专利名称：连接孔的形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种连接孔(Via)的形 成方法。
背景技术：
随着半导体集成电路制造工艺的不断发展，半导体器件的线宽越来 越小，为降低后段金属互连结构的电阻电容延迟(RC Delay)，业界采 用铜作为互连金属，采用低介电常数材料作为互连线之间的介质材料， 并采用双镶嵌工艺来制造铜和低介电常数的双镶嵌结构。
双镶嵌结构的制造工艺一般如下首先形成金属间介质层，该金属 间介质层为低介电常数材料；然后，在该金属间介质层上形成连接孔和 沟槽；接着，在所述连接孔和沟槽中、以及该金属间介质层上沉积金属 铜，通过化学机械研磨工艺去除所述金属间介质层上的铜，连接孔中填 充的金属铜形成连接插塞，沟槽中填充的金属铜形成金属互连线，即形 成具有连接插塞和金属互连线的双镶嵌结构。
双镶嵌结构中，连接孔中的金属铜用于形成连接插塞，该连接插塞 用于连接上下层的金属互连线，若连接孔的刻蚀不完全或刻蚀形成的轮 廓不好，会影响金属互连线之间的连接。
专利号为US 6914004B2的美国专利公开了 一种连接孔的刻蚀方法。 图1至图3为所述的美国专利公开的连接孔的刻蚀方法的各步骤相应的结 构的剖面示意图。
如图l所示，提供半导体衬底202,在所述半导体衬底202上依次形成 有介质层204、緩沖层206、金属层208、刻蚀停止层210、有才几硅玻璃 (Organo Silica Glass, OSG)层212、緩沖层214,在所述緩冲层214上形 成有光刻胶层216,在所述光刻胶层216中形成有开口图案218 (即连接孔 图案)。
如图2所示，用第 一刻蚀气体等离子体刻蚀所述开口图案218底部的 緩沖层214、以及所述有机硅玻璃层212的第一部分220,所述第一刻蚀气体由产生的聚合物较少、刻蚀选择比较低的含有碳氟化合物和氮的气体 组成。
如图3所示，执行过刻蚀工艺，用第二刻蚀气体的等离子刻蚀所述有
机玻璃层212的第二部分222。所述第二刻蚀气体为高选择比的包含碳氟 化合物、惰性气体、氮气以及氧气的气体，且第二刻蚀气体对有机硅玻 璃层212和刻蚀停止层210的选择比约为15: 1。
所述的连接孔的刻蚀方法中，将在作为金属间介质层的有机硅玻璃 层212中刻蚀连接孔的工艺为两个部分，首先进行主刻蚀(Mainetch), 刻蚀速度较快，刻蚀到一定深度后，停止主刻蚀，该深度不会使所述刻 蚀停止层210露出；
接着执行过刻蚀(Over etch)，通过过刻蚀除去剩余部分的有机珪 玻璃层212,使得刻蚀停止层210表面露出。然而，随着把半导体制造工 艺向高技术节点发展，例如65nm甚至45nm,连接孔的线宽越来越小，对 现有的刻蚀方法已经不能满足高技术节点的需要，在过刻蚀时，容易造 成有机玻璃层212去除不完全的问题，从而容易造成形成的连接孔底部没 有打开(ViaOpen)的等缺陷，影响形成的半导体器件的导电性能。
发明内容
本发明提供一种连接孔的形成方法，本发明能够避免形成连接孔底 部没有打开的缺陷。
本发明提供的一种连接孔的形成方法，包括
提供半导体结构，在所述半导体结构上具有刻蚀停止层，在所述刻 蚀停止层上具有金属间介质层；
在所述金属间介质层上形成光刻胶层； 图形化所述光刻胶层，形成连接孔图案；
执行主刻蚀工艺，刻蚀所述连接孔图案底部部分厚度的金属间介质
层；
完成主刻蚀后，执行第一步过刻蚀工艺，刻蚀余下厚度的金属间介 质层，在所述金属间介质层中形成底部露出所述刻蚀停止层的开口 ；执行第二步过刻蚀工艺，刻蚀所述开口的底部；
去除所述开口底部的刻蚀停止层。
可选的，所述第一步过刻蚀工艺为等离子刻蚀，产生等离子体的气
体为含有碳氟化合物、02和惰性气体的組合气体。
可选的，所述碳氟化合物为C4F6、 C4Fs中的一种。
可选的，所述碳氟化合物为C4F6,其中，QF6的流量为5至30sccm。
可选的，所述02的流量为5至20sccm。
可选的，第一步过刻蚀工艺中的等离子体环境压力为10至 lOOmTorr。
可选的，所述第二步过刻蚀工艺为等离子体刻蚀，产生等离子体的 气体为含有碳氟化合物和惰性气体的组合气体。
可选的，所述碳氟化合物包括0^6或0^8。
可选的，所述含有碳氟化合物为C4F6，其中，QF6的流量为10至 50sccm。
可选的，所述第一步过刻蚀工艺中的惰性气体为He或Ar,所述第 二步过刻蚀工艺中的惰性气体为He或Ar。
可选的，所述Ar的流量为50至500sccm。
可选的，所述主刻蚀工艺为等离子体刻蚀，产生等离子体的刻蚀气 体为含氟的气体和惰性气体。
可选的，所述刻蚀气体还包括02。
可选的，所述含氟的气体为C4F6、 CHF3、 C4Fs中的一种或组合。 可选的，在所述金属间介质层上形成光刻胶层之前， 先在所述金属间介质层上形成抗反射层，并在主刻蚀之前，刻蚀去 除所述连接孔图案底部的抗反射层。
可选的，刻蚀去除抗反射层的工艺为等离子体刻蚀，该等离子体刻 蚀分为两步进行，其中，
第一步的刻蚀气体为CF4、 CHF3、 Cb和Ar;第二步的刻蚀气体为CF4、 02和Ar。
可选的，所述金属间介质层为氟硅玻璃或黑钻石。
与现有技术相比，上述的其中 一个技术方案具有以下优点
将过刻蚀工艺分为两步进行，通过第一步过刻蚀，使金属间介质层 被穿透，刻蚀停止层表面被露出；然后，执行第二步过刻蚀工艺，去除 所述开口底部的刻蚀停止层上的金属间介质层材料的残留物，保证后续 对刻蚀停止层的刻蚀能够顺利进行，从而可避免后续形成的连接孔断路 的缺陷；
上述的其中一个技术方案具有如下优点在第一步过刻蚀工艺中， 选用用含碳氟的气体、惰性气体和02的混合气体作为刻蚀气体，其中， 含碳氟的气体和惰性气体主要用于刻蚀所述金属间介质层，用02的等 离子体清除聚合物，可保证在第一步过刻蚀时，金属间介质层能够被穿 透，刻蚀停止层表面能够被露出；
在第二步过刻蚀中，选用含碳氟的气体和惰性气体作为刻蚀气体， 在清除所述开口底部的刻蚀停止层表面的金属间介质层材料残留物的 同时，含碳氟的气体产生的聚合物可减緩刻蚀速率，使得该第二步过刻 蚀便于控制，避免刻蚀停止层被刻蚀穿透，保护刻蚀停止层底部的金属 层；
上述的其中一个技术方案具有如下优点在主刻蚀工艺中，通过含 氟的气体例如CtF6、 CHF3作为刻蚀气体， 一方面对所述金属间介质层 进行刻蚀，另一方面，在刻蚀的同时，产生聚合物并附着在金属间介质 层中刻蚀出的开口的侧壁，保护所述开口侧壁不受刻蚀损伤，有利于后 续形成侧壁轮廓较好的连接孔。
图1至图3为现有的一种连接孔的刻蚀方法的各步骤相应的结构的 剖面示意图4为本发明的连接孔的形成方法的实施例的流程图5为本发明的实施例的具有刻蚀停止层和金属间介质层的半导体衬底的剖面示意图6为在图5所示的金属间介质层上旋涂光刻胶层后的剖面示意
图7为在图5所示的金属间介质层上依次形成抗反射层和光刻胶层后的剖面示意图8a为在图6所示的光刻胶层中形成连接孔图案后的剖面示意图8b为在图7所示的光刻胶层中形成连接孔图案后的剖面示意图9为去除图8a所示的金属间介质层的第一部分T!后的剖面结构示意图IO为刻蚀图8b所示的抗反射层中的部分后的剖面示意图11为在图IO所示的抗反射层中形成底部露出金属间介质层的开口后的剖面示意图12去除图11所示的金属间介质层的第一部分1\后的剖面结构示意图13为对图12所示的金属间介质层执行第一步过刻蚀后的剖面示意图14为执行第二步过刻蚀后的剖面结构示意图15为去除图14所示的金属间介质层中的开口的底部的刻蚀停止层后的剖面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
在双镶嵌结构的制造工艺中，可以先在金属间介质层中形成连接孔(Via First),再形成沟槽；也可以先形成沟槽(Trench First),后形成连接孔；在形成的连"^妄孔和沟槽中填充金属材料，即形成双镶嵌结构。
本发明提供一种连接孔的制造方法，该方法既可以适用于先形成连接孔、再形成沟槽的双镶嵌结构的制造工艺中连接孔的制造，也适用于先形成沟槽、后形成连接孔的双镶嵌结构的制造工艺中连接孔的制造。图4为本发明的连接孔的形成方法的实施例的流程图。图5至图15 为与本发明的连接孔的形成方法的实施例的各步骤相关的结构的剖面 示意图。
如图4所示，步骤S100,提供半导体结构，在所述半导体结构上 具有刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上具有金属间介质层。
图5为本发明的实施例的具有刻蚀停止层和金属间介质层的半导体 衬底的剖面示意图。
如图5所示，提供半导体结构10,所述半导体结构IO上具有刻蚀 停止层12和金属间介质层14。
所述半导体结构10中包括半导体衬底(未示出)和位于该半导体 衬底上的半导体器件(未示出)，也包括连接所述半导体器件的金属互 连结构(未示出)。
所述半导体衬底的材质可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅中的一种， 也可以是珪锗化合物，还可以具有绝缘层上硅(Silicon On Insulator, SOI) 结构或硅上外延层结构。
所述半导体器件可以是金属氧化物半导体晶体管(MOS )或互补型 金属氧化物半导体晶体管(CMOS),该金属氧化物半导体晶体管具有 栅极、源极和漏极。所述半导体器件也可以是动态随机存储器(DRAM)、 静态随机存储器(SRAM)、闪存(Flash )、电荷耦合器件(CCD)、 二 极管等。所述半导体器件还可以是逻辑器件。
所述金属互连线可以是铜或铝或铝铜合金。
所述刻蚀停止层12为氮化硅、碳化硅或含氮的碳化硅(NDC)中 的一种。所述刻蚀停止层12的厚度为30至80nm。形成所述刻蚀停止 层12的方法可以是〗t学气相沉积或原子层沉积。
该刻蚀停止层12作为在金属间介质层14中刻蚀连接孔的刻蚀终点 检测层，避免在刻蚀连接孔时，直接刻蚀至下层的金属互连线，对金属 互连线造成损伤；此外，若金属互连线材质为铜，该刻蚀停止层12可 以作为阻挡层，阻止铜向所述金属间介质层14中扩散。本实施例中，所述刻蚀停止层12为含氮的碳化硅，厚度为40nm。
所述金属间介质层14为低介电常数材料(介电常数小于3的介质 材料一般认为是低介电常数材料)，可以是氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅 玻璃、硼磷硅玻璃、黑钻石(Black Diamond, BD)中的一种。所述金 属间介质层14为金属互连线之间的绝缘层，绝缘隔离不同层的金属互 连线。
形成所述金属间^h质层的方法为化学气相沉积或原子层沉积。 步骤S110，在所述金属间介质层上形成光刻胶层。 图6为在图5所示的金属间介质层上旋涂光刻胶层后的剖面示意 图。如图6所示，在所述金属间介质层14上旋涂光刻胶层18，所述光 刻胶层18用于形成连接孔的图案。所述光刻胶层18可以是化学放大光 刻胶。
在其中的一个实施例中，在旋涂光刻胶层18之前，可以先在所述 金属间介质层14上旋涂抗反射层16,然后再在所述抗反射层16上旋涂 光刻胶层18,如图7所示。
步骤S120,图形化所述光刻胶层，形成连接孔图案。
图形化所述光刻胶层18，在所述光刻胶层18中形成连接孔图案。 若所述光刻胶层18和金属间介质层之间没有抗反射层，则连接孔图案 的底部露出所述金属间介质层；若所述光刻胶层和金属间介质层之间具 有抗反射层，则形成连接孔图案后，该连接孔图案的底部露出抗反射层。
图8a为在图6所示的光刻胶层中形成连接孔图案后的剖面示意图。
图8b为在图7所示的光刻胶层中形成连接孔图案后的剖面示意图。
如图8a和图8b所示，通过曝光显影图形化所述光刻胶层18，在所 述光刻胶层18中形成连接孔图案18a。所述连接孔图案18a。
步骤S130，执行主刻蚀工艺，刻蚀所述连接孔图案底部部分厚度 的金属间介质层。
若所述光刻胶层18和金属间介质层14之间没有抗反射层，在形成 所述连接孔图案18a后，执行主刻蚀工艺，即刻蚀所述连接孔图案18a底部的金属间介质层14的第一部分Tp保留所述金属间介质层14的第 二部分T2 (即1\加丁2等于所述金属间介质层14的厚度)，如图9所示 的剖面示意图。所述第一部分T,的厚度小于所述金属间介质层14的厚 度。
刻蚀所述金属间介质层14的第 一部分T！的工艺为等离子体刻蚀， 产生等离子体的刻蚀气体为含氟的气体和惰性气体。
所述含氟的气体为C4F6、 CHF3、 C4Fs中的一种或组合。 所述刻蚀气体还可以包括o2。 所述惰性气体为Ar和He。
在其中的一个实施例中，所述刻蚀气体为C4F6、 CHF3、 02、 Ar的 混合气体，其中，C4F6的流量为5至20sccm， CHF3的流量为5至50sccm， 02的流量为5至20sccm, Ar的流量为50至500sccm,产生等离子体的 环境的压力为10至100mTorr，射频源功率为500至3000W。
将所述含有光刻胶图案18a的半导体衬底10置于刻蚀腔室中，向 所述刻蚀腔室中通入C4F6、 CHF3、 02、 Ar等刻蚀气体，打开射频源， 使所述的刻蚀气体电离，产生等离子体，产生的等离子体在偏压的作用 下，轰击所述光刻胶图案18a底部的金属间介质层14,去除所述光刻胶 图案18a底部的金属间介质层的第一部分TV
通过含氟的气体例如C4F6、 CHF3作为刻蚀气体， 一方面对所述金 属间介质层14进行刻蚀，另一方面，在刻蚀的同时，产生聚合物并附 着在金属间介质层14中刻蚀出的开口 14c的侧壁，保护所述开口 14c 侧壁不受刻蚀损伤，有利于后续形成侧壁轮廓较好的连接孔，其中，在 含氟的刻蚀气体中，碳氟的比例越大，产生的聚合物越多。
所述刻蚀气体中Ar的产生的等离子体主要产生轰击作用，对所述 金属间介质层14进行轰击。
所述刻蚀气体02的等离子体主要用于清除聚合物，由于刻蚀气体 中选用的刻蚀气体C4F6、 CHF3产生的聚合物较多，产生的聚合物不但 会附着在金属间介质层14中的开口 14c侧壁，也会附着在所述开口 14c的底部，影响刻蚀的进一步进行，因而为使刻蚀顺利进行，需要不断的 清除产生在所述开口 14C底部的聚合物，通过02等离子体可去除所述 开口底部的聚合物。而由于干法刻蚀为等向性刻蚀，氧气等离子体对所 述开口侧壁的聚合物影响较小。
在另外的实施例中，所述主刻蚀可分为两步，在两步中，刻蚀气体
均为CtF6、 CHF3、 02、 Ar，但气体的流量不同。
其中，在第一步主刻蚀中，0^6的流量为5至20sccm, CHF3的流 量为5至50sccm, 02的流量为5至20sccm, Ar的流量为50至500sccm, 产生等离子体的环境的压力为10至100mTorr,射频源功率为500至 3000W。
在第二步主刻蚀中，0^6的流量为5至20sccm, CHF3的流量为10 至100sccm, 02的流量为5至20sccm, Ar的流量为50至500sccm,产 生等离子体的环境的压力为io至100mTorr，射频源功率为500至 3000W。
其中，第一步主刻蚀和第二步主刻蚀可通过刻蚀时间控制。 将主刻蚀的工艺分为两步进行，并在第二步主刻蚀中加大CHF3的 流量，可在第二步主刻蚀中产生更多的聚合物，使得在主刻蚀接近结束 时，放慢刻蚀速率，有利于控制主刻蚀的形成的开口 14c的深度，并且 也更有利于保护在金属间介质层14中形成的开口 14c的侧壁轮廓。
通过主刻蚀工艺，可去除所述光刻胶图案18a底部的金属间介质层 14的第一部分T^保留的第二部分T2留待后续的过刻蚀工艺中去除。
若所述光刻胶层18和金属间介质层14之间有抗反射层，则需要先 刻蚀所述连接孔图案18a底部的抗反射层，然后再刻蚀所述金属间介质 层14的第一部分Ti。
对所述连接孔图案18a底部的抗反射层的刻蚀可以一步进行，也可 以分为两步进行。
在一步刻蚀工艺中，选用的刻蚀气体可以是C4F6、 02、 Ar。
在其中的一个实施例中，两步的刻蚀工艺步骤如下执行第一步刻蚀，刻蚀气体为C4F6、 CHF3、 02、 Ar,其中，C4F6 的流量为10至50sccm, CHF3的流量为5至50sccm, 02的流量为5至 20sccm, Ar流量为50至500sccm。等离子体刻蚀环境的压力为10至 lOOmTorr,射频源功率为300至IOOOW。通过第一步刻蚀在所述抗反射 层16中形成开口16a,如图10所示；
在第二步刻蚀中，刻蚀气体为0^6、 02、 Ar,其中，CtF6的流量为 10至50sccm, 02的流量为5至20sccm， Ar流量为50至500sccm。等 离子体刻蚀环境的压力为10至lOOmTorr,射频源功率为300至IOOOW。 通过第二步刻蚀，在所述抗反射层16中形成开口 16c,所述开口 16c 的线宽与所述连接孔图案18a相同或接近，如图11所示。
在第一步刻蚀中，选用能够产生较多聚合物的气体C4F6、 CHF3, 在如图10所示的抗反射层16中刻蚀开口 16a的同时，产生的聚合物16b 附着在所述开口 16a的侧壁，可缩小开口 16a的线宽。
而在第二步刻蚀中，选用的刻蚀气体产生的聚合物较第一步的要 少，而在刻蚀过程中，通过氧气等离子体去除在第一步刻蚀中形成的聚 合物16b,从而形成开口 16c,开口 16c的线宽与所述连接孔图案18a 相同或接近，通过所述的两步刻蚀，可将所述连接孔图案18a较为准确 的转移到所述抗反射层16中，形成开口 16c。
然后，继续刻蚀所述开口 16c底部的金属间介质层14,去除第一部 分丁1;如图12所示，这里不再赘述。
步骤S140，完成主刻蚀后，执行第一步过刻蚀工艺，刻蚀余下厚 度的金属间介质层，在所述金属间介质层中形成底部露出所述刻蚀停止 层的开口。
在其中的一个实施例中，所述第 一步过刻蚀工艺为等离子体刻蚀， 产生等离子体刻蚀的气体为含有碳氟化合物、02和惰性气体的组合气 体。
图13为对图12所示的金属间介质层执行第一步过刻蚀后的剖面示 意图。如图13所示，完成主刻蚀后，用含有碳氟化合物、02和惰性气体
的组合气体产生等离子体执行第一步过刻蚀，去除连接孔图案18a下面 的金属间介质层14中剩余的第二部分T2,在所述金属间介质层14中形 成开口 14a，所述开口 14a的底部露出所述刻蚀停止层12。
在其中的一个实施例中所述第一步过刻蚀的刻蚀气体为C4F6、 02、 Ar,其中，CtF6的流量为5至30sccm, 02的流量为5至20sccm， Ar 的流量为50至500sccm，等离子体环境的压力为10至100mTorr,射频 源功率为1000至4000W。通过第一步过刻蚀，去除主刻蚀工艺剩余的 金属间介质层14中的第二部分T2。
在采用含氟的气体和惰性气体刻蚀的同时，用氧气等离子体清除刻 蚀时产生的聚合物，刻蚀气体对金属间介质层材料和刻蚀停止层材料的 选择比较低，刻蚀速率较快。通过第一步过刻蚀，可使得所述刻蚀停止 层表面#1露出。
图9所示的金属间介质层14中的第二部分丁2被刻蚀后的剖面示意 图未示出。
步骤S150，执行第二步过刻蚀工艺，刻蚀所述开口的底部。
在其中的一个实施例中所述，所述第二步过刻蚀工艺为等离子体刻 蚀，产生等离子体的气体为含有碳氟的气体和惰性气体的组合气体。
执行完第一步过刻蚀工艺后，在所述金属间介质层14中形成开口 14a，所述开口 14a的底部露出刻蚀停止层12的表面。但是在所述开口 14a底部的刻蚀停止层12表面还可能有金属间介质层14的材料的残留 物。
在完成第一步过刻蚀后，还需要第二步过刻蚀工艺，以全面去除所 述开口 14a底部的刻蚀停止层12表面的残留物，并去除部分厚度的刻 蚀停止层12,如图14所示。
由于刻蚀停止层12的厚度较薄，在刻蚀时要避免将刻蚀停止层12 穿透而影响下层的金属层，在刻蚀时要使刻蚀速率减緩，在执行第二步 过刻蚀时，选用含氟的气体和惰性气体的等离子体来执行刻蚀工艺，用惰性气体的等离子体进行轰击刻蚀，用含氟的气体产生聚合物保护所述 刻蚀停止层表面，减緩刻蚀速率，通过时间控制去除的刻蚀停止层12 的厚度，以避免对刻蚀停止层12过度刻蚀而使刻蚀停止层12被穿透。
在其中的一个实施例中，所述第二步过刻蚀的刻蚀气体为C4F6、 Ar,其中，CtF6的流量为10至50sccm, Ar的流量为50至500sccm， 等离子体环境的压力为io至100mTorr,射频源功率为1000至4000W。
通过刻蚀速率较快的第一步过刻蚀加快刻蚀时间，并保证在第一步 过刻蚀时，金属间介质层14能够被穿透，刻蚀停止层12表面能够被露 出，从而可避免后续形成的连接孔断路的缺陷。然后，通过在第二步过 刻蚀工艺中减緩刻蚀速率，避免刻蚀停止层被刻蚀穿透，保护刻蚀停止 层底部的金属层。
步骤S160,去除所述开口底部的刻蚀停止层。
图15为去除图14所示的金属间介质层中的开口的底部的刻蚀停止 层后的剖面示意图。
如图15所示，完成第二步过刻蚀工艺后，通过刻蚀去除所述开口 14a底部的刻蚀停止层14,形成连接孔14b。
在其中的一个实施例中，刻蚀所述开口 14a底部的刻蚀停止层14 的刻蚀气体可以是NF3、 CF4、 Ar和He。
形成连接孔14b后，去除所述光刻胶层18和抗反射层16。
进一步的可在所述金属间介质层14中形成沟槽，在所述沟槽和连 接孔14b中填充金属材料，例如铜，即形成双镶嵌结构。
本发明的连接孔的刻蚀方法也可以适用于先形成沟槽后形成连接 孔的双镶嵌结构制造工艺中的连接孔的制造，这里不再赘述。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明， 任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能 的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的 范围为准。
权利要求
1、一种连接孔的形成方法，其特征在于，包括提供半导体结构，在所述半导体结构上具有刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上具有金属间介质层；在所述金属间介质层上形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层，形成连接孔图案；执行主刻蚀工艺，刻蚀所述连接孔图案底部部分厚度的金属间介质层；完成主刻蚀后，执行第一步过刻蚀工艺，刻蚀余下厚度的金属间介质层，在所述金属间介质层中形成底部露出所述刻蚀停止层的开口；执行第二步过刻蚀工艺，刻蚀所述开口的底部；去除所述开口底部的刻蚀停止层。
2、 如权利要求1所述的连接孔的形成方法，其特征在于:所述第一 步过刻蚀工艺为等离子刻蚀，产生等离子体的气体为含有碳氟化合物、 02和惰性气体的组合气体。
3、 如权利要求2所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述碳氟化合物为C4F6、 CtF8中的一种。
4、 如权利要求2所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述碳 氟化合物为C4F6,其中，0^6的流量为5至30sccm。
5、 如权利要求2至4任一权利要求所述的连接孔的形成方法，其 特征在于所述02的流量为5至20sccm。
6、 如权利要求2至4任一权利要求所述的连接孔的形成方法，其 特征在于第一步过刻蚀工艺中的等离子体环境压力为10至100mTorr。
7、 如权利要求1所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述第 二步过刻蚀工艺为等离子体刻蚀，产生等离子体的气体为含有碳氟化合 物和惰性气体的组合气体。
8、 如权利要求7所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述碳 氟化合物包括C4F6或C4F8。
9、如权利要求7所述的连接孔的形成方法，其特在于所述含有 碳氟化合物为0^6,其中，0^6的流量为10至50sccm。
10.其特征在于所述第一步过刻蚀工艺中的惰性气体为He或Ar,所述第 二步过刻蚀工艺中的惰性气体为He或Ar。
11、 如权利要求10所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述 Ar的流量为50至500sccm。
12、 如权利要求1所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述主 刻蚀工艺为等离子体刻蚀，产生等离子体的刻蚀气体为含氟的气体和惰 性气体。
13、 如权利要求12所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述 刻蚀气体还包括02。
14、 如权利要求12所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述 含氟的气体为C4F6、 CHF3、 C4Fs中的一种或组合。
15、 如权利要求1所述的连接孔的形成方法，其特征在于 在所述金属间介质层上形成光刻胶层之前，先在所述金属间介质层上形成抗反射层，并在主刻蚀之前，刻蚀去 除所述连接孔图案底部的抗反射层。
16、 如权利要求15所述的连接孔的形成方法，其特征在于刻蚀 去除抗反射层的工艺为等离子体刻蚀，该等离子体刻蚀分为两步进行， 其中，第一步的刻蚀气体为CF4、 CHF3、 02和Ar; 第二步的刻蚀气体为CF4、 02和Ar。
17、 如权利要求1所述的连接孔的形成方法，其特征在于所述金 属间介质层为氟硅玻璃或黑钻石。
全文摘要
一种连接孔的形成方法，包括提供半导体结构，在所述半导体结构上具有刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上具有金属间介质层；在所述金属间介质层上形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层，形成连接孔图案；执行主刻蚀工艺，刻蚀所述连接孔图案底部部分厚度的金属间介质层；完成主刻蚀后，执行第一步过刻蚀工艺，刻蚀余下厚度的金属间介质层，在所述金属间介质层中形成底部露出所述刻蚀停止层的开口；执行第二步过刻蚀工艺，刻蚀所述开口的底部；去除所述开口底部的刻蚀停止层。本发明能够避免形成连接孔底部没有打开的缺陷。
文档编号H01L21/70GK101459125SQ20071009456
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者武 孙, 沈满华, 王新鹏 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司