[发明专利]改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法

权利要求书

1.一种改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，提供一半导体衬底，并于所述半导体衬底之上制备一金属层；

步骤S2，于所述金属层之上形成保护层后，在所述保护层之上依次制备第一介质层及覆盖所述第一介质层的刻蚀停止层；

步骤S3，于所述刻蚀停止层之上依次制备第二介质层和硬掩膜复合层；

步骤S4，于所述硬掩膜复合层中形成具有沟槽图形的第一凹槽后，部分刻蚀位于所述第一凹槽底部的硬掩膜复合层和所述第二介质层至所述刻蚀停止层的上表面，形成位于所述第一凹槽下方具有通孔图形的第二凹槽；

步骤S5，继续刻蚀所述第一凹槽底部和所述第二凹槽底部，以形成沟槽及位于该沟槽底部依次贯穿所述第二介质层、保护层至所述金属层上表面的通孔；

步骤S2中，在所述半导体衬底的上表面覆盖所述保护层后，沉积第一介质薄膜覆盖所述保护层的上表面，继续聚合工艺将部分所述第一介质薄膜转化为所述刻蚀停止层，并使得剩余的第一介质薄膜作为所述第一介质层；

其中，所述第一介质层覆盖所述保护层的上表面，所述刻蚀停止层覆盖所述第一介质层的上表面；

所述步骤S3还包括，于所述刻蚀停止层的上表面沉积第二介质薄膜，继续聚合工艺将部分所述第二介质薄膜转化为第二刻蚀停止层，并使得剩余的第二介质薄膜作为所述第二介质层；

其中，所述第二刻蚀停止层覆盖所述第二介质层的上表面，所述硬掩膜复合层覆盖所述第二刻蚀停止层的上表面。

2.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤S6，于所述通孔及所述沟槽中充满金属材料，平坦化工艺后，形成连接结构。

3.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述聚合工艺为ATRP工艺。

4.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述刻蚀停止层为一富碳薄膜。

5.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述第二刻蚀停止层为一富碳薄膜。

6.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述硬掩膜复合层中由下至上依次包括底部介电硬掩膜层、TEOS硬掩膜层、氮化钛薄膜和屏蔽氧化层。

7.如权利要求6所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述底部介电硬掩膜层的材质为致密的低介电常数材料，其介电常数为2.7～3.2。

8.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，步骤S2中，所述保护层由下至上依次包括一粘附层和一过渡层。

9.如权利要求8所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述粘附层的材质为NDC薄膜。

10.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层均为超低介电常数薄膜。

11.如权利要求10所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的介电常数均为2.4～2.7。

12.如权利要求1所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，步骤S4中，通过干法刻蚀工艺形成所述第一凹槽和所述第二凹槽。

13.如权利要求12所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，采用CF 4等离子体进行所述干法刻蚀工艺。

14.如权利要求13所述的改善介质层中通孔和沟槽形貌的方法，其特征在于，采用CF 4等离子体，并在高偏压功率的条件下进行所述干法刻蚀工艺。