[发明专利]通孔形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种通孔形成方法。

背景技术

随着半导体制造工艺技术的发展，半导体集成电路的精密度已达到深亚微米尺寸，使得半导体器件的集成度和制造工艺的复杂程度也不断增加。其中通孔作为多层金属层互连以及半导体器件有源区与外界电路之间连接的通道，由于其在半导体器件结构中的重要作用，因此对通孔刻蚀工艺技术的精度要求也在不断提高。

在现有技术中，在形成通孔的工艺中，特别是形成小孔径通孔时，会利用刻蚀通孔过程中产生的聚合物实现对通孔侧壁的保护，以形成具有较小孔径的通孔，满足半导体器件的精密度要求。

请参见图2，其所示为现有技术通孔形成的方法，包括以下步骤：

S210：提供硅衬底；

S220：在上述硅衬底上沉积介质层；

S230：在上述介质层上形成抗反射层。用于在其上形成通孔图案。

S240：利用光阻在所述抗反射层表面上定义通孔图案。其中因为收到曝光极限的限制，此时形成的通孔的孔径可能会大于设定的孔径，为了形成预计的目标孔径的通孔，要求在后续刻蚀时产生较多的聚合物，保护在通孔的侧壁上。

S250：刻蚀没有被光阻覆盖的抗反射层。使抗反射层上形成通孔图案，为下一步刻蚀介质层提供掩蔽层。

S260：刻蚀介质层，形成通孔。为了可以产生较多的聚合物，刻蚀介质层所采用的等离子刻蚀的刻蚀气体需具有高的碳/氟比。所产生的该聚合物，附着在通孔的侧壁上，可以减少侧壁的横向刻蚀，从而达到缩小孔径的目的。然而在刻蚀过程中产生的聚合物过多且会不均匀的分布在通孔的侧壁和边缘，导致通孔边缘不清晰，侧壁粗糙，进而使通孔的电阻分布不均匀。

S270：去除光阻。等离子刻蚀中一个不希望的影响是残留物沉积在刻蚀图案的边侧或表面，残留物来自光阻和光阻经刻蚀后残留的副产物，等离子体刻蚀环境中有许多剧烈的化学反应，光阻中的氢氧基团与卤化物气体发生反应，以形成稳定的金属卤化物和氧化物，难以去除，残留在通孔的边缘上，影响通孔图案的精确形成，更加剧了通孔的电阻分布不均匀。

然而，请参见图1，其为现有技术中形成通孔的俯视图，可以看出由于大量聚合物的存在，刻蚀形成的通孔的侧壁较为粗糙，在显微镜下对形成的通孔进行观察时，通孔的边缘不清晰，聚合物分布不均，这就导致通孔的电阻分布不均匀。

此外，由于在形成通孔刻蚀采用的是干法刻蚀的等离子刻蚀，会有刻蚀残留物沉积在刻蚀通孔的边侧或表面，残留物来自光阻和光阻经刻蚀后残留的副产物，等离子体刻蚀环境中有许多剧烈的化学反应，光阻中的氢氧基团与卤化物气体发生反应，以形成稳定的金属卤化物(如AlF₃，WF₅，WF₆)和氧化物(如TiO₃，TiO等)，这些副产物产生污染问题，影响刻蚀通孔的形成，进而影响刻蚀通孔的质量，破坏通孔的电气特性。

由上可见，由于上述因素，现有技术形成的通孔由于刻蚀过程中产生的聚合物分布不均和副产物的污染，导致通孔侧壁粗糙，边缘不清晰，电阻分布不均，进一步导致半导体器件的电气特性不稳定，质量不合格，因此不能满足对器件性能的要求，进而会影响相关应用产品的质量。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中，形成通孔的工艺中，由于刻蚀通孔过程中产生较多的聚合物保护通孔侧壁，聚合物分布不均，以及刻蚀所产生的副产物的污染，导致通孔边缘不清晰，侧壁粗糙，通孔的电阻分布不均匀等问题。

有鉴于此，本发明一种通孔形成方法，包括以下步骤：

提供一硅衬底；

依次在所述硅衬底上形成介质层和抗反射层；

依次刻蚀抗反射层和介质层，在抗反射层和介质层内形成通孔；

溅射清洗所述通孔。

可选的，所述溅射清洗步骤，具体包括加一高压电源，将反应腔抽真空，通入氩气与氧气混合气体，进行溅射。

可选的，所述高压电源功率为100至500W。

可选的，所述反应腔抽真空的气压在10至50毫托。

可选的，所述氩气流量为50至500标况毫升每分。

可选的，所述氧气流量为5至100标况毫升每分。

可选的，溅射的时间为8至10秒钟。

可选的，所述介质层为氧化硅层。