专利名称：沟槽形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种沟槽形成方法。
背景技术：
随着集成电路的制作向超大规模集成电路发展，集成电路内部的电路密度越来越 大，所包含的器件数量也越来越多，这种发展使得晶圆表面无法提供足够的面积来制作所 需的互连线。为了满足元件缩小后的互连线需求，两层及两层以上的多层金属互连线的设 计成为超大规模集成电路技术所通常采用的一种方法。目前，不同金属层或者金属层与衬 垫层的导通，是通过在金属层与金属层之间或者金属层与衬垫层之间的介质层中形成互连 沟槽，在沟槽内填入导电材料，形成互连结构来实现的。例如申请号为02106882. 8的中国 专利申请文件提供了多层互连结构制作工艺。下面结合附图简单的介绍沟槽的形成过程。
图1至图3为现有技术中沟槽的形成 过程的示意图。如图1所示，提供半导体基底10 ；然后在所述半导体基底10上形成光掩膜层13， 例如光掩膜层包括底部抗反射层(BARC) 14和位于抗反射层上的光刻胶层(PR) 15。如图2所示，然后利用光刻工艺在光刻胶层15中形成开口，开口底部暴露BARC14。如图3所示，接着利用光刻胶层15做掩膜对BARC进行第一刻蚀，去除开口底部的 BARC，形成光掩膜图形，所述光掩膜图形包括底部抗反射层，也可以包括光刻胶层；接着利 用光掩膜图形做掩膜进行第二刻蚀，在半导体基底中形成沟槽。但是上述方法存在的问题是，由于在光刻胶图案的密集区的刻蚀速率小于稀疏区 的刻蚀速率，因此使得光刻胶图案密集区的沟槽的特征尺寸(CD)小于稀疏区形成沟槽的 ⑶。例如下面表一所示，可以看出⑶平均值的偏差在0.448nm左右。表一
权利要求
1.一种沟槽形成方法，其特征在于，包括步骤提供半导体基底，其包括衬底，位于衬底上的导电层，位于导电层上的介质层；在所述半导体基底上形成底部抗反射层；在所述底部抗反射层上形成硅掺杂抗反射层和阻挡层的叠层结构；在所述叠层结构上形成光刻胶图案；以所述光刻胶图案为掩膜对所述叠层结构及底部抗反射层刻蚀，形成光掩膜图形，在 所述刻蚀过程中刻蚀阻挡层过程生成的聚合物大于刻蚀硅掺杂抗反射层及底部抗反射层 过程生成的聚合物；以所述光掩膜图形为掩膜对所述介质层进行刻蚀，直到暴露底部的金属层。
2.根据权利要求1所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述硅掺杂抗反射层和阻挡层 的叠层结构中，所述硅掺杂抗反射层位于所述阻挡层上。
3.根据权利要求1所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述硅掺杂抗反射层和阻挡层 的叠层结构中，所述阻挡层位于所述硅掺杂抗反射层上；在形成所述叠层结构步骤之后，在形成光刻胶图案步骤之前还包括步骤在所述叠层 结构上形成抗反射材料层。
4.根据权利要求3所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料为二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的沟槽形成方法，其特征在于，以所述光刻胶图案为掩膜对所 述叠层结构及底部抗反射层刻蚀包括对阻挡层的第一刻蚀、对硅掺杂抗反射层的第二刻蚀 及，对底部抗反射层的第三刻蚀。
6.根据权利要求5所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀的刻蚀参数为腔 室压力为SOiTorr 200mTorr，射频功率为500W 1000W，刻蚀气体包括CF4、CHF3、02及惰 性气体Ar，其中CF4的流量为50sccm 200sccm,CHF3的流量为IOsccm 100sccm，Ar的 流量为IOsccm IOOsccm, 02的流量为IOsccm 50sccm，刻蚀时间为IOs 120s。
7.根据权利要求6所述的沟槽形成方法，其特征在于，第二刻蚀的刻蚀参数为腔室压 力为SOiTorr 200mTorr，射频功率为500W 1000W，刻蚀气体包括CF4、CHF3及惰性气体 Ar，其中CF4的流量为50sccm 200sccm, CHF3的流量为IOsccm lOOsccm，刻蚀时间为 50s 180s。
8.根据权利要求3所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料可以为低温 氧化物。
9.根据权利要求8所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述低温氧化物可以为二氧化娃。
10.根据权利要求9所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述阻挡层的厚度为200埃 800 埃。
11.根据权利要求10所述的沟槽形成方法，其特征在于，所述硅掺杂抗反射层的厚度 为200埃 800埃。
全文摘要
本发明提供了一种沟槽形成方法，包括步骤提供半导体基底；在所述半导体基底上形成底部抗反射层；在所述底部抗反射层上形成硅掺杂抗反射层和阻挡层的叠层结构；在所述叠层结构上形成光刻胶图案；以所述光刻胶图案为掩膜对所述叠层结构及底部抗反射层刻蚀，形成光掩膜图形，在所述刻蚀过程中刻蚀阻挡层过程生成的聚合物大于刻蚀硅掺杂抗反射层及底部抗反射层过程生成的聚合物；以所述光掩膜图形为掩膜对所述介质层进行刻蚀，直到暴露底部的金属层。本发明提高了刻蚀形成沟槽特征尺寸的一致性。
文档编号H01L21/768GK102087993SQ20091019999
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者孙武, 尹晓明, 张海洋 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司