CN101447472B - 刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法 - Google Patents

刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刻蚀停止层，其包括预停止层及主停止层，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。该刻蚀停止层对应的形成方法包括步骤：将衬底放置于沉积室内；向所述沉积室内通入载气体及第一反应气体；向所述沉积室引入能量，进行预停止层的沉积；向所述沉积室内通入第二反应气体，进行主停止层的沉积，且所述第二反应气体中的含氮气体量小于第一反应气体中的含氮气体量；停止通入所述第二反应气体；将所述衬底由所述沉积室内取出。本发明还公开了一种应用该刻蚀停止层的双镶嵌结构及其形成方法。本发明的刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法，一方面可以确保器件仍具有较好的VBD特性，另一方面也可以有效改善在后续的刻蚀过程中因刻蚀停止层中的氮含量较高而引起的光刻胶被毒化的问题。

Description

刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法。
背景技术
半导体制造过程中，需要利用金属导线连接制作于晶片上的各个器件，并形成对外连接线路而完成整个工艺制作。随着半导体集成电路的发展，以及对高速器件的需求，进入0.18微米工艺技术后，为进一步减小金属电阻及芯片的互连延迟，由铜和低K值(low dielectric constant)的介质层实现的双镶嵌结构，已成为高集成度、高速集成电路芯片制造中形成金属连线的主流方案。
双镶嵌结构的形成方法可以有多种，图1至5为说明传统的双镶嵌结构形成方法的器件剖面示意图，下面结合图1至图5简单介绍一种常用的双镶嵌结构的形成方法。
图1为现有的双镶嵌结构中形成第一介质层后的器件剖面图，如图1所示，首先在衬底101上沉积一层刻蚀停止层102，在90nm以下工艺中，该刻蚀停止层102通常会用掺氮的碳化硅。然后，在该停止层102上沉积第一介质层103，该层要求为低k值的介质材料层，通常可以是利用化学气相沉积方法形成的氧化硅材料，如黑钻石(BD，black Diamond)。
图2为现有的双镶嵌结构中形成通孔后的器件剖面图，如图2所示，形成第一介质层103后，在该第一介质层103上形成通孔104，本步对通孔104的刻蚀工艺会停止于刻蚀速率较慢的刻蚀停止层102内。
图3为现有的双镶嵌结构中形成第二介质层后的器件剖面图，如图3所示，在第一介质层103上及通孔104内形成第二介质层106。该第二介质层通常需利用旋涂工艺形成，以达到较好的平坦度，如可以采用DUO材料层。
图4为现有的双镶嵌结构中图形化沟槽后的器件剖面图，如图4所示，利用光刻胶107对在第二介质层106上进行图形化沟槽的处理。现有技术中，在本步光刻后常发现有显影不完全的现象：在光刻胶107的边角处留下了一些光刻胶的残渣110。在显微镜下观察，表现为光刻图形的边缘有弯曲和虚边现象，通常可称之为光刻胶被毒化现象。
图5为现有的双镶嵌结构中形成沟槽后的器件剖面图，如图5所示，图形化沟槽后，以该光刻胶图形为掩膜进行沟槽108的刻蚀。由于图形边缘处光刻胶残渣的存在，该沟槽108同样也会在边角处出现未刻蚀干净的边角物120，导致刻蚀不完全而引起沟槽图形的变形。
接着，可以利用湿法腐蚀或干法刻蚀的方法将通孔104底部的刻蚀停止层102腐蚀去除，再对通孔及沟槽进行金属化处理，形成双镶嵌结构。
其中，一旦沟槽108出现了形变，其形成的实际尺寸就会偏离设计值，导致金属铜的填充质量下降，影响器件的寿命及可靠性。另外，在随后进行的CMP工艺中，尤其对于尺寸较小的沟槽，易出现铜线断裂的现象。在显微镜下观察，表现为衬底表面金属连线变细，甚至中断，导致电路无法正常工作。
对上述出现光刻胶被毒化的现象进行分析，认为其产生的原因包括以下两点：
A、该双镶嵌结构中的刻蚀停止层含有大量的氮，其在刻蚀过程中会形成含氨的碱性物质；
B、光刻胶在曝光后呈酸性，其在遇到氨类等的碱性化合物时，会与其发生反应，出现被毒化的现象；
C、刻蚀通孔后利用旋涂工艺填充的第二介质层的材料较为疏松，其不能阻止刻蚀停止层中产生的含氨的碱性物质向上移动。
当该部分碱性物质上移至与光刻胶相接触后，其与光刻胶发生反应，就出现了图4中所示的光刻胶被毒化的现象。
但是，实际生产中，并不能单纯地通过减少刻蚀停止层中的氮含量来解决上述问题：因为减少该层中氮的含量会导致器件性能下降(如，氮含量越高，器件的电压击穿性能越好)。
为解决上述光刻胶被毒化的问题，2004年2月18日公开的公开号CN1476074的中国专利申请公开了一种形成双镶嵌结构的方法，该方法通过在层间介质层的上方增加一层上盖层氧化硅，并在第一次刻蚀时仅停留在该上盖层上，通过将光刻图形转移至上盖层内的方法来防止光刻胶与含有氨类化合物的层间介质层相接触，保护光刻胶不被毒化。但是该方法对于上述刻蚀通孔时在刻蚀停止层内产生的氨类碱性物质使光刻胶被毒化的问题并不适用。
发明内容
本发明提供一种刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法，以改善现有的刻蚀过程中因氮含量过高而导致的光刻胶被毒化的问题。
本发明提供的一种刻蚀停止层，包括预停止层及主停止层，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。
可选地，所述预停止层及所述主停止层为碳化硅层。
可选地，所述预停止层的厚度小于所述主停止层的厚度。
优选地，所述预停止层的厚度在30至100
Figure 2007101716644_6
之间，所述主停止层的厚度在400至500
Figure 2007101716644_7
之间。
本发明提供的具有相同或相应技术特征的刻蚀停止层的形成方法，包括步骤：
将衬底放置于沉积室内；
向所述沉积室内通入载气体及第一反应气体；
向所述沉积室引入能量，进行预停止层的沉积；
向所述沉积室内通入第二反应气体，进行主停止层的沉积，且所述第二反应气体中的含氮气体量小于第一反应气体中的含氮气体量；
停止通入所述第二反应气体；
将所述衬底由所述沉积室内取出。
可选地，所述第一反应气体包括三甲基硅烷及氨气，且所述第一反应气体间的流量比在1∶7至1∶4之间。
可选地，所述第二反应气体包括三甲基硅烷及氨气，且所述第二反应气体间的流量比在1∶2至1∶1之间。
可选地，所述第二反应气体包括甲基硅烷类气体及氧气。
可选地，所述载气体的流量在1000至1500sccm之间。
可选地，所述能量为功率在800至1200W之间的射频电源。
可选地，向所述沉积室内通入第二反应气体，包括步骤：
停止通入所述第一反应气体，通入第二反应气体。
可选地，所述第一反应气体与第二反应气体所用的各气体相同，各气体间的流量比不同。此时，向所述沉积室内通入第二反应气体，可以包括步骤：
调节向所述沉积室内通入的所述第一反应气体的各气体流量，按照第二反应气体的流量比通入各气体。
本发明提供的具有相同或相应技术特征的一种双镶嵌结构，包括具有导电结构的衬底，位于所述衬底上的刻蚀停止层，位于所述刻蚀停止层之上的第一介质层、位于所述第一介质层上的第二介质层，在所述第一介质层与第二介质层内形成的与所述导电结构相连的通孔，以及与至少一个所述通孔相连的沟槽；其中，所述刻蚀停止层还包括预停止层及主停止层，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。
可选地，所述预停止层及所述主停止层为碳化硅层。
可选地，所述预停止层的厚度小于所述主停止层的厚度。
优选地，所述预停止层的厚度在30至100
Figure 2007101716644_8
之间，所述主停止层的厚度在400至500
Figure 2007101716644_9
之间。
可选地，所述第一介质层包括黑钻石层，所述第二介质层包括利用旋涂工艺形成的DUO材料层。
本发明提供的具有相同或相应技术特征的一种双镶嵌结构的形成方法，包括步骤：
提供衬底，所述衬底上具有导电结构；
利用第一反应气体进行沉积，在所述导电结构上形成预停止层；
利用第二反应气体进行沉积，在所述预停止层上形成主停止层，且所述第二反应气体中的含氮气体量小于第一反应气体中的含氮气体量；
在所述主停止层上形成第一介质层；
在所述第一介质层内形成通孔；
在所述第一介质层上和所述通孔内形成第二介质层；
在所述第二介质层上图形化沟槽图形；
形成与至少一个所述通孔相连的沟槽。
可选地，所述预停止层及所述主停止层为碳化硅层。
可选地，所述预停止层的厚度小于所述主停止层的厚度。
优选地，所述预停止层的厚度在30至100
Figure 2007101716644_10
之间，所述主停止层的厚度在40至500
Figure 2007101716644_11
之间。
可选地，所述第一反应气体包括三甲基硅烷及氨气，且所述三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶7至1∶4之间。
可选地，所述第二反应气体包括三甲基硅烷及氨气，且所述三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶2至1∶1之间。
可选地，所述第一介质层为黑钻石层，所述第二介质层为利用旋涂方法形成的材料层。
优选地，所述材料层为DUO材料层。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法，形成了包括预停止层及主停止层的刻蚀停止层，其中，预停止层的氮含量高于主停止层的氮含量。采用本发明的刻蚀停止层或双镶嵌结构，一方面可以确保器件仍具有较好的电压击穿(VBD)性能，另一方面也可以有效改善在后续工艺中出现的因刻蚀停止层中的氮含量较高而引起的光刻胶被毒化的问题。
本发明的预停止层及主停止层可以在同一沉积设备内依次形成，操作简单，实现方便，对生产效率没有明显的影响。
附图说明
图1为现有的双镶嵌结构中形成第一介质层后的器件剖面图；
图2为现有的双镶嵌结构中形成通孔后的器件剖面图；
图3为现有的双镶嵌结构中形成第二介质层后的器件剖面图；
图4为现有的双镶嵌结构中图形化沟槽后的器件剖面图；
图5为现有的双镶嵌结构中形成沟槽后的器件剖面图；
图6为本发明第一实施例的刻蚀停止层形成方法的流程图；
图7为说明本发明第一实施例的刻蚀停止层中形成预停止层后的器件剖面图；
图8为说明本发明第一实施例的刻蚀停止层中形成主停止层后的器件剖面图；
图9为本发明第二实施例中的双镶嵌结构形成方法的流程图；
图10为说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成预停止层后的器件剖面图；
图11说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成主停止层后的器件剖面图；
图12说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成第一介质层后的器件剖面图；
图13说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成通孔后的器件剖面图；
图14说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成第二介质层后的器件剖面图；
图15说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中图形化沟槽后的器件剖面图；
图16说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成沟槽后的器件剖面图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的结构及处理方法可以被广泛地应用于各个领域中，并且可利用许多适当的材料制作，下面是通过具体的实施例来加以说明，当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技术人员所熟知的一般的替换无疑地涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本发明的限定。此外，在实际的制作中，应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
随着集成电路的制作向超大规模集成电路(ULSI)发展，内部的电路密度越来越大，器件特征尺寸不断缩小，对各步工艺的制作要求越来越高，因此，在制作小尺寸器件时，常需要针对在制作中采用的材料、方法等进行一定的调整。
以刻蚀停止层的生长为例，在传统的大尺寸器件的制作过程中，该刻蚀停止层通常采用的是氮化硅层、氮氧化硅层。但当工艺进入到90nm以下时，通常需改用介电常数更低的化合物，如碳化硅层，作为刻蚀停止层。
由于碳化硅层存在击穿电压低(VBD性能较差)的缺点，通常还需要在该层内掺入一定的氮。然而，在该刻蚀停止层中加入的氮可能会在刻蚀中形成含氨的碱性物质，导致后续工艺中的光刻胶被毒化，由光刻胶定义的图形发生形变，结果使得器件的电性能、可靠性及寿命等参数受到影响。为此，本发明提供了一种刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法。
第一实施例：
本发明的第一实施例提出了一种新的刻蚀停止层。图6为本发明第一实施例的刻蚀停止层形成方法的流程图，图7和图8为说明本发明第一实施例中的刻蚀停止层的器件剖面图，下面结合图6至图8对本发明第一实施例进行详细介绍。
本实施例中，所用的刻蚀停止层包括预停止层及主停止层，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。
本实施例中，预停止层与主停止层均为碳化硅层，是利用等离子体增强型化学气相沉积(PECVD，Plasma Enhance Chemical VaporDeposition)的方法形成的，其具体的形成步骤为：
步骤S601：将衬底放置于沉积室内。本实施例中的沉积室指的是等离子体增强型化学气相沉积设备的沉积室。
步骤S602：向沉积室内通入载气体及第一反应气体。
本实施例中，所用的载气体可以为氦气、氮气或氩气等惰性气体中的任一种，其流量可以设置在1000至1500sccm之间，如为1200sccm。
本实施例中，用于形成含氮碳化硅的反应气体为氨气及甲基硅烷类气体，其中，甲基硅烷类气体可以为甲基硅烷(Si(CH3)H3)、二甲基硅烷(Si(CH3)2H2)、三甲基硅烷(Si(CH3)3H)、四甲基硅烷(Si(CH3)4)等中的任一种。
本实施例中，利用第一反应气体形成的是刻蚀停止层中的预停止层，要求其内的氮含量较高——这一点可以利用加大反应气体中含氮的气体的流量来实现。
如，在采用三甲基硅烷与氨气为反应气体时，可以将二者之间的流量比设置在1∶7至1∶4之间。具体地，可以将三甲基硅烷的流量设置在100至150sccm之间，如为120sccm；将氨气的流量设置在600至800sccm之间，如为700sccm。
步骤S603：通入上述载气体及反应气体后，向沉积室内引入能量，进行预停止层的沉积。
本实施例中是利用射频电源引入能量，其功率大小可以在800至1200W之间，如为1000W。
另外，为了达到较好的沉积效果，本步中还将沉积室内的压力控制在2至5Torr之间，如为3Torr。
步骤S604：停止通入第一反应气体，完成预停止层的沉积。
图7为说明本发明第一实施例的刻蚀停止层中形成预停止层后的器件剖面图。如图7所示，在衬底701上，形成了预停止层702。本实施例中，该预停止层702的厚度在30至100
Figure 2007101716644_12
之间，如为50
Figure 2007101716644_13
。因该层具有的氮含量较高，其可以确保器件具有较好的电压击穿(VBD)特性。
步骤S605：向沉积室内通入第二反应气体，进行主停止层的沉积。
本步中利用第二反应气体形成的是刻蚀停止层中的主停止层，要求其内的氮含量较低——这一点可以利用减少反应气体中含氮的气体的流量来实现。
如，在采用三甲基硅烷与氨气为反应气体时，可以将二者之间的流量比设置在1∶2至1∶1之间。具体地，可以将三甲基硅烷的流量设置在250至450sccm之间，如为350sccm；将氨气的流量设置在300至500sccm之间，如为400sccm。
本步沉积中射频电源的功率大小仍可维持在800至1200W之间，沉积室内的压力也仍可维持在2至5Torr之间。
步骤S606：停止通入所第二反应气体，完成主停止层的沉积。
图8为说明本发明第一实施例的刻蚀停止层中形成主停止层后的器件剖面图，如图8所示，在衬底701的预停止层702上又形成了主停止层703。本实施例中，刻蚀停止层中的主停止层703用于确保刻蚀停止于该主停止层703内，其的厚度要求较厚，通常可以在400至500
Figure 2007101716644_14
之间，如为450
Figure 2007101716644_15
。
由于该主停止层703的氮含量较低，即使其会在刻蚀过程中被刻蚀去除一部分，其在刻蚀过程中也不会形成大量的氨类的碱性物质，这对后续的光刻胶被毒化的现象有明显的缓解作用。
步骤S607：将衬底由所述沉积室内取出，完成刻蚀停止层的沉积。
本实施例中，第一反应气体与第二反应气体中所采用的气体相同，仅是对各反应气体间的流量进行了调整。其中，在调整反应气体的流量时，采用了先停止第一反应气体的通入，再按第二反应气体要求的流量通入反应气体的方式，在本发明的其它实施例中，也可以采用直接调整各反应气体的流量，以改变预停止层与主停止层之间的氮含量的方式。
本实施例中，在主停止层的沉积过程中，采用了与预停止层相同的反应气体，仅通过改变反应气体间的流量比来对两层间的氮含量的多少进行调整。在本发明的其它实施例中，还可以令沉积主停止层与预停止层时的反应气体不同，其同样可以实现对预停止层与主停止层间的氮含量的调整。如可以在沉积主停止层时将反应气体中的氨气变换为氧气(通常氧气的流量会较低，如在20至100sccm之间)，令主停止层变为含氧的碳化硅，则其的氮含量减少为0。
第二实施例：
本发明的第二实施例是一种应用该刻蚀停止层的双镶嵌结构。图9为本发明第二实施例中的双镶嵌结构形成方法的流程图，图10至图16为说明本发明第二实施例中的双镶嵌结构的形成过程的器件剖面图，下面结合图9至图16对本发明的具体实施例进行详细介绍。
本实施例中的双镶嵌结构，包括具有导电结构的衬底，位于所述衬底上的刻蚀停止层，位于所述刻蚀停止层之上的第一介质层、位于所述第一介质层上的第二介质层，在所述第一介质层与第二介质层内形成的与所述导电结构相连的通孔，以及与至少一个所述通孔相连的沟槽；其中：所述刻蚀停止层还包括预停止层及主停止层，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。
本实施例中，预停止层及主停止层选用的是碳化硅层，且预停止层的厚度小于主停止层的厚度。如，可以将预停止层的厚度设置在30至100
Figure 2007101716644_16
之间，将主停止层的厚度设置在400至500之间。
对于双镶嵌结构，通常第一介质层及第二介质层会采用低K值的材料形成，如，本实施例中第一介质层选用了低K值的氧化硅层(如BD材料层)，第二介质层选用了利用旋涂工艺形成的DUO材料层。
本实施例中的上述双镶嵌结构的具体实现步骤如下：
步骤S901：提供衬底，且所述衬底上具有导电结构。
该衬底可以为已形成金属氧化物半导体晶体管的衬底，也可以为已形成底层金属连线结构的衬底。
步骤S902：利用第一反应气体进行沉积，在所述衬底上形成预停止层。
图10为说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成预停止层后的器件剖面图，如图10所示，在衬底1001上(其中的导电结构未示出)形成了预停止层1002。
本实施例中，该预停止层是利用PECVD沉积形成的含氮量较高的碳化硅层，其的厚度设置在30至100
Figure 2007101716644_18
之间，如为50
Figure 2007101716644_19
。
本实施例中形成预停止层1002时所用的第一反应气体为氨气及甲基硅烷类气体，其中，甲基硅烷类气体可以为甲基硅烷(Si(CH3)H3)、二甲基硅烷(Si(CH3)2H2)、三甲基硅烷(Si(CH3)3H)、四甲基硅烷(Si(CH3)4)等中的任一种。
为提高器件的VBD性能，需要令该层内具有较高的氮含量。为此，在采用三甲基硅烷与氨气为反应气体时，可以提高两种反应气体中含氮气体--氨气的流量，如可以将二者间的流量比设置在1∶7至1∶4之间。
具体地，可以将三甲基硅烷的流量设置在100至150sccm之间，如为120sccm；将氨气的流量设置在600至800sccm之间，如为700sccm。
另外，还可以同时通入流量在1000至1500sccm之间的载气体，如氦气、氮气或氩气中的任一种。
本步沉积中射频电源的功率大小可以设置在800至1200W之间，沉积室内的压力可以设置在2至5Torr之间。
步骤S903：利用第二反应气体进行沉积，在所述预停止层上形成主停止层，且所述第二反应气体中的含氮气体量小于第一反应气体中的含氮气体量。
图11为说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成主停止层后的器件剖面图，如图11所示，在衬底1001的预停止层1002上又形成了主停止层1003。
本实施例中，将该主停止层1003是在沉积预停止层后，利用同一台PECVD设备沉积形成的含氮量较低的碳化硅层。其的厚度设置在400至500之间，如为450。
本实施例中形成主停止层1003时所用的第二反应气体仍可以为氨气及甲基硅烷类气体中的一种，如甲基硅烷(Si(CH3)H3)、二甲基硅烷(Si(CH3)2H2)、三甲基硅烷(Si(CH3)3H)、四甲基硅烷(Si(CH3)4)等中的一种。
为改善后续步骤中的光刻胶被毒化的问题，要求本步中形成的主停止层1003内的氮含量较低。在第二反应气体中采用三甲基硅烷与氨气为反应气体时，可以将两种反应气体间的流量比在1∶2至1∶1之间。
具体地，可以将三甲基硅烷的流量设置在250至450sccm之间，如为350sccm；将氨气的流量设置在300至500sccm之间，如为400sccm。
另外，还可以同时通入流量在1000至1500sccm之间的载气体，如氦气、氮气或氩气中的任一种。
本步沉积中射频电源的功率大小仍可设置在800至1200W之间，沉积室内的压力设置在2至5Torr之间。
步骤S904：在主停止层上形成第一介质层。
图12为说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成第一介质层后的器件剖面图，如图12所示，在主停止层1003上又形成了第一介质层1004。
该第一介质层1004可以是利用化学气相沉积方法形成的氧化硅或氮氧化硅中的一种，如可以是氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃或黑钻石中的一种。本实施例中选用的为黑钻石，其厚度在4000至8000
Figure 2007101716644_22
之间，如为6000。
步骤S905：在第一介质层内形成通孔。
图13为说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成通孔后的器件剖面图，如图13所示，在第一介质层1004内刻蚀形成了通孔1005。由于主停止层1003与第一介质层1004间的刻蚀速率相差较大，且主停止层1003的厚度较厚，本步刻蚀通常会停止于主停止层1003内。
该通孔的具体形成方法如下：
A、先在第一介质层1004上利用光刻技术图形化通孔图形；
B、再利用干法刻蚀技术刻蚀未被光刻胶保护的第一介质层1004(刻蚀停止于主停止层1003内)；
C、去除第一介质层表面所残留的光刻胶。
步骤S906：在第一介质层上和通孔内形成第二介质层。
图14为说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成第二介质层后的器件剖面图，如图14所示，在通孔1005内及第一介质层1004上形成第二介质层1006。
该第二介质层1006通常需利用旋涂工艺形成，以较好地填充通孔1005，同时达到较好的平坦度，本实施例中采用的是旋涂DUO材料层的方法。
步骤S907：在第二介质层上图形化沟槽图形。
图15说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中图形化沟槽后的器件剖面图，如图15所示，本步通常是利用光刻胶1007在第二介质层1006上定义出沟槽的图形。
由于本实施例中刻蚀通孔1005时停留于含氮量少的主停止层1003内，在刻蚀过程中不会产生大量的氨类物质，因此，也就缓解了传统技术中刻蚀中产生的氨类物质穿过疏松的第二介质层1006毒化光刻胶1007的问题，可以形成图形边缘较好的光刻胶图形。
步骤S908：形成与至少一个通孔相连的沟槽。
图16说明本发明第二实施例的双镶嵌结构中形成沟槽后的器件剖面图，如图16所示，由于本实施例中利用光刻胶1007定义的图形边缘较好，以其为掩膜形成的沟槽1008的结构也较为完整。
该沟槽的具体形成方法如下：
A、利用干法刻蚀技术刻蚀未被光刻胶保护的第二介质层1006及部分第一介质层1004；
B、去除沟槽1008内的第二介质层1006；
C、去除第二介质层1006表面所残留的光刻胶，形成与至少一个通孔1005相连的沟槽1008。
可以看到，本实施例双镶嵌结构中，采用旋涂工艺形成的第二介质层1006较为疏松。如果在前面的刻蚀中产生了大量氨类物质，其可以穿过该第二介质层1006到达其表面，对后面的光刻图形产生影响(即发生所谓的光刻胶被毒化现象)。
但由于本实施例中对传统的刻蚀停止层进行了改进，将其变更为由含氮量较高的预停止层，及含氮量较低的主停止层组成。因主停止层厚度较大，且与第一介质层间具有较大的刻蚀速率差，在对第一介质层进行刻蚀以形成通孔时，该步刻蚀会停止于含氮量较低的主停止层中，不会产生大量的氨类物质来影响后续的光刻工艺。
另外，由于主停止层下还形成了含氮量较高的预停止层，还可以同时确保器件具有较好的VBD特性。
本实施例中的层间介质层由第一介质层与第二介质层组成，在本发明的其它实施例中，其还可以由一种介质层或三种以上的介质层来形成该层间介质层，其具体实施步骤与思路均和本实施例相似，在本发明实施例的启示下，这一应用的延伸对于本领域普通技术人员而言是易于理解和实现的，在此不再赘述。
在本发明的其它实施例中，还可以令沉积主停止层与预停止层时的反应气体不同，其同样可以实现对预停止层与主停止层间的氮含量的调整。如可以在沉积主停止层时将反应气体中的氨气变换为氧气(通常氧气的流量会较低，如在20至100sccm之间)，令主停止层变为含氧的碳化硅，则其的氮含量减少为0。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (24)

1.一种刻蚀停止层，其特征在于：包括利用第一反应气体形成的预停止层及利用第二反应气体形成的主停止层，所述第一反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶7至1∶4之间；所述第二反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶2至1∶1之间，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。
2.如权利要求1所述的刻蚀停止层，其特征在于：所述预停止层及所述主停止层为碳化硅层。
3.如权利要求1所述的刻蚀停止层，其特征在于：所述预停止层的厚度小于所述主停止层的厚度。
4.如权利要求1或3所述的刻蚀停止层，其特征在于：所述预停止层的厚度在30至
Figure FDA0000062643010000011
之间。
5.如权利要求1或3所述的刻蚀停止层，其特征在于：所述主停止层的厚度在400至
Figure FDA0000062643010000012
之间。
6.一种刻蚀停止层的形成方法，其特征在于，包括步骤：
将衬底放置于沉积室内；
向所述沉积室内通入载气体及第一反应气体；
向所述沉积室引入能量，进行预停止层的沉积；
向所述沉积室内通入第二反应气体，进行主停止层的沉积，且所述第二反应气体中的含氮气体量小于第一反应气体中的含氮气体量，所述第一反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶7至1∶4之间；所述第二反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶2至1∶1之间；
停止通入所述第二反应气体；
将所述衬底由所述沉积室内取出。
7.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于：所述载气体的流量在1000至1500sccm之间。
8.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于：所述能量为功率在800至1200W之间的射频电源。
9.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于，向所述沉积室内通入第二反应气体，包括步骤：
停止通入所述第一反应气体，通入第二反应气体。
10.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于：所述第一反应气体与第二反应气体所用的各气体相同，各气体间的流量比不同。
11.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，向所述沉积室内通入第二反应气体，包括步骤：
调节向所述沉积室内通入的所述第一反应气体的各气体流量，按照第二反应气体的流量比通入各气体。
12.一种双镶嵌结构，包括具有导电结构的衬底，位于所述衬底上的刻蚀停止层，位于所述刻蚀停止层之上的第一介质层、位于所述第一介质层上的第二介质层，在所述第一介质层与第二介质层内形成的与所述导电结构相连的通孔，以及与至少一个所述通孔相连的沟槽；其特征在于：所述刻蚀停止层还包括利用第一反应气体形成的预停止层及利用第二反应气体形成的主停止层，所述第一反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶7至1∶4之间；所述第二反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶2至1∶1之间，且所述预停止层的氮含量高于所述主停止层的氮含量。
13.如权利要求12所述的双镶嵌结构，其特征在于：所述预停止层及所述主停止层为碳化硅层。
14.如权利要求12所述的双镶嵌结构，其特征在于：所述预停止层的厚度小于所述主停止层的厚度。
15.如权利要求12或14所述的双镶嵌结构，其特征在于：所述预停止层的厚度在30至
Figure FDA0000062643010000021
之间。
16.如权利要求12或14所述的双镶嵌结构，其特征在于：所述主停止层的厚度在400至
Figure FDA0000062643010000031
之间。
17.如权利要求12所述的双镶嵌结构，其特征在于：所述第一介质层包括黑钻石层。
18.一种双镶嵌结构的形成方法，其特征在于，包括步骤：
提供衬底，所述衬底上具有导电结构；
利用第一反应气体进行沉积，在所述衬底上形成预停止层；
利用第二反应气体进行沉积，在所述预停止层上形成主停止层，且所述第二反应气体中的含氮气体量小于第一反应气体中的含氮气体量，所述第一反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶7至1∶4之间；所述第二反应气体中三甲基硅烷与氨气的流量比在1∶2至1∶1之间；
在所述主停止层上形成第一介质层；
在所述第一介质层内形成通孔；
在所述第一介质层上和所述通孔内形成第二介质层；
在所述第二介质层上图形化沟槽图形；
形成与至少一个所述通孔相连的沟槽。
19.如权利要求18所述的形成方法，其特征在于：所述预停止层及所述主停止层为碳化硅层。
20.如权利要求18所述的形成方法，其特征在于：所述预停止层的厚度小于所述主停止层的厚度。
21.如权利要求18或20所述的形成方法，其特征在于：所述预停止层的厚度在30至
Figure FDA0000062643010000032
之间。
22.如权利要求18或20所述的形成方法，其特征在于：所述主停止层的厚度在40至
Figure FDA0000062643010000033
之间。
23.如权利要求18所述的形成方法，其特征在于：所述第一介质层为黑钻石层。
24.如权利要求18所述的形成方法，其特征在于：所述第二介质层为利用旋涂方法形成的材料层。
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