[发明专利]一种改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法

权利要求书

1.一种改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，提供一半导体基底，并在其表面依次形成刻蚀停止层、复合介质层以及抗反射介质层；

步骤S02，在所述抗反射介质层的表面形成复合光刻层；

步骤S03，对所述抗反射介质层以及复合介质层进行部分通孔的刻蚀；

步骤S04，对形成的部分通孔的内壁进行表面等离子处理，以使所述部分通孔的内壁表面形成预设厚度的第一氧化层；其中，所述等离子处理的气体为O₂以及Ar的组合或H₂以及N₂的组合，可去除复合介质层的低介电常数介质层表面的碳元素，使之转变为第一氧化层；

步骤S05，继续后续通孔的刻蚀，以形成整体通孔结构。

2.根据权利要求1所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，所述步骤S01中，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述刻蚀停止层、复合介质层以及抗反射介质层。

3.根据权利要求1所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述刻蚀停止层的材料为氮化硅、碳化硅或碳氮化硅中的一种或其组合；所述复合介质层从下往上依次包括第二氧化层、第一低介电常数介质层以及第二低介电常数介质层；所述抗反射介质层的材料为氮氧化硅。

4.根据权利要求3所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，所述步骤S03中，所述部分通孔的刻蚀停止于所述第一低介电常数介质层中，所述部分通孔在第一低介电常数介质层中的刻蚀深度为所述第一低介电常数介质层的材质为黑钻石BDⅡ，第二低介电常数介质层的材质为黑钻石BDI。

5.根据权利要求3所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，所述步骤S02中，形成复合光刻层的步骤包括：

在所述抗反射介质层表面形成碳旋涂材料层；

在所述碳旋涂材料层表面形成含硅抗反射层；

在所述含硅抗反射层表面涂布光刻胶层；

图案化所述光刻胶层，以使所述光刻胶层上形成通孔图形。

6.根据权利要求5所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，所述步骤S03中，所述含硅抗反射层的刻蚀气体为CF₄以及CHF₃的组合，所述碳旋涂材料层的刻蚀气体为CO、CO₂或其组合，所述抗反射介质层的刻蚀气体为CF₄以及CHF₃的组合，所述第一低介电常数介质层以及第二低介电常数介质层的刻蚀气体为C₄F₈、N₂以及Ar的组合。

7.根据权利要求1所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，对所述部分通孔的内壁进行表面等离子处理的工艺参数为：O₂的流量为100～150sccm，Ar的流量为50～70sccm，等离子处理的腔室压强为50～70mtorr，60MHz源功率范围为800～900W，2MHz偏置功率范围为200～300W，等离子处理时间为50～80秒。

8.根据权利要求1所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，对所述部分通孔的内壁进行表面等离子处理的工艺参数为：H₂的流量为120～180sccm，N₂的流量为40～60sccm，等离子处理的腔室压强30～50mtorr，60MHz源功率范围为700～900W，2MHz偏置功率范围为200～300W，等离子处理时间为60～120秒。

9.根据权利要求1所述的改善低介电常数介质层中通孔形貌的方法，其特征在于，所述步骤S05中，所述后续通孔的刻蚀气体为C₄F₈、N₂以及Ar的组合。