[發明專利]金屬互連結構的形成方法

在審

• 申請號: 202011096734.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112289738A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 宗立超;王星杰
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 黎偉

本申請公開了一種金屬互連結構的形成方法，包括：對第一IMD進行刻蝕，形成第一通孔，第一IMD下形成有高壓器件；形成第一金屬層，對第一金屬層進行平坦化處理，去除第一通孔外其它區域的第一金屬層，第一通孔內的第一金屬層形成第一接觸通孔；在第一IMD上形成第二IMD；對第二IMD進行刻蝕，形成第二通孔；形成第二金屬層，對第二金屬層進行平坦化處理，去除第二通孔外其它區域的第二金屬層，第二通孔內的第二金屬層形成第二接觸通孔；當第一IMD和第二IMD的厚度之和大于目標厚度時，第二接觸通孔用于和后續工序中形成的電極連接，該目標厚度大于6微米。本申請通過相同的工藝疊加形成高壓器件的金屬互連結構，在節省成本的基礎上實現了高壓器件的引出。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，具體涉及一種金屬互連結構的形成方法。

背景技術

半導體制造的后端(back end of line，BEOL)工序中，通常是在層間金屬介質(inter metal dielectric，IMD)中刻蝕形成接觸通孔(via)的溝槽后，填充金屬，再對金屬進行平坦化后形成接觸通孔，該接觸通孔用于和后續工序中形成的電極連接。

對于高壓(high voltage，HV)器件(應用于交流電壓在1000伏特(V)以上，或直流電壓在1500V以上用電環境中的半導體器件)，需要形成較厚(一般大于6微米(μm))的IMD以保護位于IMD下層的器件。然而，單層的IMD的厚度受到設備的沉積時間，以及后續的平坦化工藝的一致性的制約，通常將厚度維持在3微米以內，鑒于此，相關技術中提出了分層生長疊加的方式實現高壓器件的引出。

參考圖1，其示出了相關技術中形成的高壓器件的金屬互連結構的剖面示意圖。如圖1所示，該金屬互連結構包括第一IMD111、形成于第一IMD111中的第一接觸通孔1110、形成于第一IMD111上的金屬層120、形成于金屬層120上的第二IMD112以及形成于第二IMD112中的第二接觸通孔1120。其中，第二接觸通孔1120的底部與金屬層120的頂部連接，第一接觸通孔1110的頂部與金屬層120的底部連接。其中，第二接觸通孔1120用于和后續工序中形成電極連接，第一IMD111和第二IMD112的厚度之和大于高壓器件所需的IMD厚度。

然而，相關技術中提供的高壓器件的金屬互連結構在形成過程中由于需要形成金屬層，因此需要額外的光刻和沉積工藝，形成過程較為復雜，制造成本較高。

發明內容

本申請提供了一種金屬互連結構的形成方法，可以解決相關技術中提供的高壓器件的金屬互連結構的形成方法由于形成過程較為復雜所導致的制造成本較高的問題。

一方面，本申請實施例提供了一種金屬互連結構的形成方法，所述方法應用于高壓器件的后端工序中，所述方法包括：

對第一IMD進行刻蝕，形成第一通孔，所述第一IMD下形成有所述高壓器件；

形成第一金屬層，所述第一金屬層填充所述第一通孔，對所述第一金屬層進行平坦化處理，去除所述第一通孔外其它區域的第一金屬層，所述第一通孔內的第一金屬層形成第一接觸通孔；

在所述第一IMD上形成第二IMD；

對所述第二IMD進行刻蝕，形成第二通孔，其中，對所述第二IMD進行刻蝕時使用的掩模版和對所述第一IMD進行刻蝕時使用的掩模版相同；

形成第二金屬層，所述第二金屬層填充所述第二通孔，對所述第二金屬層進行平坦化處理，去除所述第二通孔外其它區域的第二金屬層，所述第二通孔內的第二金屬層形成第二接觸通孔，所述第二接觸通孔的底部與所述第一接觸通孔的頂部連接；

當所述第一IMD和所述第二IMD的厚度之和大于目標厚度時，所述第二接觸通孔用于和后續工序中形成的電極連接，所述目標厚度大于6微米。

可選的，所述第一通孔的頂部包括截面為梯形的第一開口；