本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法及具有金屬結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)的金屬刻蝕工藝中，在金屬層上沉積氮氧化硅(sion)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行光刻和蝕刻，在光刻過(guò)程中，圖形化的光刻膠層中光刻膠被保留的區(qū)域?qū)?yīng)電路圖形中的功能區(qū)域。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的形成圖形化光刻膠層的器件結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，光刻膠被保留的區(qū)域02對(duì)應(yīng)電路圖形中的金屬線，并與第一連接結(jié)構(gòu)01相對(duì)應(yīng)，由于采用光刻膠層進(jìn)行光刻時(shí)存在工藝極限，當(dāng)電路圖形中金屬線之間的間隔尺寸很小時(shí)(例如金屬線之間的間隔小于180納米)，在工藝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)光刻條件不穩(wěn)定或者光刻后的光刻膠表面不平整的問(wèn)題，進(jìn)而出現(xiàn)光刻膠側(cè)壁與金屬層不垂直的現(xiàn)象，導(dǎo)致在后續(xù)的刻蝕過(guò)程，金屬線頂部的關(guān)鍵尺寸與顯影后檢查測(cè)得的關(guān)鍵尺寸不一致，無(wú)法監(jiān)控線上的穩(wěn)定性。

2、如何提供一種蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法，能夠用于刻蝕金屬線之間的間隔尺寸很小的場(chǎng)景，使形成的金屬線的關(guān)鍵尺寸滿足要求，對(duì)提升工藝平臺(tái)能力，提供生產(chǎn)效率有極大的價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法及具有金屬結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，能夠用于蝕刻金屬線之間的間隔尺寸很小的場(chǎng)景，使形成的金屬線的關(guān)鍵尺寸滿足要求。

2、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法，包括：提供一襯底，所述襯底表面包括器件層、以及所述器件層表面的覆蓋層，所述器件層內(nèi)包括第一連接結(jié)構(gòu)；在所述覆蓋層表面形成刻蝕阻擋層；在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層，所述圖形化光刻膠層具有暴露所述器件層中的第一連接結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的開(kāi)口，所述開(kāi)口的側(cè)壁垂直于所述刻蝕阻擋層表面；以所述圖形化光刻膠層為掩膜圖形化所述刻蝕阻擋層形成圖形化刻蝕阻擋層，以部分暴露所述覆蓋層，并去除所述圖形化光刻膠層；在所述圖形化刻蝕阻擋層所暴露的所述覆蓋層表面形成第二連接結(jié)構(gòu)；以所述第二連接結(jié)構(gòu)作為掩膜圖形化所述覆蓋層，以部分暴露所述器件層。

3、在一些實(shí)施例中，所述覆蓋層為由氮化鈦層、鋁層、氮化鈦層構(gòu)成的復(fù)合層。

4、在一些實(shí)施例中，所述第二連接結(jié)構(gòu)和第一連接結(jié)構(gòu)的材料為鎢。

5、在一些實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層的材料為氮氧化硅。

6、在一些實(shí)施例中，在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層的步驟，進(jìn)一步包括：在所述刻蝕阻擋層表面形成光刻膠材料層；圖形化所述光刻膠材料層，形成具有暴露所述器件層中的第一連接結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的開(kāi)口的所述圖形化光刻膠層；采用灼燒工藝處理所述開(kāi)口，使所述開(kāi)口的側(cè)壁垂直于所述刻蝕阻擋層表面。

7、在一些實(shí)施例中，所述灼燒工藝是采用等離子體轟擊所述開(kāi)口側(cè)壁的光刻膠使其升溫以達(dá)到灼燒的目的。

8、在一些實(shí)施例中，所述等離子體采用氧氣源形成。

9、在一些實(shí)施例中，所述的在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層的步驟，進(jìn)一步包括：測(cè)量所述開(kāi)口的尺寸，并與目標(biāo)尺寸相比較。

10、在一些實(shí)施例中，所述的在所述圖形化刻蝕阻擋層所暴露的區(qū)域形成第二連接結(jié)構(gòu)的步驟，進(jìn)一步包括：在所述圖形化刻蝕阻擋層表面形成連續(xù)分布的第二連接材料層；采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝減薄所述第二連接材料層至暴露出所述圖形化刻蝕阻擋層，在所述圖形化刻蝕阻擋層的間隙處剩余的宿舍第二連接材料層形成分離的第二連接結(jié)構(gòu)。

11、在一些實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)所述第二連接結(jié)構(gòu)之間的最小寬度小于180納米。

12、在一些實(shí)施例中，所述圖形化光刻膠層的厚度小于150納米。

13、在一些實(shí)施例中，所述的以所述第二連接結(jié)構(gòu)作為掩膜圖形化所述覆蓋層的步驟中，采用金屬回刻蝕工藝圖形化所述覆蓋層。

14、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種具有金屬結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用所述的蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法制備而成。

15、上述技術(shù)方案，通過(guò)提供一襯底，所述襯底表面包括器件層、以及所述器件層表面的覆蓋層，所述器件層內(nèi)包括第一連接結(jié)構(gòu)；在所述覆蓋層表面形成刻蝕阻擋層；在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層，所述圖形化光刻膠層暴露所述器件層中的第一連接結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的開(kāi)口，所述開(kāi)口的側(cè)壁垂直于所述刻蝕阻擋層表面；以所述圖形化光刻膠層為掩膜形成圖形化刻蝕阻擋層以部分暴露所述覆蓋層，并除所述圖形化光刻膠層；在在所述圖形化刻蝕阻擋層所暴露的所述覆蓋層表面形成第二連接結(jié)構(gòu)；以所述第二連接結(jié)構(gòu)作為掩膜圖形化所述覆蓋層，使得生成的金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸符合工藝要求，上述蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法可用于制備小尺寸金屬線間隔的半導(dǎo)體金屬結(jié)構(gòu)，提高了工藝平臺(tái)的能力。

16、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說(shuō)明書的一部分。

技術(shù)特征：

1.一種蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆蓋層為由氮化鈦層、鋁層、氮化鈦層構(gòu)成的復(fù)合層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二連接結(jié)構(gòu)和第一連接結(jié)構(gòu)的材料為鎢。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕阻擋層的材料為氮氧化硅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層的步驟，進(jìn)一步包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述灼燒工藝是采用等離子體轟擊所述開(kāi)口側(cè)壁的光刻膠使其升溫以達(dá)到灼燒的目的。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述等離子體采用氧氣源形成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層的步驟，進(jìn)一步包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在所述圖形化刻蝕阻擋層所暴露的所述覆蓋層表面形成第二連接結(jié)構(gòu)的步驟，進(jìn)一步包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，相鄰兩個(gè)所述第二連接結(jié)構(gòu)之間的最小寬度小于180納米。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖形化光刻膠層的厚度小于150納米。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的以所述第二連接結(jié)構(gòu)作為掩膜圖形化所述覆蓋層的步驟中，采用金屬回刻蝕工藝圖形化所述覆蓋層。

13.一種具有金屬結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，采用權(quán)利要求1～12中任意一項(xiàng)所述的蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的方法及具有金屬結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，通過(guò)提供一表面包括器件層、以及所述器件層表面的覆蓋層的襯底，所述器件層內(nèi)包括第一連接結(jié)構(gòu)；在所述覆蓋層表面形成刻蝕阻擋層；在所述刻蝕阻擋層表面形成圖形化光刻膠層，所述圖形化光刻膠層暴露所述器件層中的第一連接結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的開(kāi)口，所述開(kāi)口的側(cè)壁垂直于所述刻蝕阻擋層表面；形成圖形化刻蝕阻擋層以部分暴露所述覆蓋層；在所述圖形化刻蝕阻擋層所暴露的所述覆蓋層表面形成第二連接結(jié)構(gòu)；以所述第二連接結(jié)構(gòu)作為掩膜圖形化所述覆蓋層，使得生成的金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸符合工藝要求，并且可用于制備小尺寸金屬間隔的半導(dǎo)體金屬結(jié)構(gòu)，提高了工藝平臺(tái)的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：郭秋生,丁甲,張繼偉,王魯欽,張培茹,胡林輝,王澤玉,俞春輝,孫永才
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海積塔半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6