[发明专利]导电结构及焊盘的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种导电结构及焊盘的形成方法。 

背景技术

半导体集成电路的制作是极其复杂的过程，其目的在于将特定电路所需的各种电子组件和线路，缩小制作在小面积的硅片上，并且各个组件必须藉由适当的内连导线来作电性连接，才能发挥所期望的功能。 

随着集成电路的制作向超大规模集成电路(ULSI)发展，内部的电路密度越来越大，所含元件数量不断增加，使得晶片的表面无法提供足够的面积来制作所需的互连线(Interconnect)。因此，为了配合元件缩小后所增加的互连线需求，两层以上的多层金属互连线的设计，便成为超大规模集成电路技术所必须采用的方法。目前，不同金属层之间(或底层晶体管与金属互连线之间)的导通，是通过在两层金属层之间(或底层晶体管与金属互连线之间)的绝缘层挖一开口并填入导电材料，形成导通两金属层的各种导电结构(如接触孔、通孔或双镶嵌结构)而实现的。该导电结构的形成质量对于电路的性能影响很大，如果导电结构的形成质量较差，会导致电路整体电阻值上升，严重时器件将不能正常工作。 

图1到图4是说明现有的一种导电结构——通孔的器件剖面示意图。其中，图1为现有的通孔形成过程中形成层间介质层后的器件剖面示意图，如图1所示，在衬底100内已形成了下层导电结构110，为了实现该层电路与上层电路间的电连接，需要在其上形成通孔。通常，先在衬底100上生长一层刻蚀停止层101，其可以为氮化硅层或碳化硅层。该刻蚀停止层101的刻蚀速率要明显低于层间介质层102，以确保在刻蚀通孔开口时能较为均匀地停止于该刻蚀停止层101内。然后，在该刻 蚀停止层101上再生长用于层间电绝缘的层间介质层102。 

图2为现有的通孔形成过程中形成通孔图形后的器件剖面示意图，如图2所示，利用光刻工艺在层间介质层102表面上定义通孔图形105。 

图3为现有的通孔形成过程中形成通孔开口后的器件剖面示意图，如图3所示，用光刻胶定义通孔图形105后，可以利用干法刻蚀技术在层间介质层102内形成通孔开口107。由于下层的刻蚀停止层101的刻蚀速率要远小于层间介质层102的刻蚀速率，本步刻蚀会停止于刻蚀停止层101内。 

图4为现有的通孔形成过程中去除刻蚀停止层后的器件剖面示意图，如图4所示，层间介质层102刻蚀完成后，还需要将通孔开口107底部残留的刻蚀停止层101去除，以曝露下层导电结构110，本步骤通常可称为停止层去除步骤(LRM，Liner Removal)。 

本步的LRM步骤通常是利用干法刻蚀工艺实现，实际操作中，本步刻蚀过程较难控制，常出现一些缺陷：如在刻蚀停止层的侧壁处(即通孔侧壁下方处)出现凹陷问题(undercut或pull back)，如图4中凹陷120所示；或者是刻蚀停止层101未被完全去除，下层导电结构110未完全曝露等问题。图5为利用现有的形成方法形成通孔时在侧壁处出现凹陷问题的器件剖面图，如图5所示，在刻蚀停止层处的侧壁出现了凹陷510。 

尤其是65nm以下技术节点中，刻蚀停止层101通常由较为薄弱的掺氮的碳化硅形成，其对工艺控制的要求更为严格，本步刻蚀出现上述缺陷的问题也更为严重。而一旦出现该类缺陷问题，将直接影响到后面通孔(或说导电结构)的形成质量，进而影响到集成电路内的电连接质量，令器件的性能变差甚至失效。 

于2008年7月30日公开的公开号为CN101231968A的中国专利申请公开了一种镶嵌内连线结构与双镶嵌工艺，其利用四氟化碳及三氟化氮气体等离子体为LRM中的刻蚀气体，以解决镶嵌结构中由于对不准而导致的在下层介质层中形成凹槽的问题。但该申请对于上述因LRM步骤控制不当而在导电结构内出现缺陷的问题没有提出有效的解决办法。 

发明内容

本发明提供一种导电结构及焊盘的形成方法，以改善现有导电结构或焊盘内易出现缺陷的现象。 

为达到上述目的，本发明提供的一种导电结构的形成方法，包括步骤： 

提供已形成下层导电结构的衬底； 

在所述衬底上依次形成刻蚀停止层和层间介质层； 

在所述层间介质层上定义导电结构开口图形； 

以所述导电结构开口图形为掩膜，刻蚀所述层间介质层形成导电结构开口； 

刻蚀所述导电结构开口底部的刻蚀停止层，且所述刻蚀过程中加入的氧气流量在15sccm至25sccm之间，以使导电结构开口的侧壁形状良好； 

在所述导电结构开口内填充金属，形成导电结构。