[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610664696.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN107731739B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張城龍;何其暘;王彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，包括器件區(qū)域和圍繞器件區(qū)域的外圍區(qū)域，器件區(qū)域和外圍區(qū)域的基底中均形成有底層金屬互連結(jié)構(gòu)；在基底上形成介質(zhì)層；在外圍區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成具有第一深度的第一凹槽；在器件區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成具有第二深度的第二凹槽，且第二深度值大于第一深度值；刻蝕第二凹槽底部和側(cè)壁的介質(zhì)層以及第一凹槽底部的介質(zhì)層，分別在器件區(qū)域和外圍區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成露出底層金屬互連結(jié)構(gòu)的第一開口和第二開口。本發(fā)明使第一凹槽的深度值小于第二凹槽的深度值，沿第一凹槽和第二凹槽進(jìn)行刻蝕時(shí)，可以避免先在外圍區(qū)域形成暴露出底層金屬互連結(jié)構(gòu)的第二開口的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件通常需要多層金屬層提供足夠的互連能力，其中，所述多層金屬層之間的互連以及半導(dǎo)體器件有源區(qū)與外界電路的連接通過(guò)填充有導(dǎo)電材料的通孔實(shí)現(xiàn)。

隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，半導(dǎo)體金屬層的層數(shù)越來(lái)越多，并且通孔的尺寸隨著集成電路特征尺寸的減小而逐漸減小。通孔尺寸越小，形成通孔的工藝難度越大，而通孔的形成質(zhì)量對(duì)后端(Back End Of Line，BEOL)電路的性能影響很大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響半導(dǎo)體器件的正常工作。

但是，現(xiàn)有技術(shù)形成的通孔，容易導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，優(yōu)化半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括器件區(qū)域和圍繞所述器件區(qū)域的外圍區(qū)域，所述器件區(qū)域基底和外圍區(qū)域基底中均形成有底層金屬互連結(jié)構(gòu)；在所述基底上形成介質(zhì)層；在所述外圍區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成第一凹槽，所述第一凹槽具有第一深度；在所述器件區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成第二凹槽，所述第二凹槽具有第二深度，且所述第二深度值大于所述第一深度值；刻蝕所述第二凹槽底部和側(cè)壁的介質(zhì)層以及第一凹槽底部的介質(zhì)層，在器件區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成露出所述底層金屬互連結(jié)構(gòu)的第一開口，在外圍區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成露出所述底層金屬互連結(jié)構(gòu)的第二開口；向所述第一開口內(nèi)填充導(dǎo)電材料，形成第一金屬互連結(jié)構(gòu)，向所述第二開口內(nèi)填充導(dǎo)電材料，形成第二金屬互連結(jié)構(gòu)。

可選的，所述第一深度值和第二深度值的比值為0.2至0.8。

可選的，在器件區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成露出所述底層金屬互連結(jié)構(gòu)的第一開口的步驟中，所述第一開口包括相互貫通的溝槽和通孔，所述溝槽底部和通孔頂部相連通且所述溝槽開口尺寸大于所述通孔開口尺寸。

可選的，提供基底后，在所述基底上形成介質(zhì)層之前，所述形成方法還包括：在所述基底上形成刻蝕阻擋層；在所述基底上形成介質(zhì)層的步驟中，在所述刻蝕阻擋層上形成所述介質(zhì)層。

可選的，形成所述第一開口和第二開口的步驟包括：對(duì)所述第二凹槽底部和側(cè)壁的介質(zhì)層以及第一凹槽底部的介質(zhì)層進(jìn)行主刻蝕工藝，直至露出所述刻蝕停止層；在器件區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成相互貫通的溝槽和初始通孔，在外圍區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成初始開口；其中所述溝槽底部和初始通孔頂部相連通且所述溝槽底部開口尺寸大于所述初始通孔頂部開口尺寸；對(duì)所述初始通孔底部和初始開口底部的刻蝕阻擋層進(jìn)行過(guò)刻蝕工藝，在器件區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成露出所述底層金屬互連結(jié)構(gòu)的通孔，在外圍區(qū)域介質(zhì)層內(nèi)形成露出所述底層金屬互連結(jié)構(gòu)的第二開口；其中，所述溝槽底部和所述通孔頂部相連通構(gòu)成第一開口，且所述溝槽底部開口尺寸大于所述通孔頂部開口尺寸。

可選的，所述主刻蝕工藝和所述過(guò)刻蝕工藝均為等離子干法刻蝕工藝。