聚合物，聚合物在后續(xù)刻蝕時(shí)，保護(hù)第一掩膜層不會(huì)受到損傷或者減小第一掩膜層損傷的速率，提高了介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比。 射頻功率源連續(xù)的輸出射頻功率，偏置功率源以脈沖的方式輸出脈沖功率，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開，即滯后的一段時(shí)間內(nèi)，偏置功率源是關(guān)閉的，此時(shí)進(jìn)行聚合物形成步驟；在一段時(shí)間后，偏置功率源打開，偏置功率源以正常的脈沖的方式輸出偏置功率，在刻蝕步驟開始前，會(huì)先進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層表面形成聚合物，從而在刻蝕一開始，保護(hù)第一掩膜層不會(huì)被刻蝕損傷。進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，射頻功率源和偏置功率源以脈沖的方式輸出射頻功率和脈沖功率，射頻功率源和偏置功率源脈沖的輸出頻率相等，相位相同，偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比，在進(jìn)行刻蝕步驟后部分，射頻功率源是打開的，而偏置功率源提前關(guān)閉，因此部分聚合物會(huì)沉積在掩膜層表面，刻蝕步驟后，射頻功率源和偏置功率源均關(guān)閉，進(jìn)行聚合物形成步驟，在第一掩膜層表面形成聚合物，加上刻蝕步驟中形成部分聚合物，使聚合物的厚度更厚，從而更好的保護(hù)第一掩膜層不會(huì)受到損害或被損害的速率減小，提高介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比，并且聚合物的形成和刻蝕效果更佳。第一占空比小于第二占空比，所述第一占空比范圍為109^80%，所述第二占空比范圍為30% 90%，在提高刻蝕效率同時(shí)，又能在第一掩膜層表面形成足夠的聚合物。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括 提供基底，在所述基底上形成介質(zhì)層； 在所述介質(zhì)層上形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口 ； 以所述第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，當(dāng)偏置功 率源打開時(shí)，刻蝕部分所述介質(zhì)層，當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)，在第一掩膜層表面形成聚合物，重復(fù)偏置功率源打開和偏置功率源關(guān)閉的過程，直至形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕采用的氣體為CF4、C4F8, C4F6, CHF3> CH2F2, CO中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕采用的氣體還包括O2和Ar。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕的射頻功率源功率為0 2000瓦，射頻頻率為60 120兆赫茲，偏置功率源的功率為100 4000瓦，偏置頻率為2 15兆赫茲，刻蝕腔壓力為2(T200毫托。
5.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述偏置功率源輸出的一個(gè)脈沖周期內(nèi)，所述偏置功率源打開的時(shí)間為第一時(shí)間，所述偏置功率源關(guān)閉的時(shí)間為第二時(shí)間，第一時(shí)間與第一時(shí)間和第二時(shí)間之和的比值為第一占空比，等離子體刻蝕過程中，所述第一占空比保持不變。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一占空比的范圍為 10% 90%。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述射頻功率源以連續(xù)的方式輸出射頻功率，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述偏置功率源滯后打開的時(shí)間小于等于所述偏置功率源關(guān)閉的第二時(shí)間。
9.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述射頻功率源以脈沖的方式輸出射頻功率，所述射頻功率源輸出的一個(gè)脈沖周期內(nèi)，所述射頻功率源打開的時(shí)間為第三時(shí)間，所述射頻功率源關(guān)閉的時(shí)間為第四時(shí)間，第三時(shí)間與第三時(shí)間和第四時(shí)間之和的比值為第二占空比，等離子體刻蝕過程中，所述第二占空比保持不變。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述射頻功率源輸出脈沖的頻率等于偏置功率源輸出脈沖的頻率。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述射頻功率源輸出脈沖的頻率和偏置功率源輸出脈沖的頻率小于等于50千赫茲。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述偏置功率源輸出脈沖的第一占空比小于射頻功率源輸出脈沖的第二占空比。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一占空比范圍為10% 80%，所述第二占空比范圍為30% 90%。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，相對(duì)應(yīng)的所述偏置功率源也打開。
15.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述進(jìn)行等離子體刻蝕時(shí)，當(dāng)射頻功率源打開，電離刻蝕氣體，所述偏置功率源滯后射頻功率源一段時(shí)間打開。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述偏置功率源滯后打開的時(shí)間小于等于所述射頻功率源打開的第三時(shí)間。
17.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為低K介電材料或超低K介電材料，所述第一掩膜層的材料為氮化鈦。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的厚度大于200納米，所述第一掩膜層的厚度小于60納米。
19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為刻蝕所述第一掩膜層，形成暴露介質(zhì)層表面的第一子開口 ；在第一掩膜層上形成光刻膠層，光刻膠層填充滿所述第一子開口，圖形化所述光刻膠層，形成第二子開口，第二子開口的位置與第一子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第二子開口暴露介質(zhì)層表面，第二子開口的寬度小于第一子開口的寬度；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕所述介質(zhì)層，形成貫穿所述介質(zhì)層的第一子通孔；去除所述圖形化的光刻膠層；沿第二子開口，采用等離子體刻蝕部分所述介質(zhì)層，形成第一子凹槽，所述第一子通孔和第一子凹槽構(gòu)成雙大馬士革結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層為多層堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一介質(zhì)層、位于第一介質(zhì)層表面的第二掩膜層、位于第二掩膜層表面的第二介質(zhì)層，所述第二掩膜層中具有暴露第一介質(zhì)層表面的第三子開口，第二介質(zhì)層填充滿所述第三子開口。
21.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為低K介電材料、超低K介電材料或氧化硅，所述第二掩膜層的材料為氮化娃、氮氧化娃、碳化娃或碳氮化娃，所述第一掩膜層的材料為光刻膠或無定形碳。
22.如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述雙大馬士革結(jié)構(gòu)的形成過程為以第一掩膜層為掩膜，采用等離子體刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成第二子凹槽，第二子凹槽暴露第二掩膜層表面，第二子凹槽的位置與第三子開口的位置相對(duì)應(yīng)，第一子凹槽的寬度大于第三子開口的寬度；沿第三子開口，采用等離子體刻蝕所述第二介質(zhì)層，形成貫穿所述第二介質(zhì)層的第二子通孔，所述第二子凹槽和第二子通孔構(gòu)成凹槽。
全文摘要
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供基底，在基底上形成介質(zhì)層；在介質(zhì)層上形成第一掩膜層，第一掩膜層具有暴露介質(zhì)層表面的開口；以第一掩膜層為掩膜，對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行等離子體刻蝕，偏置功率源以脈沖的方式輸出偏置功率，當(dāng)偏置功率源打開時(shí)，刻蝕部分介質(zhì)層，當(dāng)偏置功率源關(guān)閉時(shí)，在第一掩膜層表面形成聚合物，重復(fù)偏置功率源打開和偏置功率源關(guān)閉的過程，直至形成具有凹槽和通孔的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。采用等離子體刻蝕，重復(fù)刻蝕步驟和聚合物的形成步驟，使得聚合物能保持一定的厚度，保護(hù)第一掩膜層的不會(huì)損傷或損傷的速率減小，提高介質(zhì)層相對(duì)于第一掩膜層的刻蝕選擇比。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102737984SQ20121023430
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者梁潔, 王兆祥, 邱達(dá)燕 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司