[發明專利]大馬士革結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201910722117.3
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN112349650A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 平延磊;孟昭生;劉一劍
• 申請（專利權）人: 芯恩（青島）集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種大馬士革結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括金屬導電層；

于所述半導體襯底上依次形成介電層及硬掩膜；

于所述硬掩膜上形成第一光刻膠，并圖形化所述第一光刻膠；

以所述第一光刻膠作為掩膜，刻蝕所述硬掩膜，在所述硬掩膜中形成貫穿所述硬掩膜的第一開口；

去除所述第一光刻膠，形成第二光刻膠，并圖形化所述第二光刻膠；

以所述第二光刻膠作為掩膜，刻蝕所述介電層，在所述介電層中形成第二開口，所述第二開口與所述第一開口相連通，且所述第二開口的寬度小于所述第一開口的寬度；

去除所述第二光刻膠，以所述硬掩膜作為掩膜，刻蝕所述介電層，通過所述第一開口形成溝槽，且通過所述第二開口形成顯露所述金屬導電層的通孔；

去除所述硬掩膜，形成石墨烯層，所述石墨烯層覆蓋所述通孔及溝槽的底部及側壁；

形成金屬層，所述金屬層覆蓋所述石墨烯層，且所述金屬層填滿所述通孔及溝槽。

2.根據權利要求1所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：還包括在所述半導體襯底的上表面形成阻擋層的步驟；還包括在所述硬掩膜的上表面及下表面中的一種或組合形成介質層的步驟。

3.根據權利要求1所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：制備所述石墨烯層的方法包括在紫外線、等離子體、微波中的一種的作用下，在溫度范圍包括250℃～900℃，反應氣體包括CO、C₂H₄、CH₄、C₃H₆、C₆H₆中的一種的條件下制備。

4.根據權利要求1所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：所述金屬層包括Cu金屬層、Co金屬層、Ru金屬層中的一種；形成所述金屬層的方法包括PVD、CVD、ALD、蒸鍍、濺鍍、電鍍中的一種。

5.根據權利要求4所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：當采用電鍍法形成所述金屬層時，在形成所述金屬層之前還包括形成金屬種子層的步驟；所述金屬種子層包括Cu金屬種子層、Co金屬種子層、Ru金屬種子層中的一種；形成所述金屬種子層的方法包括PVD、CVD、ALD中的一種；所述金屬種子層的厚度包括

6.根據權利要求1所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：形成所述石墨烯層之前還包括依次形成金屬阻擋層及金屬催化層的步驟。

7.根據權利要求6所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：所述金屬催化層包括Cu金屬催化層、Ta金屬催化層、Ti金屬催化層、Fe金屬催化層、Co金屬催化層、Mo金屬催化層、Ni金屬催化層、W金屬催化層、Cr金屬催化層、TiSi₂金屬催化層、ZrSi₂金屬催化層、CoSi₂金屬催化層、NiSi金屬催化層、NiSi₂金屬催化層、MgO金屬催化層、Al₂O₃金屬催化層中的一種或組合；形成所述金屬催化層的方法包括PVD、CVD、ALD、蒸鍍、濺鍍、電鍍中的一種或組合。

8.根據權利要求6所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：形成所述金屬阻擋層之后及形成所述金屬催化層之前還包括清洗的步驟，清洗液包括RCA、SC1、SC2、HF中的一種。

9.根據權利要求6所述的大馬士革結構的制備方法，其特征在于：形成所述金屬催化層之后還包括退火的步驟，其中，退火方法包括浸漬退火、脈沖退火及爐管退火中的一種；退火溫度包括200℃～800℃；退火氣體包括N₂、Ar、NH₃、O₂、He中的一種或組合。