[发明专利]沟槽的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种沟槽的形成方法。

背景技术

大规模集成电路制造工艺是一种平面制作工艺，其在同一衬底上形成大量各种类型的半导体器件，并互相连接以具有完整的功能。在集成电路制造过程中，常需要在衬底上形成大量的沟槽，形成的沟槽可通过填充金属形成金属连线。在例如申请号为200610159332.X的中国专利申请中还能发现更多关于形成沟槽的相关信息。

现有的沟槽的形成方法包括以下步骤，参考图1：

步骤S101，提供形成有介质层的衬底；

步骤S102，在所述介质层上依次形成底部抗反射层、光刻胶图形；

步骤S103，以所述光刻胶图形为掩膜，采用等离子刻蚀工艺依次刻蚀底部抗反射层、介质层，形成沟槽。

参考图2所示，通过上述形成方法形成的沟槽包括：衬底10，位于衬底10上的沟槽11，所述沟槽的边角12呈现弧形，所述具有弧形边角12的沟槽11在后续步骤填充金属连线形成器件，所述器件容易被电压击穿。

发明内容

本发明提供一种沟槽的形成方法，避免了形成的沟槽边角呈现弧形，提高了器件防击穿能力。

为解决上述问题，本发明提供一种沟槽的形成方法，包括：提供形成有介质层的衬底；在所述介质层上形成底部抗反射层；在所述底部抗反射层上形成光刻胶图形；以所述光刻胶图形为掩膜，以第一刻蚀工艺刻蚀第一厚度的底部抗反射层，形成第一抗反射层图形；以所述光刻胶图形，第一底部抗反射层图形为掩膜，以第二刻蚀工艺刻蚀所述底部抗反射层直至形成第二底部抗反射层图形，所述第二刻蚀工艺中的等离子轰击能力低于所述第一刻蚀工艺；以所述光刻胶图形、第一底部抗反射层图形和第二底部抗反射层图形为掩膜，以第三刻蚀工艺刻蚀介质层，形成沟槽。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在刻蚀底部抗反射层时，保留底部抗反射层厚度的25％至40％，然后选用H₂和N₂作为刻蚀气体，H₂和N₂等离子化形成的等离子体，物理轰击作用比O₂和N₂作为刻蚀气体要弱，这是因为H原子比O原子小，由H原子等离子化形成的等离子体轰击作用也比O₂弱，避免了在刻蚀介质层时，形成沟槽边角会弧形化，并且在刻蚀介质层形成沟槽工艺中，采用了保护沟槽边角的刻蚀工艺，降低轰击的能量，将偏压功率从现有工艺中的13.6M降低到2MHz，有效的降低了等离子的轰击作用，并采用源功率来控制等离子体对沟槽的边角起到了保护作用，避免了沟槽边角呈现弧形现象。

附图说明

图1是现有形成沟槽方法的流程示意图；

图2是以现有工艺形成具有弧形现象沟槽的扫描电镜图片；

图3是本发明的形成沟槽的方法的流程示意图；

图4至图9是本发明形成沟槽的方法的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有的沟槽的形成方法形成的沟槽结构边角呈现弧形，所述弧形边角沟槽在后续步骤填充金属连线形成器件，所述器件容易被电压击穿，本发明的发明人经过大量创造性劳动，发现所述形成的沟槽结构边角呈现弧形的原因是：在等离子刻蚀形成沟槽时，等离子体对沟槽边角选择性轰击刻蚀造成的，具体地说，等离子体在刻蚀工艺中包括化学刻蚀和物理轰击刻蚀两种机制，在等离子刻蚀形成沟槽时，沟槽的边角受到物理轰击的几率会大，沟槽的边角会在刻蚀中被去除，呈现弧形。

有鉴于此，本发明提供一种沟槽的形成方法，其流程如图3所示，具体包括如下步骤：

步骤S201，提供形成有介质层的衬底；

步骤S202，在所述介质层上形成底部抗反射层；

步骤S203，在所述底部抗反射层上形成光刻胶图形；

步骤S204，以所述光刻胶图形为掩膜，以第一刻蚀工艺刻蚀第一厚度的底部抗反射层，形成第一抗反射层图形；

步骤S205，以所述光刻胶图形，第一底部抗反射层图形为掩膜，以第二刻蚀工艺刻蚀所述底部抗反射层直至形成第二底部抗反射层图形，所述第二刻蚀工艺中的等离子轰击能力低于所述第一刻蚀工艺；

步骤S206，以所述光刻胶图形、第一底部抗反射层图形和第二底部抗反射层图形为掩膜，以第三刻蚀工艺刻蚀介质层，形成沟槽。

下面结合附图，对于本发明形成沟槽的方法进行详细说明。