一种刻蚀方法及大马士革结构的制作方法_CN109817572A

选择比的刻蚀气体进行第一次刻蚀 ，去除部分厚度的所述第二氧化硅层以形成开口 ；以 及 ，
沿着所述开口利用第二刻蚀选择比的刻蚀气体进行第二次刻蚀，去除所述开口内剩余厚度
硅层的厚度为
所述第二刻蚀去除的所述第二氧化硅层的厚度为
4 .根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀选择比的刻蚀气体的刻 蚀选择比为7 .5：1～8 .5：1。
5 .根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀选择比的刻蚀气体的刻 蚀选择比为9：1～10：1。
6 .根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一刻蚀选择比的刻蚀气体为 C4F8。
( 57 )摘要 本发明提供了一种刻蚀方法及大马士革结
构的制作方法，在半导体衬底上依次形成第一氧 化硅 层 、氮化硅层 和第二氧化硅 层后 ，首先 利 用 第一刻蚀选择比的刻蚀气体进行第一次刻蚀以 刻蚀部分厚度的所述第二氧化硅层，再利用刻蚀 选择比 相对较高的 第二刻蚀选择比 的 刻蚀气体 进行 第二次 刻蚀以 刻蚀 剩余的 所述 第二氧化硅 层并暴露出所述氮化硅层；其中 ，进行所述第一 次刻蚀的所述第二氧化硅层的厚度大于进行所 述第二次刻蚀的所述第二氧化硅层的厚度。由于 进行第二次刻蚀时 ，刻蚀气体对所述第二氧化硅 层的刻蚀速率大于对所述氮化硅层的刻蚀速率， 不容易发生过刻蚀的情况，因此不会导致后续形 成的 沟槽的底部拐角处出现凹陷 ，由此解决了在 通过现有技术所形成的大马士革结构中填充金 属插塞，金属插塞表面形貌差的问题。
(74)专利代理机构 上海思微知识产权代理事务 所(普通合伙) 31237
代理人 屈蘅
(51)Int .Cl . H01L 21/768(2006 .01)
wenku.baidu.com
(10)申请公布号 CN 109817572 A (43)申请公布日 2019.05.28
( 54 )发明 名称 一种刻蚀方法及大马士革结构的制作方法
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910058765 .3
(22)申请日 2019 .01 .22
(71)申请人 上海华虹宏力半导体制造有限公司 地址 201203 上海市浦东新区张江高科技 园区祖冲之路1399号
(72)发明人 陈宏 曹子贵 王卉
权利要求书1页 说明书6页 附图6页
CN 109817572 A
CN 109817572 A
权 利 要 求 书
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1 .一种刻蚀方法，用于大马士革工艺中，其特征在于，所述刻蚀方法包括： 在半导体衬底上依次形成第一氧化硅层、氮化硅层和第二氧化硅层后，利用第一刻蚀 选择比的刻蚀气体进行第一次刻蚀 ，去除部分厚度的所述第二氧化硅层以形成开口 ；以 及 ， 沿着所述开口利用第二刻蚀选择比的刻蚀气体进行第二次刻蚀，去除所述开口内剩余厚度 的所述第二氧化硅层以暴露出所述氮化硅层； 其中 ，所述第一次刻蚀去除的所述第二氧化硅层的厚度大于所述第二次刻蚀去除的所 述第二氧化硅层的厚度，所述第一刻蚀选择比的刻蚀气体对氮化硅的选择比小于所述第二 刻蚀选择比的刻蚀气体对氮化硅的选择比。 2 .根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一次刻蚀去除的所述第二氧化 硅层的厚度占原始所述第二氧化硅层厚度的70％～95％。 3 .根据权利要求2所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一次刻蚀去除的所述第二氧化
7 .根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第二刻蚀选择比的刻蚀气体为 C5F8。
8 .一种大马士革结构的制作方法，其特征在于，包括： 提供半导体衬底 ，在所述半导体衬底上依次 形成 第一氧化硅层、氮化硅层 和第二氧化 硅层； 依次刻蚀所述第二氧化硅层和所述氮化硅层以形成第一沟槽； 形成一金 属层 ，所述金 属层填充所述 第一 沟槽 ，并 且所述金 属层的 上表面 与所述 第二 氧化硅层的上表面齐平； 形成一介质层，所述介质层覆盖所述金属层及所述第二氧化硅层； 在所述介质层中依次形成第二沟槽和通孔，所述第二沟槽和所述通孔暴露出所述金属 层； 其中，采用如权利要求1～7中任一项所述的刻蚀方法对所述第二氧化硅层进行刻蚀。 9 .根据权利要求8所述的大马士革结构的制作方法，其特征在于，在所述介质层中依次 形成 第二 沟槽 和通孔之前 ，还包括在所述介 质层上形成金 属掩模层 ，以 所述金 属掩模层为 掩模对所述介质层进行刻蚀以形成所述第二沟槽和通孔。 10 .根据权利要求8所述的大马士革结构的制作方法，其特征在于，所述金属层包括从 下至上依次沉积的钛层、氮化钛层和钨层。
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说 明 书
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一种刻蚀方法及大马士革结构的制作方法
技术领域 [0001] 本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种刻蚀方法及大马士革结构的制作方 法。
背景技术 [0002] 随着半导体技术的发展，超大规模集成电路芯片的集成度已经高达几亿乃至几十 亿器件的规模，超大规模集成电路的布线更为复杂，两层以上的多层金属互连结构广泛使 用。大马士革结构作为一种互连结构广泛应用于生产线后端的半导体结构中。 [0003] 如图1所示为常见的大马士革结构的结构示意图。其形成方法包括： [0004] 提供基底1，所述基底中具有金属层2，所述基底上形成有介质层3； [0005] 刻蚀所述介质层3，去除部分厚度的所述介质层3以形成沟槽4；在所述沟槽4中刻 蚀所述介质层3以形成通孔5，所述通孔5暴露出所述金属层2。 [0006] 而在实际生产中，发现通过现有技术形成大马士革结构，而后在形成的大马士革 结 构的 沟槽4 和通孔5内 填充金 属所形成的 金 属插塞表面形貌差 ，会出现 平整度不高的 情 况，以致会影响整个半导体器件的信号传输。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种刻蚀方法及大马士革结构的制作方法，以解决在通过
现有技术所形成的大马士革结构中填充金属插塞，金属插塞表面形貌差的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种刻蚀方法，用于大马士革工艺中，所述方法
包括：在半导体衬底上依次形成第一氧化硅层、氮化硅层和第二氧化硅层后，利用第一刻蚀