刻蚀剂，具体工艺包括：
[0082] 气压为0· 01~lOtorr，功率为100~5000W，四氟化碳的流量为100~lOOOOsccm， 氢气的流量为100~lOOOOsccm。
[0083] 接着参考图6所示，以所述硬掩模40为掩模刻蚀所述介质层22和绝缘层21，在所 述介质层22内形成通孔25,所述通孔25露出所述基底20。
[0084] 刻蚀所述介质层22和绝缘层21的工艺为本领域成熟工艺，在此不再赘述。
[0085] 参考图7所示，在刻蚀所述介质层22形成所述通孔25后，在所述通孔25内会残 留刻蚀副产物31，所述刻蚀副产物31不仅会影响所述通孔25的结构，还会掺杂在后续形成 于所述通孔25内的导电插塞中，进而影响导电插塞的性能。
[0086] 为此，结合参考图8所示，在刻蚀所述介质层22,并在去除所述光刻胶掩模30后， 进行湿法清洗步骤，以去除所述刻蚀副产物31。
[0087] 本实施例中，所述湿法清洗步骤采用稀释的氢氟酸溶液（DHF)作为清洗剂。具体 地，所述稀释的氢氟酸溶液中氢氟酸与水的体积比为1:300左右。
[0088] 其中，上述浓度的稀释的氢氟酸溶液可在确保所述刻蚀副产物31的清除效率同 时，减少所述介质层22损伤，但即使如此，结合参考图7和图8,所述介质层22,以及介质层 22上的碳氧化硅层41后和金属掩模材料层42仍然会受到损耗，所述介质层22内通孔25 被扩大。
[0089] 本实施例中，所述介质层22以及采用上述工艺形成的碳氧化硅层41和金属掩模 材料层42的消耗速率相近，因而在清洗工艺中，形成所述介质层22的通孔25上方的所述 硬掩模40内的开口，与所述通孔25孔径相近。结合参考图3所示的，相比于现有的包括金 属掩模14、TE0S层13、以及结合层12的硬掩模结构，在湿法清洗工艺中，所述TEOS层13的 消耗速率小于结合层12和介质层11的消耗速率，因而在湿法清洗步骤后，在介质层11和 TEOS层13之间形成缺口 18,且位于介质层11上方的TEOS层13内，在所述介质层11内的 通孔16内壁上方形成凸起19等缺陷，本实施例在所述湿法清洗步骤后，所述介质层22内 的通孔25以及硬掩模40内开口组成的开孔的内壁具有更好的平整度。
[0090] 接着参考图9所示，在所述金属掩模材料层42上，以及所述硬掩模50的开口和介 质层22内的通孔25侧壁和底部形成扩散阻挡层26。
[0091] 本实施例中，所述扩散阻挡层26的材料为氮化钽（TaN)，形成工艺为CVD。
[0092] 在本发明的其他实施例中，所述扩散阻挡层26的材料还可为钽（Ta)等，形成方法 为物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD)等，所述扩散阻挡层26的材料和形成 方法并不限定本发明的保护范围。
[0093] 再次结合参考图3和图9所示，相比于现有工艺中，在湿法清洗工艺后，在所述介 质层11内的通孔16内壁上方的硬掩模15内形成凸起19和缺口 18等缺陷，因而覆盖在所 述硬掩模开口，以及介质层内通孔侧壁的扩散阻挡层易剥落。本实施例在所述湿法清洗步 骤后，所述介质层22内的通孔25以及硬掩模40内开口组成的开孔的内壁具有良好的平整 度，从而可有效所述扩散阻挡层26与介质层22的结合力。
[0094] 之后参考图10所述，去除所述通孔25底部的扩散阻挡层，保留所述通孔25侧壁 的扩散阻挡层27,露出所述基底20。
[0095] 接着在所述扩散阻挡层26上形成导电材料层50,本实施例中，所述导电材料层50 的材料为金属铜。所述导电材料层50填充满所述通孔25。
[0096] 参考图11所示，采用化学机械研磨（CMP)等工艺，去除所述基底20上方的导电材 料层和硬掩模，露出所述基底20表面，使得所述通孔25内金属层表面与所述介质层22表 面齐平，在所述介质层22内形成导电插塞51。
[0097] 相比于通过现有工艺形成的硬掩模内的开口以及介质层内的通孔结构，本实施例 中，所述介质层22内的通孔25以及硬掩模40内开口组成的开孔的内壁具有良好的平整 度，因而可提高所述导电材料层50填充于所述通孔25内的填充性能，有效减少在所述导电 材料层50内形成的空隙，以提高所述导电插塞51性能。
[0098] 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. 一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括： 提供基底； 在所述基底上形成介质层； 在所述介质层上形成碳氧化硅层； 在所述碳氧化硅层上形成金属掩模材料层； 刻蚀所述金属掩模材料层和碳氧化硅层以形成硬掩模； 以所述硬掩模为掩模刻蚀所述介质层，在所述介质层内形成通孔； 在所述通孔内填充导电材料，以形成导电插塞。2. 如权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，形成碳氧化硅层的方法为 化学气相沉积法。3. 如权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述化学气相沉积法以一 氧化碳和硅烷气体作为反应气体，所述硅烷和一氧化碳的流量比为1:1~1:3。4. 如权利要求3所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述硅烷的流量为50~ 3000sccm，一氧化碳的流量为50~3000sccm，气压为0? 5~lOtorr，功率为50~5000W。5. 如权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述化学气相沉积法以二 氧化碳和硅烷气体作为反应气体，所述硅烷和二氧化碳的流量比为1:1~1:2。6. 如权利要求5所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述硅烷的流量为50~ 3000sccm，二氧化碳的流量为50~3000sccm，气压为0? 5~lOtorr，功率为50~5000W。7. 如权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述化学气相沉积法以一 氧化碳、二氧化碳和硅烷气体作为反应气体，所述一氧化碳和二氧化碳的总流量与硅烷气 体的流量的比为3:1~1:1。8. 如权利要求7所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述硅烷的流量为50~ 3000sccm, 一氧化碳和二氧化碳的总流量为50~3000sccm，气压为0. 5~IOtorr,功率为 50 ~5000W。9. 如权利要求3~8任一项所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述反应气体还 包括一氧化二氮，所述硅烷与一氧化二氮的流量比为1:0. 1~1:3。10. 如权利要求3~8任一项所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述反应气体 还包括水蒸气，所述硅烷与水蒸气的流量比为1:0. 1~1:3。11. 如权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述碳氧化硅层的厚度为 KXK300A,,12. 如权利要求3~8任一项所述的互连结构的形成方法，其特征在于，还包括；通入 辅助气体，所述辅助气体与硅烷气体的流量比为1:3~1:1。13. 如权利要求12所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述辅助气体的流量为 50 ~3000sccm〇14. 如权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述金属掩模材料层 和碳氧化硅层的方法为干法刻蚀，所述干法刻蚀以四氟化碳和氢气的混合气体为刻蚀剂。15. 如权利要求14所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述四氟化碳的流量为 100~lOOOOsccm，氢气的流量为100~lOOOOsccm，气压为0? 01~lOtorr，功率为100~ 5000116. 如权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，在所述介质层内形成通孔 后，在所述通孔内填充导电材料之前，还包括湿法清洗步骤。17. 如权利要求16所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述湿法清洗以稀释的 氢氟酸作为清洗剂。18. 如权利要求16所述的互连结构的形成方法，其特征在于，在所述清洗步骤后，在所 述通孔内填充导电材料之前，还包括步骤：在所述通孔的内壁形成扩散阻挡层。
【专利摘要】本发明提供了一种互连结构的形成方法。包括：在形成介质层后，在介质层上形成碳氧化硅(SiOC)层，在碳氧化硅层上形成金属掩模材料层；之后再刻蚀金属掩模材料层和碳氧化硅层形成硬掩模，并以硬掩模为掩模刻蚀介质层，在介质层形成通孔；向通孔内填充导电材料后，形成导电插塞。以碳氧化硅层和金属掩模材料层双层结构取代现有的含有金属层、TEOS层和采用低K材料制成的结合层的结构。后续在介质层内形成通孔后，清洗通孔以去除刻蚀介质层时所形成的刻蚀副产物时，碳氧化硅层、金属掩模材料层和介质层消耗速率相似，有效改善形成于硬掩模以及介质层内的通孔侧壁平整度，进而提高后续向通孔内填充的导电材料的填充性能，以提高形成的导电插塞的性能。
【IPC分类】H01L21/768
【公开号】CN105226008
【申请号】CN201410301170
【发明人】周鸣
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月27日