[發明專利]半導體器件及超級通孔的形成方法

在審

• 申請號: 202010146183.3
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113363201A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張海洋;劉盼盼;楊晨曦
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 王立娜;湯陳龍

1.一種超級通孔的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體器件，所述半導體器件包括依次位于半導體基底表面的第一介質層、第二介質層和第三介質層，所述第一介質層內具有第一金屬互連結構，所述第二介質層內具有第二金屬互連結構；

形成貫穿所述第三介質層的第一通孔和第二通孔，且所述第二通孔暴露所述第二金屬互連結構；

選擇性生長互連結構阻擋層，所述互連結構阻擋層僅生長在暴露出的所述第二金屬互連結構表面；

形成貫穿所述第二介質層的第三通孔，所述第三通孔與所述第一通孔貫通，且所述第三通孔暴露出所述第一金屬互連結構。

2.如權利要求1所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，還包括：

去除所述互連結構阻擋層；

在所述第一通孔、第二通孔和第三通孔內形成與分別與所述第一金屬互連結構連接的第一金屬插塞和與所述第二金屬互連結構連接的第二金屬插塞。

3.如權利要求1所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述互連結構阻擋層與所述第二介質層的選擇刻蝕比大于或等于5。

4.如權利要求1所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述互連結構阻擋層的材料為AlN、TiN、RuO₂、TiO₂、HfN、ZfO₂、Al₂O₃或金屬合金材料。

5.如權利要求1所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述互連結構阻擋層的厚度為

6.如權利要求2所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述第一金屬互連結構、所述第二金屬互連結構、所述第一金屬插塞和所述第二金屬插塞的材料相同。

7.如權利要求2所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，采用濕法刻蝕工藝去除所述互連結構阻擋層。

8.如權利要求7所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝中，刻蝕液為DHF溶液或EKC溶液。

9.如權利要求2所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述第一介質層與所述第二介質層之間還形成有第一刻蝕阻擋層，所述第二介質層與所述第三介質層之間還形成第二刻蝕阻擋層，所述第三介質層表面還形成有硬掩膜層。

10.如權利要求9所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述形成貫穿所述第三介質層的第一通孔和第二通孔，包括：

在所述硬掩膜層上形成圖形化的第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露用于形成第一通孔和第二通孔的區域，覆蓋所述硬掩膜層的其他區域；

以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕去除所述第一掩膜層暴露的硬掩膜層、第三介質層和第二刻蝕阻擋層，在對應所述第一通孔的區域形成所述第一通孔，在對應所述第二通孔的區域形成所述第二通孔。

11.如權利要求10所述的超級通孔的形成方法，其特征在于，所述形成貫穿所述第二介質層的第三通孔，包括：

以所述硬掩膜層為掩膜，刻蝕去除所述第一通孔內的部分第二介質層；

在所述硬掩膜層上形成圖形化的第二掩膜層，所述第二掩膜層暴露第一通孔、第二通孔，以及第一通孔的外圍區域和第二通孔的外圍區域，覆蓋所述硬掩膜層的其他區域；

以所述第二掩膜層為掩膜，刻蝕去除所述第一通孔內剩余的第二介質層和第一刻蝕阻擋層，以及位于所述第一通孔的外圍區域和第二通孔的外圍區域的硬掩膜層和部分第三介質層，以位于所述第二介質層與所述第一通孔貫通的通孔為第三通孔，以所述第三介質層內位于所述第一通孔的外圍區域的部分為第一互連溝槽，以所述第三介質層內位于所述第二通孔的外圍區域的部分為第二互連溝槽。