專利名稱：一種改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法
技術領域：
本發明涉及介電質膜刻蝕成型技術領域，尤其涉及一種改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法。
背景技術：
如圖1所示，現有的工藝技術主要包括4個步驟。步驟I和2是進行TiN的曝光顯影和干刻工藝，用來定義銅互連線溝槽(trench)的位置。然后進行步驟3中通孔(Via)的曝光和顯影，接下來進行步驟4.1中的Via刻蝕，最后是進行步驟4. 2中的trench刻蝕。步驟4.1和4. 2是可以在一個干法刻蝕工藝腔體內完成。由于局部圖案密度的不同，最后得到的刻蝕形貌也相應存在差異。如圖1中步驟
4.2左側長方形虛線框中為局部圖形密度較稀疏區域，經過刻蝕后介電質膜的形貌較好。右側長方形虛線框中為局部圖形較密集區域，經過刻蝕后，介電質膜的頂部形貌很尖銳，后續這些區域的銅的擴散阻擋層生長的致密性和均勻性就較差，諸如此類的不利因素對產品的性能來說都是很大的威脅，需要有效地進行改善。
發明內容
根據現有技術中存在的缺陷，現提供了一種改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，具體如下
一種改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，應用于雙大馬士革結構介電質膜中，其中，在對所述雙大馬 士革結構介電質膜進行一體化刻蝕過程中，加入膜內刻蝕阻擋層，具體步驟包括
步驟a，在所述雙大馬士革結構介電質膜中厚度為第一預設值的位置生長一層膜內刻蝕阻擋層；
步驟b，對所述膜內刻蝕阻擋層進行光刻工藝，定義出所述膜內刻蝕阻擋層中需要被刻蝕的區域；
步驟C，對所述膜內刻蝕阻擋層進行干刻工藝，將所述需要被刻蝕的區域移除；
步驟d，在所述膜內刻蝕阻擋層下方繼續進行介電質膜的生長，所述介電質膜的生長厚度為第二預設值；
步驟e，在所述介電質膜上方進行氮化鈦的生長，并在氮化鈦上方進行光刻膠的涂布；步驟f，對所述氮化鈦進行曝光顯影和刻蝕，定義出所述氮化鈦層中需要被刻蝕的區域，并對所述通孔進行曝光顯影；
步驟g，對所述介電質膜進行一體化刻蝕。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其中，所述膜內刻蝕阻擋層的材質比所述膜內刻蝕阻擋層的上、下層的所述介電質膜材質致密。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其中，所述膜內刻蝕阻擋層的材質的介電常數比所述膜內刻蝕阻擋層的上、下層的所述介電質膜高。
優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其中，所述第一預設值為所述一體化刻蝕后通孔的高度。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其中，所述第二預設值是所述溝槽的深度。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其中，在所述步驟e中，所述氮化鈦和光刻膠中間還會生長一層薄的隔離層，所述隔離層用于隔離氮化鈦和光刻膠。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其中，在所述步驟f中，所述一體化刻蝕包括對所述介電質膜進行通孔刻蝕、光刻膠去除、溝槽刻蝕和NDC的移除。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其中，所述通孔刻蝕、所述光刻膠去除、所述溝槽刻蝕和所述對NDC的移除在一個刻蝕工藝腔內完成。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其中，所述通孔刻蝕、所述光刻膠去除、所述溝槽刻蝕和所述對NDC的移除在一個工藝程式完成。優選的，該改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其中，所述介電質膜一體化刻蝕工藝結束后，膜內刻蝕阻擋層會被刻蝕移除。上述技術方案的有益效果是通過在局部區域應用刻蝕阻擋層，在不影響整個介電質膜的介電常數K值的情況下，可以很好的改善刻蝕完畢的形貌，減少了對后續工藝帶來的不利影響，提高了芯片的性能。
`圖1是現有技術中對介電質膜進行刻蝕的工藝流程 圖2是本發明的一個實施例中對介電質膜進行刻蝕的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。本發明的一個實施例中，以當前后段銅互連工藝中比較常見的采用TiN作為硬質膜刻蝕阻擋層(TiN Hardmask，氮化鈦硬質掩膜)的流程為例進行說明，另外附圖中的介電質膜也選用當前業內廣泛使用的Si02，SiON，DB2，NDC (氮摻雜碳氧化硅材料，主要成分為SiCN/SiCO)等為例，但并不因此將本發明的適用范圍局限于是否采用TiN Hardmask的方式，也不僅僅局限于上述幾種介電質膜，其選擇范圍還可以包括氟硅玻璃(F-dopedSilicon Glass, FSG),低介電常數薄膜(Low K film)等等。本發明的一個實施例中所涉及的工藝生產流程如圖2所示，首先，在介電質膜厚達到通孔高度Hvia的位置生長一層刻蝕阻擋層——也就是膜內刻蝕阻擋層(其厚度可以根據刻蝕過程的實際情況進行調試)，這層膜的材質可以根據實際情況進行選擇，選擇的原則是比其上、下層膜致密，介電常數K比其上、下層膜高即可。該膜內刻蝕阻擋層生長完畢后，對其進行一道光刻工藝，如圖2中步驟I所示，目的是定義該膜內刻蝕阻擋層需要被刻蝕掉的區域；隨即進行干刻工藝將這些區域移除，如圖2中步驟2所示。經過干刻工藝后，所留下的區域就是后續溝槽刻蝕所定義的區域。如圖2中步驟3所示，繼續介電質膜的生長，其生長高度為溝槽深度Htrench。
然后如圖2中步驟4-6所示，介電質膜生長，TiN生長，TiN曝光顯影和刻蝕，以及通孔曝光顯影，其工藝流程與現有技術類似。最后對介電質膜進行一體化刻蝕成形步驟，如圖2中步驟7所示，可以分成3個小部分進行，分別是
如圖2中步驟7.1所示，先進行通孔刻蝕，通孔刻蝕由于借助了膜內刻蝕阻擋層，刻蝕深度也會比較均勻，并進行光刻膠去除；
如圖2中步驟7. 2所示，再進行溝槽刻蝕，通過利用刻蝕選擇比，溝槽刻蝕可以都停在膜內刻蝕阻擋層上，這樣一來溝槽的深度也會比較均勻，刻蝕后形貌差異也小，如圖中步驟
7.2中虛線框所示；
如圖2中步驟7. 3所示，最后進行對NDC的刻蝕，在這個環節中所有的膜內刻蝕阻擋層也同時被移除掉，由局部圖形密度差異帶來的刻蝕形貌上的差異也得以減少，最后形成如圖中步驟7. 3中虛線框所示的刻蝕后形貌分布。其中，步驟7.1, 7. 2和7. 3可以在一個刻蝕工藝腔內通過一個工藝程式完成。以上所述僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，應用于雙大馬士革結構介電質膜中，其特征在于，在對所述雙大馬士革結構介電質膜進行一體化刻蝕過程中，加入膜內刻蝕阻擋層，具體步驟包括 步驟a，在所述雙大馬士革結構介電質膜中厚度為第一預設值的位置生長一層膜內刻蝕阻擋層； 步驟b，對所述膜內刻蝕阻擋層進行光刻工藝，定義出所述膜內刻蝕阻擋層中需要被刻蝕的區域； 步驟C，對所述膜內刻蝕阻擋層進行干刻工藝，將所述需要被刻蝕的區域移除； 步驟d，在所述膜內刻蝕阻擋層下方繼續進行介電質膜的生長，所述介電質膜的生長厚度為第二預設值； 步驟e，在所述介電質膜上方進行氮化鈦的生長，并在氮化鈦上方進行光刻膠的涂布； 步驟f，對所述氮化鈦進行曝光顯影和刻蝕，定義出所述氮化鈦層中需要被刻蝕的區域，并對所述通孔進行曝光顯影； 步驟g，對所述介電質膜進行一體化刻蝕。
2.如權利要求1所述的改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其特征在于，所述膜內刻蝕阻擋層的材質比所述膜內刻蝕阻擋層的上、下層的所述介電質膜材質致密。
3.如權利要求1所述的改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其特征在于，所述膜內刻蝕阻擋層的材質的介電常數比所述膜內刻蝕阻擋層的上、下層的所述介電質膜聞。
4.如權利要求1所述的改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其特征在于，所述第一預設值為所述一體化刻蝕后通孔的高度。
5.如權利要求1所述的改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其特征在于，所述第二預設值是所述溝槽的深度。
6.如權利要求1所述的改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，其特征在于，在所述步驟e中，所述氮化鈦和光刻膠中間還會生長一層薄的隔離層，所述隔離層用于隔離氮化鈦和光刻膠。
7.如權利要求1中任意一項所述的改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其特征在于，在所述步驟f中，所述一體化刻蝕包括對所述介電質膜進行通孔刻蝕、光刻膠去除、溝槽刻蝕和NDC的移除。
8.如權利要求7所述的改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其特征在于，所述通孔刻蝕、所述光刻膠去除、所述溝槽刻蝕和所述對NDC的移除在一個刻蝕工藝腔內完成。
9.如權利要求7所述的改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其特征在于，所述通孔刻蝕、所述光刻膠去除、所述溝槽刻蝕和所述對NDC的移除在一個工藝程式完成。
10.如權利要求7所述的改善雙大馬士革結構介電質膜的方法，其特征在于，所述介電質膜一體化刻蝕工藝結束后，膜內刻蝕阻擋層會被刻蝕移除。
全文摘要
本發明公開了一種改善雙大馬士革結構介電質膜刻蝕形貌的方法，屬于介電質膜刻蝕成型技術領域。具體步驟包括在介電質膜中厚度為第一預設值的位置生長膜內刻蝕阻擋層；對膜內刻蝕阻擋層進行光刻工藝，定義出需要被刻蝕的區域；對膜內刻蝕阻擋層進行干刻工藝，將需要被刻蝕的區域移除；在膜內刻蝕阻擋層上方生長介電質膜；在介電質膜上方生長氮化鈦，并在氮化鈦上方涂布光刻膠；對TiN進行曝光顯影和刻蝕和通孔的曝光顯影；對介電質膜進行一體化刻蝕；上述技術方案的有益效果是通過在局部區域應用刻蝕阻擋層，在不影響整個介電質膜的介電常數K值的情況下，改善了刻蝕完畢的形貌，減少了對后續工藝帶來的不利影響，提高了芯片的性能。
文檔編號H01L21/311GK103066013SQ20121043247
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者黃海, 黃君, 蓋晨光 申請人:上海華力微電子有限公司