度为80%至100%，反应时间为40秒至70秒。所述六甲基二硅胺的浓度和反应时间保证了掩膜层204a表面的羟基能够完全与前驱材料层207的材料发生反应，从而保证了掩膜层204a表面完全被保护层206覆盖。若是所述六甲基二硅胺的浓度过大或过小、或者反应时间过长或过短，均会影响形成保护层206的反应，会导致所形成的保护层206均匀性变差，对掩膜层204a的保护能力变弱。
[0074]此外，所述前驱材料层207反应形成保护层208的过程在前驱材料蒸气气氛中进行，所述材料蒸气气氛的温度为100度至140度。所述材料蒸气气氛能够促进六甲基二硅胺与掩膜层204a表面的羟基进行反应，从而形成厚度和密度均匀的保护层206，保证了所述保护层206保护掩膜层204a的能力。
[0075]请参考图11，在形成保护层208之后，去除剩余的前驱材料层207 ;在去除剩余的前驱材料层207之后，在所述开口 206(如图9所示)内填充满导电材料，在开口 206内形成导电结构209。
[0076]本实施例中，所述导电结构209的形成工艺包括:在保护层208表面和开口 206内形成导电膜，所述导电膜填充满所述开口 206 ;平坦化所述导电膜直至暴露出所述保护层208为止，形成导电结构209。
[0077]所述导电膜的材料为铜、钨或铝，形成工艺为化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺、电镀工艺或化学镀工艺。在形成所述导电膜之前，还能够在所述保护层208表面形成扩散阻挡层，所述扩散阻挡层的材料为钛、钽、氮化钛、氮化钽中的一种或多种，所述扩散阻挡层的形成工艺为化学气相沉积工艺，用于防止所形成的导电结构209的材料向介质层201内扩散。
[0078]本实施例中，所述平坦化工艺为化学机械抛光工艺，在所述化学机械抛光工艺抛光所述导电膜和扩散阻挡层之后，暴露出保护层208表面；在去除暴露出的保护层208和掩膜层204a之后,继续抛光所述导电结构209表面,直至所述导电结构209表面与介质层201表面齐平。在其它实施例中，还能够在形成扩散阻挡层或导电膜之前，去除所述保护层208。
[0079]去除保护层208的工艺为灰化工艺，所述灰化工艺的气体包括含氧气体，例如O2或O3，所述含氧气体能够与保护层208的材料发生反应，生成气态产物，以此去除所述保护层 208。
[0080]本实施例中，形成于衬底表面的掩膜层材料为金属化合物，而在衬底内形成开口的干法刻蚀气体含氟气体和含碳气体，在刻蚀衬底形成开口之后，由含氟气体产生的氟离子、以及由含碳气体产生的碳离子会附着于掩膜层表面。所述附着于掩膜层表面的氟离子和碳离子能够与空气中的水反应，在掩膜层表面形成羟基。在掩膜层表面形成保护膜时，所述羟基能够用于使所形成的保护膜表面成为疏水性表面，所述疏水性表面能够使掩膜层与外界空气中的氧气和水完全隔离，从而能够避免在掩膜层接触到空气之后，表面形成难以去除的副产物的问题。
[0081 ] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底，所述衬底表面具有介质层； 在所述介质层表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出部分介质层表面，所述掩膜层的材料为金属化合物； 以所述掩膜层为掩膜，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述介质层，在介质层内形成开口，所述干法刻蚀的气体包括含氟气体和含碳气体； 在刻蚀介质层之后，在所述掩膜层表面形成保护层，所述保护层的表面为疏水性表面。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述掩膜层的材料为氮化钛。3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述保护层之前，所述掩膜层表面具有羟基，所述保护层的形成方法包括:在掩膜层表面涂布前驱材料层，使所述前驱材料层与掩膜层表面的羟基反应，形成具有疏水性表面的保护层；在形成保护层之后，去除剩余的前驱材料层。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料含有二甲基氧5圭基。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述前驱材料层的材料包括六甲基二硅胺。6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述前驱材料层中，六甲基二硅烷的质量百分比浓度为80%至100%，反应时间为40秒至70秒。7.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述前驱材料层反应形成保护层的过程在材料蒸气气氛中进行，所述材料蒸气气氛的温度为100摄氏度至140摄氏度。8.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述涂布工艺为旋涂工艺、喷涂工艺或蒸镀工艺。9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述掩膜层的形成工艺包括:在介质层表面形成掩膜材料膜；在掩膜材料膜表面形成图形化层，所述图形化层暴露出开口的对应位置；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述掩膜材料膜，直至暴露出介质层表面为止，形成掩膜层。10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述衬底包括:半导体基底、位于半导体基底表面的绝缘层、位于绝缘层内的导电层，所述导电层的顶部表面与绝缘层表面齐平，所述开口暴露出所述导电层表面。11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体基底和介质层之间还具有阻挡层；所述刻蚀介质层的工艺停止于所述阻挡层表面；在刻蚀开口直至暴露出阻挡层之后，去除开口底部的阻挡层，并暴露出半导体基底表面。12.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括:在形成保护层之后，在所述开口内填充满导电材料，在开口内形成导电结构。13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述导电结构的形成工艺包括:在保护层表面和开口内形成导电膜，所述导电膜填充满所述开口 ；平坦化所述导电膜直至暴露出所述保护层为止，形成导电结构。14.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述导电结构之前或之后，去除所述保护层。15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除保护层的工艺为灰化工艺，所述灰化工艺的气体包括含氧气体。
【专利摘要】一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面具有介质层；在所述介质层表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出部分介质层表面，所述掩膜层的材料为金属化合物；以所述掩膜层为掩膜，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述介质层，在介质层内形成开口，所述干法刻蚀的气体包括含氟气体和含碳气体；在刻蚀介质层之后，在所述掩膜层表面形成保护层，所述保护层的表面为疏水性表面。所形成的半导体结构形貌改善、性能稳定、尺寸精确。
【IPC分类】H01L21/768
【公开号】CN105336662
【申请号】CN201410234765
【发明人】郑喆, 王冬江
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年5月29日