[发明专利]一种应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法。

背景技术

自从集成电路问世以来，电路集成已经有了巨大的发展，所有器件都可被集成在一块硅衬底上，从而使得集成电路具有可互连许多器件、成本低廉、可靠性高等特点。随着集成电路技术的进一步发展，器件尺寸越来越小，互连引线的宽度也随之减小，导致的后果是互连引线的延迟时间越来越长。在集成电路后段工艺中，降低互连引线延迟时间的一个重要方法就是使用铜取代铝作为互连材料。由于铜的特殊性质：铜化合物挥发的温度高于半导体生产的使用温度，导致铜不能像铝一样通过干法刻蚀来实现布线工艺。目前被人们看好并被普遍采用的技术方案是所谓双大马士革工艺，该工艺也是铜后段互连得到应用的基础。

利用双大马士革工艺形成铜后段互连，通过淀积介质层把铜互连引线互相隔离开来。具体的，通过在介质层上有选择的开接触孔并后续填铜的方法来形成铜互连引线。业界通常把深度与宽度(通常指孔顶部的直径)的比值即深宽比大于3的接触孔定义为深孔，深孔一般是通过干法刻蚀的办法来实现的。目前深孔刻蚀后的检查项目一般仅为监测孔的直径，同时因为孔深的原因通常无法监测到深孔底部(即深孔隐藏的一端)的直径而只能监测深孔顶部(即深孔露出来的一端)的直径，从而就无法有效地监测到深孔的形貌是否有异常，即异于符合工艺要求的标准形貌。

请参考图1，其为深孔的形貌为标准形貌的剖面示意图。如图1所示，例如，标准形貌为圆柱体形，深孔A为标准形貌，其顶部直径为0.14微米，其底部直径也为0.14微米。请参考图2，其为深孔的形貌为一种偏差形貌的剖面示意图。

如图2所示，深孔B的形貌上宽下窄，其顶部直径同样为0.14微米，但是其底部直径并非为0.14微米，而是小于0.14微米。请参考图3，其为深孔的形貌为另一种偏差形貌的剖面示意图。如图3所示，深孔C的形貌上窄下宽，其顶部直径同样为0.14微米，但是其底部直径并非为0.14微米，而是大于0.14微米。综合比较图1、2、3可以看出，当所需求的深孔形貌为如图1所示的标准形貌，而因种种原因(如设备，工艺或操作方法等等)得到如图2、3所示的偏差形貌时，以目前深孔刻蚀常用的监测方法：只监测深孔顶部直径，是无法及时发现深孔形貌发生偏差这一问题的，当然也就无法采取有效地防范措施。从而，该深孔形貌偏差带来的恶劣影响只有在5到10天甚至更晚的电性能测试中才能被发现，这就可能导致大量的产品性能偏差甚至需要报废。因此，需要更为可靠、有效的深孔形貌监测方法来解决该问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法，以解决现有的深孔形貌检测方法不能及时发现深孔的形貌发生偏差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法，其中，所述双大马士革工艺包括：刻蚀材料层形成深孔；形成BARC层，以覆盖所述深孔及材料层；对所述BARC层进行反刻蚀，以去除所述深孔外的BARC层；所述深孔形貌监测方法包括：监测深孔顶部的直径；及监测对所述BARC层进行反刻蚀工艺的用时。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，在刻蚀材料层形成深孔的步骤之后，执行监测深孔顶部的直径的步骤。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，若对所述BARC层进行反刻蚀工艺的用时为标准用时，则所述深孔为标准形貌。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，若对所述BARC层进行反刻蚀工艺的用时大于或者小于标准用时，则所述深孔为偏差形貌。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，采用找刻蚀终点的方式，以控制对所述BARC层进行反刻蚀的刻蚀时间。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，监测对所述BARC层进行反刻蚀工艺的用时包括：监测所述找刻蚀终点的用时。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，所述材料层包括靠近BARC层的顶层材料及远离BARC层的底层材料。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，若所述顶层材料为硅氧化合物，则采用监控对碳氧信号敏感的波长的信号强弱变化来找刻蚀终点。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，所述硅氧化合物包括：TEOS和/或FSG。

可选的，在所述的应用于双大马士革工艺的深孔形貌监测方法中，所述对碳氧信号敏感的波长包括：长度为4835埃的波长。