形成互連結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，不僅使半導(dǎo)體器件的尺寸逐步減小，從而極大地提高了集成電路(Integrated Circuit, IC)中的芯片的集成密度。
[0003]在現(xiàn)有的形成半導(dǎo)體器件的工藝中，半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)在后段工藝(backend of Iine1BEOL)中形成，這種工藝在形成有柵極、源區(qū)以及漏區(qū)的半導(dǎo)體上方形成層間介質(zhì)層(Inter Layer Dielectric, ILD),然后在所述層間介質(zhì)層中形成金屬或其他導(dǎo)電材料的插塞或者線路，以實現(xiàn)與互連結(jié)構(gòu)中其他層之間的電連接。
[0004]具體的，這種工藝通常采用在層間介質(zhì)層上覆蓋形成有預(yù)定形狀的圖案的掩模層，所述圖案包括開口或者溝槽等圖形，通過將掩模層中的開口或者溝槽的圖案轉(zhuǎn)移至層間介質(zhì)層中，進而在層間介質(zhì)層中形成相應(yīng)形狀的孔洞或者條形溝槽，然后在這些孔洞或者條型溝槽中填充金屬或其他導(dǎo)電材料，以形成所述的插塞或者線路。
[0005]但是，由于半導(dǎo)體器件尺寸的減小，掩模層上形成的開口或者溝槽的圖案的尺寸很可能與預(yù)定的尺寸之間存在差值，也就是說，發(fā)生了失真。在掩模層將開口或者溝槽的圖案轉(zhuǎn)移至層間介質(zhì)層的過程中也可能發(fā)生上述失真。這些失真將越發(fā)嚴重的影響到層間介質(zhì)層中的孔洞或者條形溝槽的形成，導(dǎo)致形成的孔洞或者條形溝槽的尺寸或者形狀與原本的開口之間存在較大差距，所述差距可能影響到形成的金屬或其他導(dǎo)電材料的插塞或者線路的性能。
[0006]例如，由于在掩模層的開口或者溝槽的圖案轉(zhuǎn)移至層間介質(zhì)層的過程中發(fā)生上述失真，而導(dǎo)致層間介質(zhì)層中形成的孔洞或者條形溝槽的尺寸相對于預(yù)定的尺寸有所變化，而導(dǎo)致層間介質(zhì)層中本應(yīng)被保留的部分也被刻蝕掉，以至于在形成插塞或者線路的時候，位于同一平面上本應(yīng)該被層間介質(zhì)層材料隔離開的部分金屬或者其它導(dǎo)電材料之間連通，進而發(fā)生短路。
[0007]然而，個別區(qū)域的短路現(xiàn)象可能導(dǎo)致整個電路報廢，因此，如何較為準確的將所述圖案轉(zhuǎn)移到層間介質(zhì)層上，以形成尺寸較為準確的孔洞或者條形溝槽，從而盡量避免發(fā)生上述的短路情況,成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是提供一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，以在層間介質(zhì)層中形成尺寸較為準確的孔洞或者條形溝槽的圖案，進而盡量避免發(fā)生短路現(xiàn)象。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，包括:
[0010]提供襯底，所述襯底表面形成有層間介質(zhì)層；
[0011]在所述層間介質(zhì)層上形成硬掩模層；
[0012]在所述硬掩模層上形成底部抗反射層；
[0013]圖形化所述底部抗反射層，形成位于底部抗反射層中的開口 ；
[0014]對所述開口通入反應(yīng)氣體，以在所述開口的側(cè)壁形成聚合物層；
[0015]以所述聚合物層和所述底部抗反射層為掩模去除部分硬掩模層；
[0016]以剩余的硬掩模層為刻蝕掩模，對所述層間介質(zhì)層進行刻蝕，以在層間介質(zhì)層中形成接觸孔。
[0017]可選的，形成硬掩模層的步驟包括，使所述硬掩模層的厚度在50?500埃的范圍內(nèi)。
[0018]可選的，所述硬掩模層為氮化鈦、氮化鋁或者氮化硼掩模層。
[0019]可選的，形成硬掩模層的步驟之后，形成底部抗反射層的步驟之前，還包括:在所述硬掩模層上形成氧化物層；
[0020]形成底部抗反射層的步驟包括:使所述底部抗反射層形成于所述氧化物層上；
[0021]在圖形化底部抗反射層的步驟中，部分氧化物層暴露出；
[0022]在去除部分硬掩模的步驟之前，先去除暴露出的部分氧化物層以露出部分硬掩模層。
[0023]可選的，所述氧化物層的材料采用二氧化硅。
[0024]可選的，所述氧化物層的厚度在30?500埃的范圍內(nèi)。
[0025]可選的，去除暴露出的氧化物層的步驟包括:去除所述氧化物層的刻蝕劑為非氟基刻蝕劑。
[0026]可選的，圖形化底部抗反射層的包括:在所述底部抗反射層上形成光刻膠層，并圖形化所述光刻膠層；之后以圖形化后的光刻膠層為掩模圖形化底部抗反射層。
[0027]可選的，圖形化光刻膠層的步驟之后，圖形化底部抗反射層的步驟之前，還包括以下步驟:
[0028]對所述光刻膠層進行預(yù)處理，以去除需要露出的部分底部抗反射層上方的光刻膠殘留物，使需要露出部分的底部抗反射層完全露出。
[0029]可選的，圖形化底部抗反射層以形成開口的步驟包括:去除所述底部抗反射層的刻蝕劑中包含氯氣或者溴化氫或者兩者的結(jié)合。
[0030]可選的，形成底部抗反射層的步驟包括:采用有機材料形成所述底部抗反射層；
[0031]在底部抗反射層的開口的側(cè)壁形成聚合物層的步驟包括:通入的反應(yīng)氣體包括氮氣。
[0032]可選的，在底部抗反射層的開口的側(cè)壁形成聚合物層的步驟中，使所述聚合物層沿襯底表面方向的厚度在I?5納米的范圍內(nèi)。
[0033]可選的，所述硬掩模層的材料為氮化鈦，去除部分硬掩模層的步驟包括以下分步驟:
[0034]對所述硬掩模層進行第一刻蝕，所述第一刻蝕的刻蝕劑中包括氯氣、氫氣以及甲燒;
[0035]對剩余硬掩模層進行第二刻蝕，所述第二刻蝕的刻蝕劑中包括氯氣、甲烷以及四氯化硅。
[0036]可選的，所述第一刻蝕以及第二刻蝕均為脈沖刻蝕。
[0037]可選的，進行第一刻蝕的步驟中，使硬掩模層的厚度被去除70%?80%。
[0038]可選的，在去除部分硬掩模層的步驟之后，對層間介質(zhì)層進行刻蝕的步驟之前，還包括以下步驟:
[0039]去除剩余的光刻膠層；
[0040]檢測去除部分硬掩模層以在硬掩模層中形成的開口尺寸，并將測量結(jié)果反饋至下一片晶圓的通入反應(yīng)氣體的步驟。
[0041]可選的，在去除光刻膠層的步驟中，采用氮氣以及氧氣的組合，或者氯氣以及氧氣的組合去除所述光刻膠層。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0043]通過向底部抗反射層的開口通入反應(yīng)氣體，以在開口的側(cè)壁形成一定厚度的聚合物層，通過利用形成所述聚合物層以達到略微減小所述開口的尺寸的目的，以盡量抵消在所述底部抗反射層中形成的開口尺寸變大的部分，以在底部抗反射層中形成尺寸與預(yù)定值較為相符的開口，進而盡量保證在層間介質(zhì)層中形成的開口或者溝槽的尺寸與預(yù)定值接近，以避免發(fā)生層間介質(zhì)層中相鄰的開口或者溝槽之間連通的現(xiàn)象，從而減小形成于開口或溝槽中的插塞或者線路發(fā)生短路的幾率。
[0044]進一步，形成硬掩模層的步驟之后，形成底部抗反射層的步驟之前，在所述硬掩模層上形成氧化物層可以防止硬掩模層向光刻膠層滲透或者擴散而導(dǎo)致光刻膠層的性質(zhì)發(fā)生改變。
[0045]進一步，去除所述氧化物時，刻蝕劑為非氟基刻蝕劑能夠避免生成含氟的聚合物，進而防止對氧化物層造成難以控制的二次刻蝕，進而盡量減少刻蝕氧化物層以形成開口的過程中對開口的側(cè)壁的影響。
【附圖說明】
[0046]圖1是本發(fā)明形成互連結(jié)構(gòu)的方法在一實施例的流程示意圖；
[0047]圖2至圖7是圖1中互連結(jié)構(gòu)在各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖8是本發(fā)明所述脈沖刻蝕的脈沖功率輸出方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0049]在現(xiàn)有的形成半導(dǎo)體器件的層間互連結(jié)構(gòu)的過程中，常常通過曝光和光刻在掩模層中形成圖案或者開口，以暴露出層間介質(zhì)層，并刻蝕這些層間介質(zhì)層的暴露出的部分，以在層間介質(zhì)層中形成孔洞或者條形溝槽。
[0050]但是，由于掩模上的圖案通常是由在掩模上形成帶有圖案的光刻膠層，并對暴露出的掩模進行刻蝕而得到，在刻蝕過程中，難免會對掩模層需要保留的部分造成影響，也就是說，經(jīng)過刻蝕后，掩模層上的開口的尺寸很容易大于原本光刻膠層中的開口的尺寸，也就是發(fā)生了失真。
[0051]同理，在將掩模層中的圖案轉(zhuǎn)移至層間介質(zhì)層時，層間介質(zhì)層上形成的開口的尺寸也可能失真，導(dǎo)致一些原本應(yīng)該被保留的層間介質(zhì)層也被去除，使得形成于層間介質(zhì)層的孔洞或者條形溝槽的尺寸過大，致使在填充金屬或者其他導(dǎo)電材料后發(fā)生短路現(xiàn)象。
[0052]為此，本發(fā)明提供一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，參考圖1為本方法在一實施例的流程不意圖:
[0053]步驟SI，提供襯底，所述襯底表面形成有層間介質(zhì)層；
[0054]步驟S2，在所述層間介質(zhì)層上形成硬掩模層；
[0055]步驟S3，在所述硬掩模層上依次形成氧化物層、底部抗反射層(BARC)以及光刻膠層；
[0056]步驟S4,圖形化所述光刻膠層，使部分所述底部抗反射層露出；
[0057]步驟S5，去除露出的底部抗反射層，以露出部分氧化物層，從而在底部抗反射層中形成開口 ；
[0058]步驟S6，對所述底部抗反射層中的開口通入反應(yīng)氣體，以在所述開口的側(cè)壁形成聚合物層；
[0059]步驟S7，去除暴露出的氧化物層以暴露出部分硬掩模層；
[0060]步驟S8，以所述底部抗反射層以及所述聚合物層為掩模，去除露出的部分硬掩模層；
[0061]步驟S9，以剩余的硬掩