[發明專利]銅制程金屬溝槽的制作方法

有效

• 申請號: 202011174770.X
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112382607B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 許濤;葉榮鴻;劉立堯;胡展源
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 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: 郭四華

1.一種銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供需要制作金屬溝槽的底層結構，在所述底層結構上依次形成第一無氮抗反射涂層、金屬硬質掩膜層和第二無氮抗反射涂層；

步驟二、進行第一次光刻工藝并形成第一光刻膠圖形，所述第一光刻膠圖形的第一開口定義出第一部分金屬溝槽開口的形成區域；

步驟三、進行第一次刻蝕工藝將所述第一開口底部的所述第二無氮抗反射涂層和所述金屬硬質掩膜層都去除并形成底部停止在所述第一無氮抗反射涂層的表面的第一部分金屬溝槽開口；

步驟四、進行第一次灰化工藝將所述第一光刻膠圖形去除，利用所述第一部分金屬溝槽開口的底部停止在所述第一無氮抗反射涂層的表面特征，防止所述第一次灰化工藝對所述第一部分金屬溝槽開口的形貌產生改變；

步驟五、進行第二次光刻工藝并形成第二光刻膠圖形，所述第二光刻膠圖形的第二開口定義出第二部分金屬溝槽開口的形成區域；

步驟六、進行第二次刻蝕工藝將所述第二開口底部的所述第二無氮抗反射涂層和所述金屬硬質掩膜層都去除并形成底部停止在所述第一無氮抗反射涂層的表面的第二部分金屬溝槽開口；

步驟七、進行第二次灰化工藝將所述第二光刻膠圖形去除，利用所述第二部分金屬溝槽開口的底部停止在所述第一無氮抗反射涂層的表面特征，防止所述第二次灰化工藝對所述第二部分金屬溝槽開口的形貌產生改變。

2.如權利要求1所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述金屬硬質掩膜層的材料為TiN。

3.如權利要求2所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第一次光刻工藝中，在所述第一光刻膠圖形的底部還形成有第一有機底層和第一硅氧基硬掩模中間層。

4.如權利要求3所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第一次刻蝕工藝中會先刻蝕所述第一硅氧基硬掩模中間層和所述第一有機底層，再刻蝕所述第二無氮抗反射涂層和所述金屬硬質掩膜層；

所述第一次灰化工藝會同時將所述第一硅氧基硬掩模中間層和所述第一有機底層去除。

5.如權利要求1或4所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第一次灰化工藝采用氧氣等離子體刻蝕工藝。

6.如權利要求2所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第二次光刻工藝中，在所述第二光刻膠圖形的底部還形成有第二有機底層和第二硅氧基硬掩模中間層。

7.如權利要求6所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第二次刻蝕工藝中會先刻蝕所述第二硅氧基硬掩模中間層和所述第二有機底層，再刻蝕所述第二無氮抗反射涂層和所述金屬硬質掩膜層；

所述第二次灰化工藝會同時將所述第二硅氧基硬掩模中間層和所述第二有機底層去除。

8.如權利要求1或7所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第二次灰化工藝采用氧氣等離子體刻蝕工藝。

9.如權利要求1所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：所述第二開口和所述第一開口相互錯開，使所述第一部分金屬溝槽開口和所述第二部分金屬溝槽開口相互錯開。

10.如權利要求9所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：步驟一中所述底層結構包括形成于半導體襯底上的層間膜，在所述第一部分金屬溝槽開口和所述第二部分金屬溝槽開口的定義下，對所述層間膜進行刻蝕形成金屬溝槽。

11.如權利要求10所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：在所述金屬溝槽中填充銅層形成銅連線。

12.如權利要求10所述的銅制程金屬溝槽的制作方法，其特征在于：還包括形成通孔的步驟，所述通孔形成于所述金屬溝槽的選定區域的底部。