[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201410549387.6
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN105575946A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 張城龍;張海洋
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

形成覆蓋于所述基底表面的初始金屬層；

刻蝕所述初始金屬層形成分立的第一金屬層，相鄰第一金屬層之間具有 暴露出基底表面的開口；

形成覆蓋于所述第一金屬層側壁表面的側墻，且所述側墻的材料為絕緣 材料；

在形成所述側墻后，形成填充滿所述開口的第二金屬層。

2.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述開口的剖面 形貌為上寬下窄；所述第一金屬層的剖面形貌為上窄下寬。

3.如權利要求2所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二金屬層 的剖面形貌為上寬下窄。

4.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，刻蝕所述初始金 屬層的工藝步驟包括：在所述初始金屬層表面形成圖形化的掩膜層；以所 述圖形化的掩膜層為掩膜，采用干法刻蝕工藝，刻蝕所述初始金屬層直至 暴露出基底表面，形成分立的第一金屬層，相鄰第一金屬層之間具有暴露 出基底表面的開口。

5.如權利要求4所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕工 藝的刻蝕氣體包括H₂。

6.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述初始金屬層 的材料為Cu、Al或W。

7.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述側墻的材料 為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、低k介質材料或超低k介質材料。

8.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述側墻的 工藝步驟包括：形成覆蓋于第一金屬層表面、開口底部和側壁表面的側墻 膜；回刻蝕所述側墻膜，刻蝕去除位于第一金屬層頂部表面、以及基底表 面的側墻膜，形成覆蓋于所述第一金屬層側壁表面的側墻。

9.如權利要求8所述半導體結構的形成方法，其特征在于，采用原子層沉積 工藝形成所述側墻膜。

10.如權利要求8所述半導體結構的形成方法，其特征在于，采用氟基等離子 回刻蝕所述側墻膜；將CF₄、CHF₃、CH₂F₂、CH₃F或SF₆等離子體化以形 成氟基等離子體。

11.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二金屬層 頂部表面、側墻頂部表面與第一金屬層頂部表面齊平。

12.如權利要求11所述半導體結構的形成方法，其特征在于，形成第二金屬層 的工藝步驟包括：形成填充滿所述開口的第二金屬層，所述第二金屬層還 覆蓋于第一金屬層頂部表面，且所述第二金屬層頂部表面高于第一金屬層 頂部表面；平坦化所述第二金屬層、側墻以及第一金屬層，直至第二金屬 層頂部表面、側墻頂部表面與第一金屬層頂部表面齊平。

13.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二金屬層 為單層結構或疊層結構，所述第二金屬層為單層結構時，所述第二金屬層 包括填充滿開口的金屬體層；所述第二金屬層為疊層結構時，所述第二金 屬層包括：位于開口底部表面和側壁表面的阻擋層；位于阻擋層表面且填 充滿開口的金屬體層。

14.如權利要求13所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材 料為氮化鈦或氮化鉭；所述金屬體層的材料為Cu、Al或W。

15.如權利要求1所述半導體結構的形成方法，其特征在于，所述基底內具有 依次間隔排列的第一底層金屬層和第二底層金屬層；所述第一金屬層與第 一底層金屬層電連接；所述第二金屬層與第二底層金屬層電連接。