一种金属层的形成方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114695252A(43)申请公布日2022.07.01(21)申请号202210187224.2(22)申请日2022.02.28(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区康桥东路298号1幢1060室(72)发明人张志诚陈明志(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211专利代理师王关根(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种金属层的形成方法(57)摘要本发明提供一种金属层的形成方法，包括提供半导体衬底，该半导体衬底上形成有介质层和贯穿介质层的接触孔；在介质层表面沉积一层阻挡层；在阻挡层表面沉积金属，且该金属填满接触孔；进行研磨至露出介质层，形成接触孔插塞；在半导体衬底上方依次淀积形成介质阻挡层、层间介质层、抗反射层以及掩膜层，并刻蚀形成暴露出接触孔插塞上表面的沟槽；采用氢氟酸溶液清洗去除刻蚀残留物；用水清洗去除氢氟酸溶液残留；在沟槽中填充金属，以形成与接触孔插塞电接触的金属层。本发明采用DHF清洗溶剂来替代EKC作为湿法清洗溶液来清洗去除刻蚀残留物，避免了接触孔插塞底部断路缺陷的产生，提高了器件产品良率。CN114695252ACN114695252A权利要求书1/1页1.一种金属层的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层和贯穿所述介质层的接触孔；步骤二、在所述介质层表面沉积一层阻挡层；步骤三、在所述阻挡层表面沉积金属，且所述金属填充满所述接触孔；步骤四、进行研磨至露出所述介质层，形成接触孔插塞；步骤五、依次淀积形成介质阻挡层、层间介质层、抗反射层以及掩膜层，并刻蚀形成暴露出所述接触孔插塞上表面的沟槽；步骤六、采用氢氟酸溶液清洗去除刻蚀残留物；步骤七、用水清洗去除所述氢氟酸溶液残留；步骤八、在所述沟槽中填充金属，以形成与所述接触孔插塞电接触的金属层。2.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤一中所述半导体衬底为硅衬底。3.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤三中所述金属为钨。4.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤四中所述研磨为化学机械研磨法。5.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤五中所述刻蚀为光刻刻蚀工艺。6.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤六中所述氢氟酸溶液的去离子水和氢氟酸的体积比范围是100∶1到1000∶1。7.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤七中所述水为蒸馏水或去离子水。8.根据权利要求1所述的金属层的形成方法，其特征在于，步骤八中所述金属层的材料为铝、铜、铝铜合金或钨。2CN114695252A说明书1/4页一种金属层的形成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种金属层的形成方法。背景技术[0002]目前，在半导体器件的制作过程中，接触孔(Contact，CT)作为多层金属层间互连以及器件有源区与外界电路之间连接的通道，在器件结构组成中具有重要的作用。随着半导体技术的不断提高，接触孔的尺寸不断缩小，制程要求接触孔的尺寸也相应变小，接触孔的制作难度也相应地增加。[0003]图1显示为现有接触孔的形成方法的流程图。如图1所示，现有接触孔的形成方法包括：在半导体衬底10表面介质层11中形成接触孔12；在介质层11表面沉积形成一层阻挡层13；在阻挡层13表面沉积金属钨14，所述金属钨14填满所述接触孔；进行研磨至露出介质层11，形成接触孔插塞15。图2‑图5显示为现有接触孔的形成方法中各步骤的结构示意图。如图2‑图5所示，在现有的接触孔形成工艺中，由于接触孔12尺寸太小，在其表面沉积形成阻挡层13时会发生悬挂(overhang)现象，如图3中16所示。这种现象导致后续沉积金属钨形成的接触孔插塞15中存在空隙17。[0004]空隙17会导致在半导体器件制造的后端工艺(BEOL)上，如图6所示，在接触孔插塞15上方刻蚀形成金属层工艺中，由于采用EKC溶液清洗去除刻蚀残留物导致将EKC溶液引入接触孔12底部，EKC对钨有较高的腐蚀率，会腐蚀接触孔插塞15底部，形成的接触孔插塞15产生断路缺陷(opendefect),如图6中18所示，这将严重影响半导体器件的性能和良率。发明内容[0005]有鉴于此，本发明提供一种金属层的形成方法，用以避免接触孔插塞断路缺陷的产生，提高半导体器件的性能和良率。[0006]本发明提供一种金属层的形成方法，包括以下步骤：[0007]步骤一、提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层和贯穿所述介质层的接触孔；[0008]步骤二、