[发明专利]一种双大马士革工艺中通孔填充的方法

权利要求书

1.一种新的双大马士革工艺中通孔填充的方法，在一包含大量半导体器件的晶圆的第二金属层间介质层薄膜上沉积有第二金属层间介质层，并且在第二金属层间介质层薄膜下方分布有第一金属层间介质层，在第一金属层间介质层中形成有半导体器件的多个金属互连线，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在第二金属层间介质层上自下而上依次沉积介质层及介电阻挡层；

步骤2、蚀刻介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层以形成位于部分金属互连线上方的多个通孔，刻蚀停止在第二金属层间介质层薄膜上；

步骤3、在通孔中填充高密度等离子体氧化物；

步骤4、采用化学机械研磨除去介电阻挡层上方多余的高密度等离子体氧化物；

步骤5、对通孔中的高密度等离子体氧化物进行回蚀操作，在通孔的底部保留部分的高密度等离子体氧化物；

步骤6、蚀刻介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层以形成多个深度浅于通孔深度的第一类沟槽；

其中，在介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层中包含有通孔的区域进行刻蚀以形成第一类沟槽，并且刻蚀停止在第二金属层间介质层中，该刻蚀过程中，环绕在通孔的上部的周围的部分介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层被刻蚀掉，而形成第一类沟槽后通孔的下部形成在第一类沟槽的下方；

步骤7、去除在通孔的底部保留的高密度等离子体氧化物并移除剩下介电阻挡层；

步骤8、去除通孔底部的第二金属层间介质层薄膜以在通孔的底部暴露金属互连线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的介质层为氧化层或介质抗反射层，或为在一氧化层上生长一介质抗反射层的复合层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述的介电阻挡层为SiN或SiC或SiCN。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中高密度等离子体氧化物的填充方式为高密度等离子体的化学气相沉积法。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚀刻介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层以形成第一类沟槽的同时还形成有第二类沟槽；

其中，在介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层中不包含通孔的部分区域进行刻蚀以形成第二类沟槽，刻蚀停止在第二金属层间介质层中，并且第二类沟槽与第一类沟槽的深度相同。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，步骤6中蚀刻介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层时，在介电阻挡层上方旋涂光阻进行光刻工艺以在光阻中定义沟槽图形，并在沟槽图形处形成开口，通过开口蚀刻介电阻挡层、介质层及第二金属层间介质层而形成第一、第二类沟槽。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括在步骤6之后灰化去除剩下的所述光阻。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤6中，形成第一类沟槽后，在通孔的底部保留的高密度等离子体氧化物位于通孔的下部结构中。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述氧化层为通过正硅酸乙酯所形成的，所述介质抗反射层为通过化学气相沉积法所制成的抗反射层。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体器件为互补金属氧化物半导体器件。