[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610997270.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108074861B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周俊卿;袁可方;何其暘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)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(lèi)號(hào): H01L21/768
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/768;H01L23/522
• 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)及其制造方法，方法包括：提供具有底層互連結(jié)構(gòu)的基底；在基底和底層互連結(jié)構(gòu)上形成刻蝕停止層；在刻蝕停止層上形成介電層；在介電層上形成硬掩膜層；形成覆蓋硬掩膜層的通孔圖形層；以通孔圖形層為掩膜刻蝕部分厚度介電層形成初始通孔；去除通孔圖形層；以硬掩膜層為掩膜刻蝕介電層形成初始溝槽，且刻蝕過(guò)程使初始通孔露出刻蝕停止層，初始通孔和初始溝槽構(gòu)成初始開(kāi)口；去除硬掩膜層后去除初始開(kāi)口露出的刻蝕停止層，形成露出底層互連結(jié)構(gòu)的開(kāi)口；向開(kāi)口內(nèi)填充導(dǎo)電材料。本發(fā)明去除硬掩膜層后去除刻蝕停止層，去除刻蝕停止層的過(guò)程使開(kāi)口頂部尺寸增大，從而提高導(dǎo)電材料的填充能力，且避免對(duì)所述底層互連結(jié)構(gòu)造成損耗。

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)及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)集成電路的集成度和性能的要求變得越來(lái)越高。為了提高集成度，降低成本，元器件的關(guān)鍵尺寸不斷變小，集成電路內(nèi)部的電路密度越來(lái)越大，這種發(fā)展使得晶圓表面無(wú)法提供足夠的面積來(lái)制作所需要的互連線(xiàn)。

為了滿(mǎn)足關(guān)鍵尺寸縮小過(guò)后的互連線(xiàn)所需，目前不同金屬層或者金屬層與襯底的導(dǎo)通是通過(guò)互連結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)，互連結(jié)構(gòu)的尺寸也變得越來(lái)越小；相應(yīng)的，形成互連結(jié)構(gòu)的工藝難度也越來(lái)越大，而互連結(jié)構(gòu)的形成質(zhì)量對(duì)后段(Back End OfLine，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)形成的互連結(jié)構(gòu)質(zhì)量有待提高。

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)及其制造方法，提高互連結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，從而提高所形成半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能和可靠性性能。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：提供基底，所述基底中形成有底層互連結(jié)構(gòu)；在所述基底和底層互連結(jié)構(gòu)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(nèi)具有溝槽圖形開(kāi)口，所述溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向?yàn)榈谝环较?，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(nèi)具有通孔圖形開(kāi)口；其中，所述通孔圖形開(kāi)口位于所述溝槽圖形開(kāi)口上方，且在第二方向上，所述通孔圖形開(kāi)口的尺寸大于所述溝槽圖形開(kāi)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(nèi)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(guò)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(gòu)成初始開(kāi)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(kāi)口露出的刻蝕停止層，形成露出所述底層互連結(jié)構(gòu)的開(kāi)口；向所述開(kāi)口內(nèi)填充導(dǎo)電材料，以形成互連結(jié)構(gòu)。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：基底，所述基底中具有底層互連結(jié)構(gòu)；底部阻擋層，位于所述基底和底層互連結(jié)構(gòu)上；刻蝕停止層，位于所述底部阻擋層上；介電層，位于所述刻蝕停止層上；導(dǎo)電材料，貫穿所述介電層、刻蝕停止層和底部阻擋層，且與所述底層互連結(jié)構(gòu)電連接；其中，所述導(dǎo)電材料、介電層、刻蝕停止層和底部阻擋層用于構(gòu)成互連結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明在基底上形成刻蝕停止層；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；后續(xù)以所述硬掩膜層為掩膜刻蝕所述介電層以形成初始開(kāi)口后，去除所述硬掩膜層；去除所述硬掩膜層后，去除所述初始開(kāi)口露出的刻蝕停止層。一方面，采用在去除所述硬掩膜層后去除初始開(kāi)口露出的刻蝕停止層的方案，由于所述初始開(kāi)口暴露在刻蝕環(huán)境中，因此去除所述刻蝕停止層的過(guò)程中還刻蝕所述初始開(kāi)口頂部的介電層，從而使所述初始開(kāi)口的頂部尺寸增大，進(jìn)而有利于提高后續(xù)導(dǎo)電材料的填充能力；另一方面，在露出所述底層互連結(jié)構(gòu)之前，去除所述硬掩膜層，所述方案可以避免去除所述硬掩膜層的工藝對(duì)所述底層互連結(jié)構(gòu)造成損耗；綜合以上兩個(gè)方面，本發(fā)明所述制造方法有利于提高互連結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進(jìn)而提高所形成半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能和可靠性性能。