[发明专利]一种形成无负载效应大尺寸沟槽的方法

权利要求书

1.一种形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在一半导体结构上，从下至上顺序依次沉积层间介质层、阻挡层、低介电常数介质层、金属硬掩膜和氧化物层后，继续光刻工艺，于所述氧化物层的上表面形成光阻；

步骤S2：以所述光阻为掩膜，依次刻蚀所述氧化物层和所述金属硬掩膜至所述低介电常数层，去除光阻后，形成小尺寸和大尺寸的接触孔凹槽；

步骤S3：沉积介质层充满所述接触孔凹槽并覆盖剩余氧化物层，采用研磨工艺去除部分所述介质层至所述剩余氧化物层的上表面，并继续研磨去除所述剩余氧化物层和部分剩余金属硬掩膜，以在具有大尺寸的接触孔凹槽内剩余的介质层的上表面形成碟陷；

步骤S4：继续单大马士革沟槽刻蚀工艺，以形成无负载效应的大尺寸沟槽。

2.根据权利要求1所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述单大马士革沟槽刻蚀工艺依次包括主刻蚀工艺、过刻蚀工艺、阻挡层刻蚀工艺和刻蚀后处理工艺；

所述主刻蚀工艺为以研磨剩余金属硬掩膜为掩膜，依次刻蚀去除剩余的介质层、位于小尺寸接触孔凹槽下方的低介电常数介质层和部分所述金属阻挡层及部分位于大尺寸接触孔凹槽下方的低介电常数介质层，形成底部位于剩余阻挡层中的第一小尺寸接触孔凹槽和底部位于剩余低介电常数介质层中的第一大尺寸接触孔凹槽；

所述过刻蚀工艺为继续以研磨剩余金属硬掩膜为掩膜，去除位于所述第一大尺寸接触孔凹槽下方的剩余低介电常数介质层和部分位于所述第一小尺寸接触孔凹槽下方剩余的金属阻挡层，形成底部位于再次刻蚀剩余阻挡层中的第二小尺寸接触孔凹槽和底部位于再次刻蚀剩余阻挡层上表面的第二大尺寸接触孔凹槽；

所述阻挡层刻蚀工艺为继续以研磨剩余金属硬掩膜为掩膜，依次去除位于所述第二小尺寸接触孔凹槽和所述第二大尺寸接触孔凹槽下方的再次刻蚀剩余阻挡层、部分层间介质层，形成底部位于剩余层间介质层中的小尺寸接触孔和大尺寸接触孔。

3.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述阻挡层的材质为SiN。

4.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述低介电常数介质层的材质为含F的氧化硅。

5.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述金属硬掩膜的材质为TiN。

6.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述氧化物层的材质为氧化硅。

7.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述步骤S3中采用化学气相沉积工艺进行所述介质层的沉积工艺。

8.根据权利要求7所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述介质层的材质为含F的氧化硅。

9.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，所述步骤S3中采用化学机械研磨工艺去除所述剩余氧化物层和部分剩余金属硬掩膜，以在具有大尺寸的接触孔凹槽内剩余的介质层的上表面形成碟陷；其中，利用金属硬掩膜的信号来控制研磨终点，并通过调节研磨液对介质层和金属硬掩膜的研磨选择比、研磨时间控制所述碟陷的深度。

10.根据权利要求1或2所述的形成无负载效应大尺寸沟槽的方法，其特征在于，采用等离子干法刻蚀工艺进行单大马士革沟槽刻蚀工艺。