本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制程中，通常利用金屬互連工藝將形成于襯底表面區(qū)域的晶體管等電子元器件連接起來而形成電路，并形成用于與外部電信號(hào)連接的端口以實(shí)現(xiàn)電力與信號(hào)的發(fā)送與接收，從而獲得具有一定功能的芯片。

2、在金屬互連工藝中，利用層間介質(zhì)層隔離相鄰的圖形化金屬層，并在所述層間介質(zhì)層中形成連接通道。由于氮化鈦等金屬材料與層間介質(zhì)材料具有較大的刻蝕選擇比，常采用金屬硬掩膜刻蝕層間介質(zhì)層以在其中形成通孔。但是，在利用金屬硬掩膜在層間介質(zhì)層中形成通孔時(shí)，通孔的位置精度不高，容易發(fā)生偏移，導(dǎo)致器件可靠性下降，通孔位置的精度不高也導(dǎo)致難以滿足先進(jìn)工藝的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)采用金屬硬掩膜在層間介質(zhì)層中形成通孔時(shí)，通孔位置容易發(fā)生偏移的問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法。

2、本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的形成方法包括：

3、在襯底上形成第一金屬互連結(jié)構(gòu)以及覆蓋所述第一金屬互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層；

4、在所述層間介質(zhì)層上依次堆疊金屬硬掩膜層、消耗層以及圖形化的第一光掩膜層；

5、利用所述第一光掩膜層作為刻蝕掩膜，刻蝕所述消耗層和所述金屬硬掩膜層，形成貫穿所述消耗層和所述金屬硬掩膜層的圖形溝槽，之后去除所述第一光掩膜層；

6、在所述消耗層上形成圖形化的第二光掩膜層，所述第二光掩膜層中的開口橫跨所述圖形溝槽；

7、利用所述第二光掩膜層作為刻蝕掩膜，同時(shí)利用所述消耗層和所述金屬硬掩膜層進(jìn)行阻擋，刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成從所述圖形溝槽底面延伸至所述層間介質(zhì)層內(nèi)的孔洞，之后去除所述第二光掩膜層；以及

8、將所述圖形溝槽的圖案轉(zhuǎn)移至所述層間介質(zhì)層中，在所述層間介質(zhì)層上部形成介質(zhì)溝槽，同時(shí)沿所述孔洞向下刻蝕所述層間介質(zhì)層，在所述介質(zhì)溝槽底部形成貫穿所述層間介質(zhì)層的貫通孔。

9、可選地，所述層間介質(zhì)層包括覆蓋所述第一金屬互連結(jié)構(gòu)表面的刻蝕停止層以及覆蓋所述刻蝕停止層表面的低k介質(zhì)層。

10、可選地，將所述圖形溝槽的圖形轉(zhuǎn)移至所述層間介質(zhì)層中，同時(shí)沿所述孔洞向下刻蝕所述層間介質(zhì)層包括：

11、利用所述消耗層和所述金屬硬掩膜層作為刻蝕掩膜，進(jìn)行干法刻蝕工藝，在所述低k介質(zhì)層上部形成所述介質(zhì)溝槽，對(duì)應(yīng)于所述孔洞形成貫穿所述低k介質(zhì)層的介質(zhì)通孔，所述介質(zhì)通孔暴露出所述刻蝕停止層；

12、進(jìn)行濕法刻蝕工藝，刻蝕被所述介質(zhì)通孔暴露的所述刻蝕停止層，使所述介質(zhì)通孔向下延伸以形成所述貫通孔，所述貫通孔暴露出所述第一金屬互連結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的電連接件。

13、可選地，在形成所述貫通孔后，所述形成方法還包括：

14、去除所述消耗層；

15、沉積金屬材料，所述金屬材料填充所述圖形溝槽、所述介質(zhì)溝槽以及所述貫通孔并覆蓋所述金屬硬掩膜層；

16、進(jìn)行平坦化工藝，去除位于所述層間介質(zhì)層上的所述金屬硬掩膜層以及所述金屬材料。

17、可選地，在所述消耗層上形成圖形化的第二光掩膜層之前，所述形成方法還包括：

18、形成整平層，所述整平層填充所述圖形溝槽并覆蓋所述消耗層；其中，所述第二光掩膜層形成于所述整平層表面，在利用所述第二光掩膜層作為刻蝕掩膜刻蝕所述層間介質(zhì)層之前，利用所述第二光掩膜層作為刻蝕掩膜，同時(shí)利用所述消耗層和所述金屬硬掩膜層的阻擋，刻蝕所述整平層。

19、可選地，所述第二光掩膜層中的所述開口的寬度大于位于所述開口下方的所述圖形溝槽的寬度。

20、可選地，所述形成方法還包括：

21、在所述層間介質(zhì)層與所述金屬硬掩膜層之間形成硬掩膜緩沖層。

22、可選地，所述形成方法還包括：

23、在所述消耗層與所述金屬硬掩膜層之間形成硬掩膜保護(hù)層。

24、可選地，所述消耗層包括sicn、sic以及si3n4中的至少一種。

25、可選地，所述金屬硬掩膜層包括氮化鈦和氧化鈦中的至少一種。

26、本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的形成方法中，在層間介質(zhì)層上依次堆疊金屬硬掩膜層、消耗層以及圖形化的第一光掩膜層，先利用所述第一光掩膜層作為刻蝕掩膜形成貫穿所述消耗層和所述金屬硬掩膜層的圖形溝槽，之后在利用圖形化的第二光掩膜層作為刻蝕掩膜刻蝕所述層間介質(zhì)層時(shí)，同時(shí)利用所述消耗層和所述金屬硬掩膜層進(jìn)行阻擋，使在層間介質(zhì)層中形成的孔洞受限于所述圖形溝槽的寬度，避免移位，而且，在刻蝕過程中，所述消耗層可以保護(hù)所述金屬硬掩膜層，避免所述圖形溝槽的金屬硬掩膜層側(cè)壁被刻蝕，可以提高所述孔洞以及沿所述孔洞進(jìn)一步刻蝕層間介質(zhì)層所形成的貫通孔的位置精度。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述層間介質(zhì)層包括覆蓋所述第一金屬互連結(jié)構(gòu)表面的刻蝕停止層以及覆蓋所述刻蝕停止層表面的低k介質(zhì)層。

3.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，將所述圖形溝槽的圖形轉(zhuǎn)移至所述層間介質(zhì)層中，同時(shí)沿所述孔洞向下刻蝕所述層間介質(zhì)層包括：

4.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述貫通孔后，還包括：

5.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述消耗層上形成圖形化的第二光掩膜層之前，所述形成方法還包括：

6.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第二光掩膜層中的所述開口的寬度大于位于所述開口下方的所述圖形溝槽的寬度。

7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的形成方法，其特征在于，還包括：

8.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的形成方法，其特征在于，還包括：

9.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的形成方法，其特征在于，所述消耗層包括sicn、sic以及si3n4中的至少一種。

10.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的形成方法，其特征在于，所述金屬硬掩膜層包括氮化鈦和氧化鈦中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。所述形成方法中，在層間介質(zhì)層上依次堆疊金屬硬掩膜層、消耗層以及圖形化的第一光掩膜層，先利用所述第一光掩膜層作為刻蝕掩膜形成貫穿所述消耗層和所述金屬硬掩膜層的圖形溝槽，之后在利用圖形化的第二光掩膜層作為刻蝕掩膜刻蝕所述層間介質(zhì)層時(shí)，同時(shí)利用所述消耗層和所述金屬硬掩膜層進(jìn)行阻擋，使在層間介質(zhì)層中形成的孔洞受限于所述圖形溝槽的寬度，避免移位，而且，在刻蝕過程中，所述消耗層可以保護(hù)所述金屬硬掩膜層，避免所述圖形溝槽的金屬硬掩膜層側(cè)壁被刻蝕，可以提高所述孔洞以及沿所述孔洞進(jìn)一步刻蝕層間介質(zhì)層所形成的貫通孔的位置精度。

技術(shù)研發(fā)人員：黃婉寧,李冰宇,王靜,宋思楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：芯恩（青島）集成電路有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28