CN111564408A - 一种开口的形成方法 - Google Patents

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CN111564408A CN202010355926.8A CN202010355926A CN111564408A CN 111564408 A CN111564408 A CN 111564408A CN 202010355926 A CN202010355926 A CN 202010355926A CN 111564408 A CN111564408 A CN 111564408A
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Abstract

本申请实施例公开一种开口的形成方法,所述方法包括:提供基底;在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层;在所述第一介质层上形成图案化的掩膜层;以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,形成暴露所述刻蚀停止层的第一沟槽;通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底;通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成开口。

Description

一种开口的形成方法
技术领域
本申请实施例涉及半导体制造领域,特别涉及一种开口的形成方法。
背景技术
近年来,随着半导体制造技术的发展,硅通孔(TSV,Through-Silicon-Via)互连技术受到了极大的重视。TSV互连技术涉及多个工艺步骤,包括:在基底中形成开口,在开口内进行侧壁绝缘层和内部导电材料层的填充,对基底背面的减薄以及基底/管芯堆叠等;如此,通过在层叠芯片之间制作垂直导通的开口,实现芯片之间的互连及立体的数据传输,从而缩短了传输距离,节省了芯片的表面积并降低了功耗。
然而随着半导体器件尺寸的不断降低,对TSV尺寸的要求也越来越高,如何保证TSV结构的准确性成为了TSV工艺的关键问题。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种开口的形成方法。
为达到上述目的,本申请实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种开口的形成方法,所述方法包括:
提供基底;
在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层;
在所述第一介质层上形成图案化的掩膜层;
以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,形成暴露所述刻蚀停止层的第一沟槽;
通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底;
通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成开口。
在一种可选的实施方式中,所述刻蚀所述第一介质层,包括:
对所述第一介质层进行刻蚀,形成底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸的所述第一沟槽。
在一种可选的实施方式中,所述通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层前,所述方法还包括:
去除所述图案化的掩膜层。
在一种可选的实施方式中,所述第二沟槽和所述第一沟槽的直径比例范围为1至1.3。
在一种可选的实施方式中,所述刻蚀停止层的厚度范围为10nm至50nm。
在一种可选的实施方式中,所述第一介质层的厚度范围为1500nm至2500nm。
在一种可选的实施方式中,所述刻蚀所述氧化层、所述刻蚀所述刻蚀停止层、以及所述刻蚀所述基底的步骤中,至少一个步骤采用干法刻蚀工艺执行。
在一种可选的实施方式中,所述刻蚀停止层的材料包括氮化硅或氮氧化硅。
在一种可选的实施方式中,所述第一介质层的材料包括氧化硅。
在一种可选的实施方式中,所述基底具有彼此相对的正面和背面,所述基底的所述正面上具有第二介质层;
所述刻蚀停止层以及所述第一介质层形成在所述基底的所述背面上;
所述形成开口,包括:形成贯穿所述基底、暴露所述第二介质层的开口。
在一种可选的实施方式中,所述基底为硅基底,形成的所述开口为硅通孔。
本申请实施例提供了一种开口的形成方法,所述方法包括:提供基底;在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层;在所述第一介质层上形成图案化的掩膜层;以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,形成暴露所述刻蚀停止层的第一沟槽;通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底;通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成开口。本申请实施例中在第一介质层和基底之间增加一层刻蚀停止层,从而避免由于刻蚀气体和基底反应产生的副产物过多而导致的第一介质层底部呈现弧形(即底部有残留)的情况,且在刻蚀停止层内形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,从而在刻蚀所述基底时,有效地保证了刻蚀图案转移的精准性,确保了开口的尺寸和形貌符合预设要求。
附图说明
图1a为完成介质层刻蚀后的结构示意图;
图1b为进行基底刻蚀的结构示意图;
图1c为完成基底刻蚀后的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种开口的形成方法的实现流程示意图;
图3a-图3e为本申请一具体示例提供的一种开口的形成方法中的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白,当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本申请教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容,下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本申请实施例。
TSV是一种完全穿过基底或管芯的竖直通孔结构,在制备形成TSV时,可以先在包含基底的结构表面上形成光刻胶层,例如在基底上的介质层上形成一层带有图案的光刻胶层;然后,以光刻胶层为掩模,刻蚀介质层,以在介质层内初步形成一开口;刻蚀基底,以完全形成硅通孔。
但是,对介质层进行刻蚀并刻蚀到介质层底部时,由于刻蚀气体和基底反应产生的副产物过多(且在刻蚀过程中副产物不易及时清除)和介质层的边缘刻蚀速率小于中心刻蚀速率,而造成介质层底部有残留(残留包括副产物和介质层材料),即产生收缩现象(Footing)。从而导致在后续的基底刻蚀时,等离子体在介质层底部Footing部位反弹,改变运动方向,从而在介质层和基底的界面处呈现颈状形貌,造成TSV的尺寸和形貌发生变化,会影响后续填充工艺,且有尖端放电风险,进而影响产品稳定性。图1a示出了完成介质层刻蚀后的结构示意图,如图1a所示,在对介质层130进行刻蚀后,介质层130的底部产生Footing现象(即介质层130的底部不平坦)。图1b示出了进行基底刻蚀的结构示意图;图1c示出了完成基底刻蚀后的结构示意图,结合图1b和图1c所示,在对基底110进行刻蚀时,由于介质层130底部的残留,导致介质层130和基底110的界面处呈现颈状形貌(图1c中椭圆虚线框内部分)。
为此,提出了本申请实施例的以下技术方案。
本申请实施例提供了一种开口的形成方法,图2为本申请实施例提供的一种开口的形成方法的实现流程示意图,该方法主要包括以下步骤:
步骤101、提供基底。
步骤102、在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层。
在本申请实施例中,提供基底,其中,基底可以为半导体基底,所述半导体基底可以为单质半导体材料基底(例如为硅(Si)基底、锗(Ge)基底等)、复合半导体材料基底(例如为锗硅(SiGe)基底等),或绝缘体上硅(SOI)基底、绝缘体上锗(GeOI)基底等。
在本申请实施例中,所述基底具有彼此相对的正面和背面,所述基底的所述正面上具有第二介质层,所述刻蚀停止层以及所述第一介质层形成在所述基底的所述背面上。需要说明的是,通常都是在基底的正面已形成各半导体层(如第二介质层)与各功能元件(图中未示出,如晶体管等)后,才开始在基底的背面形成开口的工艺。
在本申请实施例中,在所述基底的背面(即所述基底未形成各半导体层与各功能元件的面)依次形成刻蚀停止层以及第一介质层。可以通过沉积工艺在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层。所述第一介质层可以为氧化硅。所述刻蚀停止层的材料包括氮化硅或氮氧化硅。在实际应用时,可以通过沉积工艺形成刻蚀停止层以及第一介质层,例如,化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)、物理气相沉积(Physical VaporDeposition,PVD)、等离子体增强化学气相沉积(Plasma-Enhanced CVD,PECVD)、溅镀(sputtering)、有机金属化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)或原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)。
步骤103、在所述第一介质层上形成图案化的掩膜层。
在本申请实施例中,所述掩膜层可以为光刻胶层,则在所述第一介质层上形成光刻胶层,通过光罩对所述光刻胶层进行曝光处理,对经曝光处理后的光刻胶层进行显影,以将未被光照的光刻胶层去除,从而在所述第一介质层上形成图案化的光刻胶层。在一些实施例中,所述掩膜层还可以为光刻胶层以及在所述光刻胶层下的硬掩膜层。
步骤104、以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,形成暴露所述刻蚀停止层的第一沟槽。
在本申请实施例中,所述图案化的掩膜层具有光刻开口,所述光刻开口暴露所述第一介质层;以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,以在所述第一介质层上形成与所述光刻开口对应的第一沟槽,所述第一沟槽暴露所述刻蚀停止层。这里,刻蚀所述第一介质层例如采用干法刻蚀工艺执行。在实际应用时,所述刻蚀工艺具体可以是溅射刻蚀、化学刻蚀或高密度等离子体刻蚀等中的一种。其中,所述第一介质层的厚度范围为1500nm至2500nm,所述第一沟槽的深度范围为1500nm至2500nm。
在本申请实施例中,刻蚀所述第一介质层的过程为:以所述图案化的掩膜层为掩膜,对所述第一介质层进行刻蚀,形成底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸的所述第一沟槽。在实际应用时,由于所述第一介质层下有一层刻蚀停止层,因此可以利用介质层材料与刻蚀停止层材料的高选择比,使得对第一介质层的刻蚀停在刻蚀停止层上,此时可以延长刻蚀时间,以使第一介质层内形成的第一沟槽的底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸。需要说明的是,由于所述第一介质层的厚度很厚,从而在延长刻蚀时间时,即使刻蚀气体对刻蚀停止层材料的高选择比使得刻蚀气体轰击在刻蚀停止层材料上会发生反弹,该刻蚀气体也只能作用在第一介质层(第一沟槽)的底部,而无法作用在整个第一介质层(第一沟槽)的内壁上,从而到达拓宽第一沟槽底部的开口尺寸的效果,使得第一沟槽的底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸。本申请在所述第一介质层和基底之间增加了一层刻蚀停止层,从而避免了因刻蚀气体和基底反应产生的副产物过多而导致的Footing现象,且本申请在进行第一介质层刻蚀时,使得第一沟槽底部的开口尺寸被拓宽,从而避免了因第一介质层的边缘刻蚀速率小于中心刻蚀速率而造成的Footing现象。
步骤105、通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底。
在本申请实施例中,通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至所述刻蚀停止层凹陷于所述第一介质层的垂直投影内,在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底。需要说明的是,由于刻蚀停止层下方为基底,因此可以利用刻蚀停止层材料与基底材料的高选择比,使得对刻蚀停止层的刻蚀停在基底上,此时可以延长刻蚀时间,以使刻蚀停止层内形成的第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸。本申请实施例中在刻蚀所述刻蚀停止层时,延迟了其刻蚀时间,使得刻蚀停止层内形成的第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸,从而避免了在刻蚀停止层的底部产生Footing现象。其中,所述刻蚀停止层的厚度范围为10nm至50nm,所述第二沟槽的深度范围为10nm至50nm。需要说明的是,由于所述刻蚀停止层的厚度较薄,从而在延长刻蚀时间时,由于刻蚀气体对基底材料的高选择比,刻蚀气体轰击在基底上时会发生反弹,使得刻蚀气体不仅仅只作用在刻蚀停止层(第二沟槽)的底部,刻蚀气体作用在整个刻蚀停止层(第二沟槽)的内壁上,从而到达拓宽第二沟槽的开口尺寸的效果,使得第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽的开口尺寸。
这里,刻蚀所述刻蚀停止层例如采用干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺执行。实际应用时,湿法刻蚀工艺所选择的刻蚀容易可以为磷酸溶液,所述磷酸溶液具有高刻蚀选择比,其对氮化硅(刻蚀停止层材料)的蚀刻速率很高,而对氧化硅(第一介质层材料)的蚀刻速率几近为零。
需要说明的是,所述第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸,所述第二沟槽和所述第一沟槽的直径比例范围为1至1.3。在实际应用时,针对采用干法刻蚀工艺对所述刻蚀停止层进行刻蚀的情况,可以通过控制干法刻蚀的时间来控制所述第二沟槽的开口尺寸;针对采用湿法刻蚀工艺对所述刻蚀停止层进行刻蚀的情况,可以通过控制湿法刻蚀的时间和刻蚀溶液的浓度来控制所述第二沟槽的开口尺寸。
在本申请实施例中,在通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层之前,还可以去除所述图案化的掩膜层,从而可以减少在刻蚀过程中掩膜层被刻蚀气体轰击而产生的污染物。
步骤106、通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成开口。
在本申请实施例中,通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成贯穿所述基底、暴露所述第二介质层的开口。本申请实施例中在刻蚀所述刻蚀停止层时,延迟了其刻蚀时间,使得刻蚀停止层内形成的第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽的开口尺寸,从而在刻蚀所述基底时,不会因Footing现象而在刻蚀停止层和基底界面处产生颈状残留。在实际应用时,由于所述第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽的开口尺寸,因此在通过所述第一沟槽和所述第二沟槽对所述基底进行刻蚀时,起到掩膜作用的实际是第一沟槽,从而形成的所述开口的开口尺寸与所述第一沟槽的开口尺寸相同。也就是说,虽然本申请实施例中通过将刻蚀停止层内的第二沟槽的开口尺寸增大以避免出现Footing现象,但该第二沟槽的开口尺寸并不会影响开口的开口尺寸。且正是由于将刻蚀停止层内的第二沟槽的开口尺寸增大,在刻蚀时可以避免刻蚀离子轰击在第一介质层底部残留上而产生侧向反弹,从而保证了很直的开口形貌。
在本申请实施例中,所述基底可以为硅基底,形成的所述开口可以为硅通孔。从而本申请实施例在第一介质层和硅基底之间增加一层刻蚀停止层,从而避免在刻蚀第一介质层时,由于刻蚀气体和硅基底反应产生的副产物过多而导致的第一介质层底部呈现弧形(即底部有残留)的情况。且在刻蚀第一介质层时,利用介质层材料与刻蚀停止层材料的高选择比可以使刻蚀很好的停在刻蚀停止层上,且刻蚀气体几乎不会与刻蚀停止层材料发生反应,因而可以在保证第一介质层底部不产生Footing现象的同时不产生多余的副产物。且本申请实施例中在刻蚀所述刻蚀停止层时,延迟了其刻蚀时间,使得刻蚀停止层内形成的第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸,从而在刻蚀所述硅基底时,不会因Footing现象而在刻蚀停止层和硅基底界面处产生颈状残留,最终保证了产品稳定性。
以下结合图3a-图3e对本申请实施例提供一种开口的形成方法进行详细阐述。图3a-图3e为本申请一具体示例提供的一种开口的形成方法中的结构示意图。如图3a所示,提供基底310,所述基底310具有彼此相对的正面311和背面312,所述基底310的所述正面311上具有第二介质层320,在所述基底310的背面312依次形成刻蚀停止层330以及第一介质层340。所述第一介质层340可以为氧化硅。所述刻蚀停止层330的材料包括氮化硅或氮氧化硅。在实际应用时,可以通过沉积工艺形成刻蚀停止层330以及第一介质层340。
如图3b所示,在所述第一介质层340上形成图案化的掩膜层350,所述图案化的掩膜层350具有光刻开口351,所述光刻开口351暴露所述第一介质层340。
如图3c所示,以所述图案化的掩膜层350为掩膜,刻蚀所述第一介质层340,以在所述第一介质层340上形成与所述光刻开口351对应的第一沟槽341,所述第一沟槽341暴露所述刻蚀停止层330。在实际应用时,由于所述第一介质层340下有一层刻蚀停止层330,因此可以利用介质层材料与刻蚀停止层材料的高选择比,使得对第一介质层340的刻蚀停在刻蚀停止层330上,此时可以延长刻蚀时间,以使第一介质层340内形成的第一沟槽341的底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸。需要说明的是,由于所述第一介质层340的厚度很厚,从而在延长刻蚀时间时,即使刻蚀气体对刻蚀停止层材料的高选择比使得刻蚀气体轰击在刻蚀停止层材料上会发生反弹,该刻蚀气体也只能作用在第一介质层340(第一沟槽341)的底部,而无法作用在整个第一介质层340(第一沟槽341)的内壁上,从而到达拓宽第一沟槽340底部的开口尺寸的效果,使得第一沟槽340的底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸。本申请在所述第一介质层340和基底310之间增加了一层刻蚀停止层330,从而避免了因刻蚀气体和基底310反应产生的副产物过多而导致的Footing现象,且本申请在进行第一介质层340刻蚀时,使得第一沟槽341底部的开口尺寸被拓宽,从而避免了因第一介质层340的边缘刻蚀速率小于中心刻蚀速率而造成的Footing现象。
如图3d所示,去除所述图案化的掩膜层350,通过所述第一沟槽341刻蚀所述刻蚀停止层330,直至在所述刻蚀停止层330中形成开口尺寸大于所述第一沟槽341开口尺寸的第二沟槽331,所述第二沟槽331暴露所述基底310。需要说明的是,由于刻蚀停止层330下方为基底310,因此可以利用刻蚀停止层材料与基底材料的高选择比,使得对刻蚀停止层330的刻蚀停在基底310上,此时可以延长刻蚀时间,以使刻蚀停止层330内形成的第二沟槽331的开口尺寸大于所述第一沟槽341开口尺寸。本申请实施例中在刻蚀所述刻蚀停止层330时,延迟了其刻蚀时间,使得刻蚀停止层330内形成的第二沟槽331的开口尺寸大于所述第一沟槽341开口尺寸,从而避免了在刻蚀停止层330的底部产生Footing现象。需要说明的是,由于所述刻蚀停止层330的厚度较薄,从而在延长刻蚀时间时,由于刻蚀气体对基底材料的高选择比,刻蚀气体轰击在基底310上时会发生反弹,使得刻蚀气体不仅仅只作用在刻蚀停止层330(第二沟槽331)的底部,刻蚀气体作用在整个刻蚀停止层330(第二沟槽331)的内壁上,从而到达拓宽第二沟槽331的开口尺寸的效果,使得第二沟槽331的开口尺寸大于所述第一沟槽341的开口尺寸。
如图3e所示,通过所述第一沟槽341和所述第二沟槽331刻蚀所述基底310,形成贯穿所述基底310、暴露所述第二介质层320的开口311。本申请实施例中在刻蚀所述刻蚀停止层330时,延迟了其刻蚀时间,使得刻蚀停止层330内形成的第二沟槽331的开口尺寸大于所述第一沟槽341的开口尺寸,从而在刻蚀所述基底310时,不会因Footing现象而在刻蚀停止层330和基底310界面处产生颈状残留。在实际应用时,由于所述第二沟槽331的开口尺寸大于所述第一沟槽341的开口尺寸,因此在通过所述第一沟槽341和所述第二沟槽331对所述基底310进行刻蚀时,起到掩膜作用的实际是第一沟槽341,从而形成的所述开口310的开口尺寸与所述第一沟槽341的开口尺寸相同。也就是说,虽然本申请实施例中通过将刻蚀停止层330内的第二沟槽331的开口尺寸增大以避免出现Footing现象,但该第二沟槽331的开口尺寸并不会影响开口311的开口尺寸。在实际应用时,所述基底310可以为硅基底,所述开口311可以为硅通孔。
本申请实施例在第一介质层和基底之间增加一层刻蚀停止层,从而避免在刻蚀第一介质层时,由于刻蚀气体和基底反应产生的副产物过多而导致的第一介质层底部呈现弧形(即底部有残留)的情况。且在刻蚀第一介质层时,利用介质层材料与刻蚀停止层材料的高选择比可以使刻蚀很好的停在刻蚀停止层上,且刻蚀气体几乎不会与刻蚀停止层材料发生反应,因而可以在保证第一介质层底部不产生Footing现象的同时不产生多余的副产物。且本申请实施例中在刻蚀所述刻蚀停止层时,延迟了其刻蚀时间,使得刻蚀停止层内形成的第二沟槽的开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸,从而在刻蚀所述基底时,不会因Footing现象而在刻蚀停止层和基底界面处产生颈状残留,最终保证了产品稳定性。
本申请实施例提供了一种开口的形成方法,所述方法包括:提供基底;在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层;在所述第一介质层上形成图案化的掩膜层;以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,形成暴露所述刻蚀停止层的第一沟槽;通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底;通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成开口。本申请实施例中在第一介质层和基底之间增加一层刻蚀停止层,从而避免由于刻蚀气体和基底反应产生的副产物过多而导致的第一介质层底部呈现弧形(即底部有残留)的情况,且在刻蚀停止层内形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,从而在刻蚀所述基底时,不会因Footing现象而在刻蚀停止层和基底界面处产生颈状残留。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种开口的形成方法,其特征在于,所述方法包括:
提供基底;
在所述基底上依次形成刻蚀停止层以及第一介质层;
在所述第一介质层上形成图案化的掩膜层;
以所述图案化的掩膜层为掩膜,刻蚀所述第一介质层,形成暴露所述刻蚀停止层的第一沟槽;
通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层,直至在所述刻蚀停止层中形成开口尺寸大于所述第一沟槽开口尺寸的第二沟槽,所述第二沟槽暴露所述基底;
通过所述第一沟槽和所述第二沟槽刻蚀所述基底,形成开口。
2.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,所述刻蚀所述第一介质层,包括:
对所述第一介质层进行刻蚀,形成底部开口尺寸大于等于顶部开口尺寸的所述第一沟槽。
3.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,所述通过所述第一沟槽刻蚀所述刻蚀停止层之前,所述方法还包括:
去除所述图案化的掩膜层。
4.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述第二沟槽和所述第一沟槽的直径比例范围为1至1.3。
5.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述刻蚀停止层的厚度范围为10nm至50nm。
6.根据权利要求1或5所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述第一介质层的厚度范围为1500nm至2500nm。
7.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述刻蚀所述第一介质层、所述刻蚀所述刻蚀停止层、以及所述刻蚀所述基底的步骤中,至少一个步骤采用干法刻蚀工艺执行。
8.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述刻蚀停止层的材料包括氮化硅或氮氧化硅。
9.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述第一介质层的材料包括氧化硅。
10.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,所述基底具有彼此相对的正面和背面,所述基底的所述正面上具有第二介质层;
所述刻蚀停止层以及所述第一介质层形成在所述基底的所述背面上;
所述形成开口,包括:形成贯穿所述基底、暴露所述第二介质层的开口。
11.根据权利要求1所述的开口的形成方法,其特征在于,
所述基底为硅基底,形成的所述开口为硅通孔。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374591A (en) * 1991-03-22 1994-12-20 Sony Corporation Method of making a metal plug
CN109155313A (zh) * 2018-08-16 2019-01-04 长江存储科技有限责任公司 用于形成三维存储器器件中的结构增强型半导体插塞的方法
CN110890374A (zh) * 2018-09-11 2020-03-17 美光科技公司 竖向延伸存储器单元串的阵列及用于形成竖向延伸存储器单元串的阵列的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374591A (en) * 1991-03-22 1994-12-20 Sony Corporation Method of making a metal plug
CN109155313A (zh) * 2018-08-16 2019-01-04 长江存储科技有限责任公司 用于形成三维存储器器件中的结构增强型半导体插塞的方法
CN110890374A (zh) * 2018-09-11 2020-03-17 美光科技公司 竖向延伸存储器单元串的阵列及用于形成竖向延伸存储器单元串的阵列的方法

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