金属互连结构及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115775729A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202111052088.8(22)申请日2021.09.08(71)申请人无锡华润上华科技有限公司地址214028江苏省无锡市国家高新技术产业开发区新洲路8号(72)发明人朱文明张文文高箐遥黄仁瑞方勇智刘群(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237专利代理师田婷(51)Int.Cl.H01L21/3213(2006.01)H01L21/768(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称金属互连结构及其制造方法(57)摘要本发明提供了一种金属互连结构及其制造方法，应用于半导体技术领域。具体的，增厚覆盖在介质层表面上的第一缓冲层的厚度，从而避免了由于第一缓冲层厚度较薄，导致金属层对介质层等介质刻蚀选择比低，从而在分步刻蚀第二缓冲层、金属层和第一缓冲层的过程中，由于前一刻蚀过程中存在过刻蚀的问题，导致待执行第一缓冲层的刻蚀工艺时，第一缓冲层的厚度太薄，而发生过刻蚀位于其下的介质层的问题，从而使剩余的介质层厚度不达标，进而降低了半导体器件的性能和产品市场竞争力的问题。CN115775729ACN115775729A权利要求书1/1页1.一种金属互连结构的制造方法，其特征在于，包括：S1，提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有器件结构以及沿远离所述半导体衬底的方向依次堆叠在所述器件结构表面上的介质层、第一缓冲层、金属层、第二缓冲层和图案化的光刻胶层；S2，以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二缓冲层，以在所述第二缓冲层中形成至少暴露出所述金属层的顶面的第一开口；S3，沿所述第一开口去除所述第一开口中的部分厚度的金属层，以在所述金属层中形成暴露出剩余部分的所述金属层的第二开口；S4，沿所述第二开口去除所述第二开口中剩余部分的所述金属层，以在所述金属层中形成至少暴露出所述第一缓冲层的顶面的第三开口；S5，以所述介质层为刻蚀停止层，沿所述第三开口刻蚀去除所述第三开口中的所述第一缓冲层，以形成所述器件结构的金属互连结构，其中，所述第一缓冲层的厚度与所述第二缓冲层的厚度的比值范围为4:1～6:1。2.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的材料包括钛和/或氮化钛，所述第一缓冲层的厚度范围为：3.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，在步骤S2中刻蚀所述第二缓冲层的刻蚀工艺为干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的工艺条件为：刻蚀气体为氯气和三氯化硼的混合气体，刻蚀压力的范围为7mT～10mT，刻蚀偏压功率为100W～140W。4.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，在步骤S3中去除所述第一开口中的部分厚度的金属层的工艺为干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的条件为：刻蚀气体为混合比例为40:30:3的氯气、三氯化硼和氮气的混合气体，刻蚀压力范围为7mT～10mT，刻蚀偏压功率为100W～140W。5.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，在步骤S4中去除所述第二开口中剩余部分的所述金属层的工艺为干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的条件为：刻蚀气体为混合比例为40:3的三氯化硼和氮气的混合气体，刻蚀压力范围为7mT～10mT，刻蚀偏压功率为100W～140W。6.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，在步骤S5中刻蚀所述第一缓冲层的刻蚀工艺为干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的条件为：刻蚀气体为氯气或者为氯气和三氟甲烷或氮气的混合气体，再或者为氯气、三氟甲烷和氮气的混合气体，所述氯气的流量范围为50sccm～60sccm；刻蚀压力范围为7mT～10mT，刻蚀偏压功率小于80W。7.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述金属层的材料包括金属铝。8.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述介质层的材料包括氮化硅。9.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述第一缓冲层、金属层和第二缓冲层的厚度之和小于2.0μm。10.一种金属互连结构，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的金属互连结构的制造方法制备而成。2CN115775729A说明书1/7页金属互连结构及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种金属互连结构及其制造方法。背景技术[0002]在半导体制造领域，刻蚀工艺是重要的技术之一。刻蚀是指利用化学或物理方法有选择性地从硅片表面去除不需要的材料的过程。从工艺上分类，刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。大部份的湿蚀刻液均是等向性，换言之，对刻蚀接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异，而干法刻蚀其