[发明专利]形成互连沟槽以及通孔的方法及形成互连结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及形成互连沟槽以及通孔以及互连结构的方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体器件越来越向小的方向发展。在32纳米(nm)以下工艺中，后端工艺(back end of line，BEOL)中存在电迁徙(electronic migrate，EM)问题，为了解决电迁徙问题，现有的解决方法为在铜插栓上形成钴钨磷(CoWP)，以防止电迁徒问题。

形成钴钨磷后，继续在铜插栓上形成与铜插栓连接的互连结构时，需要在覆盖了钴钨磷的铜插栓上形成互连沟槽和通孔(利用双镶嵌工艺)。

参考图1a～图1d，现有技术中，在形成钴钨磷后，利用双镶嵌工艺，在覆盖了钴钨磷的铜插栓上形成互连沟槽和通孔方法为：参考图1a，在具有铜插栓11的介质层10上形成刻蚀停止层12，覆盖介质层10以及铜插栓11上的帽层111，该帽层111的材料为钴钨磷，该钴钨磷材料的帽层111可以有效防止电迁徒；然后在刻蚀停止层12上形成超低k(k＜2.5)介质层13，在超低k介质层13上形成硬掩膜层14，并在该硬掩膜层14形成沟槽141，定义出之后形成的互连沟槽的形状。参考图1b，在硬掩膜层14上形成抗反射层15，然后在抗反射层15上形成光刻胶层16，并对光刻胶层16进行光刻形成开口161，定义出之后形成的通孔。参考图1c，以具有开口161的光刻胶层16为掩膜，刻蚀所述抗反射层15，硬掩膜层14以及超低k介质层13的一部分，形成开口162。参考图1d，去除光刻胶层16、抗反射层15；结合参考图1a，以具有沟槽141的硬掩膜层14为刻蚀图形，继续刻蚀所述超低k介质层13，对应沟槽141形成互连沟槽21，对应开口162形成通孔22，并刻蚀去除刻蚀停止层13暴露出以钴钨磷为材料的帽层111。

在形成互连沟槽21以及通孔22后，用稀释的氢氟酸(DHF)清洗所述互连沟槽21以及通孔22，以去除在刻蚀形成互连沟槽以及通孔的过程中，形成的聚合物。然而在清洗互连沟槽21以及通孔22时，氢氟酸会腐蚀钴钨磷以及铜。而且，以上所述的形成互连沟槽以及通孔的方法，在刻蚀形成互连沟槽以及通孔时，所用的方法为干法刻蚀，干法刻蚀过程中等离子体轰击介质层时，会损伤超低k介质层，造成k值的升高。

现有技术中有许多关于形成互连沟槽以及通孔的方法，例如公开号为CN101055421A的中国专利申请公开的方法，然而，均没有解决以上所述的问题。

发明内容

本发明解决的问题是半导体工艺中形成互连沟槽以及通孔的方法，钴钨磷以及铜被腐蚀的问题；

本发明解决的另一个问题为超低k介质层被损伤的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种形成互连沟槽以及通孔的方法，包括：

提供基底，所述基底上形成有具有铜插栓的介质层，所述铜插栓上形成有帽层；

在所述具有铜插栓的介质层的表面以及所述帽层的表面上形成刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上形成介质层；

在所述介质层形成互连沟槽以及通孔；

用酸清洗所述互连沟槽以及通孔；

干法刻蚀去除覆盖在所述帽层表面上的刻蚀停止层。

可选的，在干法刻蚀去除覆盖在钴钨磷表面上的刻蚀停止层后，还包括：

用紫外线照射所述互连沟槽以及通孔；

将所述互连沟槽以及通孔处于臭氧气体以及水蒸气氛围中；

用有机溶剂清洗所述互连沟槽以及通孔。

可选的，所述帽层的材料为钴钨磷。

可选的，在所述介质层形成互连沟槽以及通孔包括：

在所述介质层上形成硬掩膜层；

在所述硬掩膜层上形成沟槽；

在所述具有沟槽的硬掩膜层上形成抗反射层；

在所述抗反射层上形成光刻胶层；

图形化所述光刻胶层，定义出开口图形；

以所述图形化的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述抗反射层、硬掩膜层以及部分介质层，形成开口；

去除所述图形化的光刻胶层和抗反射层；

以所述具有沟槽的硬掩膜层为刻蚀图形，继续刻蚀所述介质层，对应所述沟槽在所述介质层形成互连沟槽，对应所述开口在介质层形成通孔。

可选的，所述用紫外线照射互连沟槽以及通孔的时间为1分钟～5分钟。

可选的，所述用紫外线照射互连沟槽以及通孔为：在真空条件下，用紫外线照射互连沟槽以及通孔。

可选的，所述臭氧气体以及水蒸气的温度为50℃～100℃。