[發明專利]半導體結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201610997270.3
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN108074861B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 周俊卿;袁可方;何其暘
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

1.一種半導體結構的制造方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底中形成有底層互連結構；

在所述基底和底層互連結構上形成底部阻擋層；

在所述底部阻擋層上形成刻蝕停止層；

在所述刻蝕停止層上形成介電層；

在所述介電層上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層內具有溝槽圖形開口，所述溝槽圖形開口的延伸方向為第一方向，與所述第一方向相垂直的為第二方向；

形成覆蓋所述硬掩膜層的通孔圖形層，所述通孔圖形層內具有通孔圖形開口；其中，所述通孔圖形開口位于所述溝槽圖形開口上方，且在第二方向上，所述通孔圖形開口的尺寸大于所述溝槽圖形開口的尺寸；

以所述通孔圖形層為掩膜，刻蝕部分厚度的所述介電層，在所述介電層內形成初始通孔；

去除所述通孔圖形層；

去除所述通孔圖形層后，以所述硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述介電層形成初始溝槽，且所述刻蝕過程使所述初始通孔露出所述刻蝕停止層，所述初始通孔和所述初始溝槽構成初始開口；其中，所述初始溝槽底部和初始通孔頂部相連通；

去除所述硬掩膜層；

去除所述硬掩膜層后，去除所述初始開口露出的刻蝕停止層及底部阻擋層，形成露出所述底層互連結構的開口；

其中，形成露出所述底層互連結構的開口的步驟包括：采用第一刻蝕工藝，去除所述初始開口露出的刻蝕停止層，其中，所述第一刻蝕工藝對所述刻蝕停止層的刻蝕速率大于對所述底部阻擋層的刻蝕速率，所述第一刻蝕工藝為干法刻蝕工藝；所述第一刻蝕工藝后，采用第二刻蝕工藝，去除所述初始開口露出的底部阻擋層，形成貫穿所述介電層、刻蝕停止層以及底部阻擋層且露出所述底層互連結構的開口；

形成露出所述底層互連結構的開口后，向所述開口內填充導電材料，以形成互連結構。

2.如權利要求1所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述刻蝕停止層的材料為SiCN或SiCO。

3.如權利要求1所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料為TiN、Ti或CuN。

4.如權利要求1所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述底部阻擋層的材料為AlN。

5.如權利要求1所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝為等離子干法刻蝕工藝；

所述干法刻蝕工藝的參數包括：刻蝕氣體為CF4、CHF₃、NF₃、CH₂F₂或C₄F₈，稀釋氣體為N₂、O₂、CO、He或Ar，所述刻蝕氣體的氣體流量為10sccm至200sccm，所述稀釋氣體的氣體流量為10sccm至200sccm，腔室壓強為30mTorr至200mTorr。

6.如權利要求1所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述第二刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝。

7.如權利要求6所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝所采用的刻蝕溶液為羥基多巴胺有機溶劑，刻蝕時間為20秒至100秒。

8.如權利要求4所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，在所述底部阻擋層上形成所述刻蝕停止層后，在所述刻蝕停止層上形成介電層之前，所述制造方法還包括：在所述刻蝕停止層上形成頂部阻擋層；

在所述刻蝕停止層上形成介電層的步驟中，在所述頂部阻擋層上形成所述介電層；

形成所述初始開口的步驟中，所述刻蝕過程使所述初始通孔露出所述頂部阻擋層；

去除所述硬掩膜層的步驟中，還去除所述初始開口底部的頂部阻擋層；

形成所述互連結構的步驟中，所述互連結構還貫穿所述頂部阻擋層。

9.如權利要求8所述的半導體結構的制造方法，其特征在于，所述頂部阻擋層的材料為AlN。