[发明专利]在沟槽底部形成通孔的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种在沟槽底部形成通孔的方法。

【背景技术】

在金属间介质表面形成沟槽和通孔是半导体工艺中的常见工艺。形成沟槽的作用在于可以用于填充金属以形成金属布线结构，而沟槽底部的通孔的作用则在于填充金属以实现上下两层金属布线之间的电学连接。

现有技术中，通常的制作顺序是先形成沟槽，再在沟槽的底部形成通孔。附图1所示是现有技术中在沟槽底部形成通孔的方法的实施步骤流程图，包括如下步骤：步骤S10，提供半导体衬底，步骤S11，于所述半导体衬底上形成一介质层，所述介质层中具有沟槽；步骤S12，在介质层表面形成光刻胶层，所述光刻胶层将包括沟槽底部和侧壁在内的介质层表面全部覆盖；步骤S13，图形化所述光刻胶层；步骤S14，以图形化光刻胶为掩模，刻蚀所述介质层，以形成通孔。

附图2至附图5是上述步骤的实施工艺示意图。

附图2所示，参考步骤S10，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100表面具有介质层110，和形成于介质层110中的沟槽，此处以沟槽111、112与113表示。

所述半导体衬底100可以是包括单晶硅衬底在内的任何常见的半导体衬底。

所述介质层110的中的沟槽可以是一个，也可以是多个，此处以三个沟槽111、112与113表示。

附图3所示，参考步骤S11，在介质层110表面形成光刻胶层120，所述光刻胶层120将包括沟槽111、112与113的底部和侧壁在内的介质层110表面全部覆盖。

所述形成光刻胶层120的过程可以采用旋涂或者喷涂等本领域内常见的涂敷方法，在形成光刻胶层120之前，也可以采用本领域的各种常见手段对介质层110的表面进行改性处理，以获得与光刻胶层120之间更大的附着力，保证光刻的顺利进行。

附图4所示，参考步骤S12，图形化所述光刻胶层120。该步骤将欲形成通孔的介质层110表面的光刻胶除去，除去光刻胶的工艺可以采用常见的光学曝光与显影工艺，包括光学曝光以及电子束曝光等，此处不加赘述。

附图5所示，参考步骤S13，以图形化的光刻胶层120为掩模，刻蚀所述介质层110，以形成通孔，此处以通孔131、132与133表示。

以上步骤S13中，由于通孔131、132与133是用于上下两层金属布线之间的电学连接，因此必须形成在沟槽111、112与113的底部。而光刻胶层120必须覆盖介质层110的全部表面，包括沟槽111、112与113以及沟槽之间的突起部分，才能在刻蚀工艺中有效地起到阻挡层的作用。所以沟槽中的光刻胶层的厚度至少要大于沟槽的深度，才能保证光刻胶层120能够确实覆盖沟槽之间的介质层项部表面，如图3所示。

关于以上步骤S10至步骤S13中所述的内容还可以参考题目为“Wet-recessprocess optimization of a developer-soluble gap-fill material for planarization oftrenches in trench-first dual damascene process(Carlton Washbrun，et.，Society ofPhoto-Optical Instrumentation Engineers，Proceedings of SPIe，Vol.6153)”的文章中所述的内容

现有技术的缺点在于，由于沟槽中(即预形成通孔处上方)的光刻胶层较厚，因此在采用曝光工艺对其进行曝光的过程中，很容易产生曝光不充分的情况。光刻胶如果曝光不够充分，则在显影的过程中无法被确实去除，因此也就无法形成合格的图形化光刻胶层以及后续的通孔。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在沟槽底部形成通孔的方法，能够保证沟槽中的光刻胶被充分曝光，从而在沟槽底部形成通孔。

为了解决上述问题，本发明提供了一种在沟槽底部形成通孔的方法，包括如下步骤：提供半导体衬底；于所述半导体衬底上形成一介质层，所述介质层中具有沟槽；在介质层的表面形成抗反射层，所述抗反射层覆盖沟槽底部和侧壁；在抗反射层表面形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层；以图形化的光刻胶层为掩模，刻蚀抗反射层和介质层。

作为可选的技术方案，所述抗反射层的厚度范围是100nm至200nm。

作为可选的技术方案，所述抗反射层的构成材料为非金属，例如为选自于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的一种或多种。