一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法

发明内容 本发明的目的是解决先通孔后沟槽双大马士革的沟槽双层(Bi-Iayer)制造工艺中容易出现的光刻胶中毒现象。本发明公开一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法，其中，包括如下步骤 淀积多层介电阻挡层覆盖基底，所述多层介电阻挡层中至少包含一层低掺氮介电阻挡层和一层高掺氮介电阻挡层，所述多层介电阻挡层中最上层的介电阻挡层的材料为低掺氮碳化硅，最下层的介电阻挡层的材料为高掺氮碳化硅； 淀积低K介电层在所述多层介电阻挡层上； 淀积介电层保护层在所述低K介电层上； 旋涂一层光刻胶在所述介电层保护层上，通过光刻工艺在所述光刻胶上形成通孔图 形； 通过所述通孔图形刻蚀介电层保护层、低K介电层及刻蚀多层介电阻挡层中的低掺氮碳的介电阻挡层，以形成通孔； 旋涂底部抗反射涂层覆盖介电层保护层，并且部分底部抗反射涂层填充在所述通孔中，在所述底部抗反射涂层上旋涂光刻胶，通过光刻工艺在所述光刻胶上形成沟槽图形； 通过所述沟槽图形刻蚀介电层保护层和所述低K介电层形成沟槽； 刻蚀高掺氮碳的介电阻挡层，打开位于所述通孔底部的多层介电阻挡层。上述的制作方法，其中，所述多层介电阻挡层的材料均为掺氮碳化硅，多层介电阻挡层中任意一层下部介电阻挡层之上的另一层上部介电阻挡层的掺氮量低于该下部介电阻挡层的掺氮量，所述多层介电阻挡层中最下层为第一介电阻挡层，所述多层介电阻挡层中最上层高掺氮的介电阻挡层的上面一层为第二介电阻挡层。上述的制作方法，其中，所述多层介电阻挡层的层数至少为2。上述的制作方法，其中，在刻蚀至所述多层介电阻挡层最上层以形成通孔的步骤中，不吃穿所述第二介电阻挡层。上述的制作方法，其中，所述多层介电阻挡层的掺氮量通过调整掺氮碳化硅淀积氨气流量来控制。上述的制作方法，其中，所述第一介电阻挡层淀积氨气流量取值范围为标准状态下每分钟50(Γ900毫升。上述的制作方法，其中，所述第二介电阻挡层淀积氨气流量取值范围为标准状态下每分钟30(Γ500毫升。上述的制作方法，其中，所述刻蚀方式为干法刻蚀。上述的制作方法，其中，每次完成刻蚀步骤后，都包括灰化去除光刻胶的步骤。上述的制作方法，其中，所述多层介电阻挡层中最下层的材料为氮化硅。本发明提出一种两层或多层掺氮碳化硅作为底部介电阻挡层的方法减少双层光阻光刻工艺中的光刻胶中毒现象，减少了光刻胶中毒现象，同时有利于刻蚀工艺控制。本发明的有益处是 1.通孔刻蚀时，不吃穿所述第二介电阻挡层，可以避免在沟槽光刻工艺中因为高掺氮碳化硅暴露恶化光刻胶中毒现象； 2.所述第二介电阻挡层采用低掺氮碳化硅可以避免现有技术中掺氧碳化硅与低k介电层刻蚀选择比低的问题； 3.采用多层介电阻挡层，可以只在上层使用低掺氮碳化硅，而最下层仍然采用高掺氮碳化硅或氮化硅来抑制铜扩散，加强与铜的黏附性，保证与铜互连的可靠性。

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚明了，放大了部分部件。图1至图6示出了根据本发明的，一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法过程的剖面示意图；以及 图7示出根据本发明的，一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法的流程图。 具体实施方式 以下结合附图及具体实施方式 对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施方式 仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。本领域技术人员理解，图1至图6为双层光阻双大马士革工艺流程示意图，结合图 7所示根据本发明的，一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法的流程图，以两层为例进行说明，其中第一层使用高掺氮碳化硅；第二层使用低掺氮碳化硅。首先，执行步骤S210，淀积多层介电阻挡层覆盖基底，所述多层介电阻挡层中至少包含一层低掺氮介电阻挡层和一层高掺氮介电阻挡层，所述多层介电阻挡层中最上层的介电阻挡层的材料为低掺氮碳化硅，最下层的介电阻挡层的材料为高掺氮碳化硅。所述多层介电阻挡层均为掺氮碳化硅，多层介电阻挡层中任意一层下部介电阻挡层之上的另一层上部介电阻挡层的掺氮量低于该下部介电阻挡层的掺氮量，所述多层介电阻挡层中最下层为第一介电阻挡层，所述多层介电阻挡层中最上层高掺氮的介电阻挡层的上面一层为第二介电阻挡层。再执行步骤S211，淀积低K介电层103在所述多层介电阻挡层上；接着，执行步骤 S212，淀积介电层保护层104在低K介电层103上。完成了以上3个步骤，就得到了如图1所示的薄膜堆叠剖视图，基底中的金属铜 102也由所述多层介电阻挡层覆盖住，图1为简化示出本发明方法中的多层介电阻挡层，采用两层为例说明，本领域技术人员可以结合现有技术采用更多的介电阻挡层，在此不予赘述。所述多层介电阻挡层具体化的表现为第一介电阻挡层201和第二介电阻挡层 202，第一介电阻挡层201为所述多层介电阻挡层中最下层，为了抑制其覆盖的金属铜102 的扩散，第一介电阻挡层201采用高掺氮碳化硅，为了能达到本发明的目的，在先通孔后沟槽双大马士革的沟槽双层(Bi-Iayer)制造工艺中减少光刻胶中毒现象，第二介电阻挡层 202采用低掺氮碳化硅，这样可以减少氮扩散到光刻胶中，以避免光刻胶变形以及后续一系列的不良影响。在图1的基础上继续进行本发明的后续步骤，先执行步骤S213，旋涂一层光刻胶在所述介电层保护层上，通过光刻工艺在所述光刻胶上形成通孔图形。具体的可以参考图 2，图2中的光刻胶105上光刻形成2个通孔图形，所述2个通孔图形的位置正对基底101 中的金属铜102，这样的通孔位置用于后续接触金属铜102。接着执行步骤S214，通过所述通孔图形刻蚀介电层保护层、低K介电层及刻蚀多层介电阻挡层中的低掺氮碳的介电阻挡层，以形成通孔。如图3所示，2个通孔301底部刻蚀至所述多层介电阻挡层最上层，也就是第二介电阻挡层202，由于第二介电阻挡层202为低掺氮碳化硅，因次，虽然刻蚀至第二介电阻挡层202，但不会有太多氮扩散。本领域技术人员理解，当采用本发明的方法时，淀积了多层介电阻挡层时，可以根据具体的每层介电阻挡层掺氮量的情况选择刻蚀的深度，这对本领域技术人员而言是不需要通过创造性劳动即可实现的。优选地，图3所示的剖视图中，在光刻形成通孔301后，光刻胶105灰化去除。然后执行步骤S215，旋涂底部抗反射涂层覆盖介电层保护层，并且部分底部抗反射涂层填充在所述通孔中，在所述底部抗反射涂层上旋涂光刻胶，通过光刻工艺在所述光刻胶上形成沟槽图形。可以参考图4，旋涂底部抗反射涂层401填充在通孔301中，由于旋涂底部抗反射涂层401底部的第二介电阻挡层202为低掺氮碳化硅的氮扩散相比高掺氮碳化硅材料的氮扩散少很多，位于旋涂底部抗反射涂层401上方的光刻胶105在未进行光刻形成沟槽图形前就能够大大地减少中毒，从而避免光刻胶105的变形，因此，在一个优选例中，执行步骤S214，刻蚀至所述多层介电阻挡层最上层以形成通孔301时，不吃穿第二介电阻挡层202，否则在步骤S215中，高掺氮碳化硅的第一介电阻挡层201中的氮会通过底部抗反射涂层401扩散至光刻胶105。具体地，沟槽图形的位置区域大于通孔301的区域，使得后续形成的沟槽覆盖通孔301。在完成上述步骤后，灰化去除光刻胶105。接着执行步骤S216，通过所述沟槽图形刻蚀介电层保护层和所述低K介电层形成沟槽。参考图5，形成双大马士革结构开口。在沟槽501形成后，本领域技术人员理解，就要灰化去除底部抗反射涂层401和光刻胶105，这些是现有技术，因此不再本发明的说明书中加以详细说明，本领域技术人员即可实施，在此不予赘述。最后，执行步骤S217，刻蚀高掺氮碳的介电阻挡层，打开位于所述通孔底部的多层介电阻挡层。如图6所示，通孔301底部，金属铜102上方区域的第一介电阻挡层201和第二介电阻挡层202被刻蚀打开，使得金属铜102暴露，通孔301与金属铜102接触，用于后续的电连接。以上就是根据本发明一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法的流程说明。本领域技术人员理解，所述多层介电阻挡层的层数至少为2。在一个变化例中，所述多层介电阻挡层也可以是三层，或者更多，所述多层介电阻挡层中最上层为第二介电阻挡层202，掺氮量低，在执行步骤S214时，刻蚀至所述多层介电阻挡层最上层以形成通孔 301，不吃穿所述多层介电阻挡层中最上层，从而控制氮扩散量。进一步地，所述材料采用掺氮碳化硅的多层介电阻挡层的掺氮量可以通过调整掺氮碳化硅淀积氨气流量来控制。其中，第一介电阻挡层201淀积氨气流量取值范围为标准状态下每分钟500、00毫升，第二介电阻挡层202淀积氨气流量取值范围为标准状态下每分钟30(Γ500毫升，在保证第一介电阻挡层201中氮含量比第二介电阻挡层202中氮含量高的情况下，氨气流量的具体取值可以根据需要确定，控制所述多层介电阻挡层中每层的氮含量由下至上逐渐降低。更近一步地，上述的刻蚀方式为干法刻蚀，例如反应离子刻蚀或高密度等离子体刻蚀，具体采用的刻蚀方法可以根据需要确定。在一个变化例中，所述多层介电阻挡层中最底层，即第一介电阻挡层201可以用氮化硅材料代替所述高掺氮碳化硅，这样的变化并不会影响本实施例的实施，金属铜102 和第一介电阻挡层201可以有效黏附。本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。 权利要求 1.一种减少光刻胶中毒的通孔介电阻挡层的制作方法，其特征在于，包括如下步骤 淀积多层介电阻挡层覆盖基底，所述多层介电阻挡层中至少包含一层低掺氮介电阻挡层和一层高掺氮介电阻挡层，所述多层介电阻挡层中最上层的介电阻挡层的材料为低掺氮碳化硅，最下层的介电阻挡层的材料为高掺氮碳化硅； 淀积低K介电层在所述多层介电阻挡层上； 淀积介电层保护层在所述低K介电层上；旋涂一层光刻胶在所述介电层保护层上，通过光刻工艺在所述光刻胶上形成通孔图形；通过所述通孔图形刻蚀介电层保护层、低K介电层及刻蚀多层介电阻挡层中的低掺氮碳的介电阻挡层，以形成通孔；旋涂底部抗反射涂层覆盖介电层保护层，并且部分底部抗反射涂层填充在所述通孔中，在所述底部抗反射涂层上旋涂光刻胶，通过光刻工艺在所述光刻胶上形成沟槽图形； 通过所述沟槽图形刻蚀介电层保护层和所述低K介电层形成沟槽； 刻蚀高掺氮碳的介电阻挡层，打开位于所述通孔底部的多层介电阻挡层。 2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述多层介电阻挡层的材料均为掺氮碳化硅，多层介电阻挡层中任意一层下部介电阻挡层之上的另一层上部介电阻挡层的掺氮量低于该下部介电阻挡层的掺氮量，所述多层介电阻挡层中最下层为第一介电阻挡层， 所述多层介电阻挡层中最上层高掺氮的介电阻挡层的上面一层为第二介电阻挡层。 3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述多层介电阻挡层的层数至少为2。 4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在刻蚀至所述多层介电阻挡层最上层以形成通孔的步骤中，不吃穿所述第二介电阻挡层。 5.根据权利要求3或4所述的制作方法，其特征在于，所述多层介电阻挡层的掺氮量通过调整掺氮碳化硅淀积氨气流量来控制。 6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第一介电阻挡层淀积氨气流量取值范围为标准状态下每分钟500、00毫升。 7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第二介电阻挡层淀积氨气流量取值范围为标准状态下每分钟30(Γ500毫升。 8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述刻蚀方式为干法刻蚀。 9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，每次完成刻蚀步骤后，都包括灰化去除光刻胶的步骤。 10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述多层介电阻挡层中最下层的材料为氮化硅。 全文摘要 本发明提出一种两层或多层掺氮碳化硅作为底部介电阻挡层的方法减少双层光阻光刻工艺中的光刻胶中毒现象，减少了光刻胶中毒现象，同时有利于刻蚀工艺控制。本发明的有益处是通孔刻蚀时，不吃穿所述第二介电阻挡层，可以避免在沟槽光刻工艺中因为高掺氮碳化硅暴露恶化光刻胶中毒现象；所述第二介电阻挡层采用低掺氮碳化硅可以避免现有技术中掺氧碳化硅与低k介电层刻蚀选择比低的问题；采用多层介电阻挡层，可以只在上层使用低掺氮碳化硅，而最下层仍然采用高掺氮碳化硅或氮化硅来抑制铜扩散，加强与铜的黏附性，保证与铜互连的可靠性。 文档编号H01L21/318GK102412189SQ201110123668 公开日2012年4月11日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日 发明者姬峰, 张亮, 李磊, 胡友存, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司