通孔形成方法技術

本發明專利技術實施例公開了一種通孔形成方法，包括：提供基底，所述基底表面上依次形成有：金屬層、刻蝕阻擋層、第一介質層和第二介質層；在第二介質層表面上形成通孔的光刻膠圖形；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用干法刻蝕工藝在第二介質層中形成通孔；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用濕法刻蝕工藝在第一介質層中形成通孔。該方案能夠有效的避免氟元素進入底層的刻蝕阻擋層中，從而避免了在后續粘連層形成時的高溫環境下刻蝕阻擋層中的氟元素擴散形成氟層，使刻蝕阻擋層和粘連層之間不存在電阻較高的氟層，因此，本實施例提供的技術方案中，能夠減小通孔中導線的電阻，進而提高半導體器件的良品率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體器件制造
，尤其涉及一種。
技術介紹
在半導體晶片制造工藝的后段，各金屬層之間需要通過導線互相連通，其中，導線通常設置在介質層的通孔(Via)中。如圖1所示，為一種典型的半導體晶片的剖面結構示意圖，其中，101為金屬層，102為刻蝕阻擋層，103為第一介質層，104為第二介質層，105為通孔，106為粘連層。其中，刻蝕阻擋層102用于作為刻蝕時的阻擋保護金屬層，并防止上下層材料的交互擴散，粘連層106通常用于粘合導線材料和刻蝕阻擋層102，并作為兩者之間的隔離。通常，現有技術中，在介質層中形成通孔的工藝包括以下步驟在第二介質層表面上依次通過涂布光刻膠、曝光、顯影步驟形成通孔的光刻膠圖形；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用干法刻蝕工藝在第二介質層中形成通孔；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用干法刻蝕工藝在第一介質層中形成通孔；在通孔的表面上形成粘連層。然而，應用上述現有技術，在通孔中形成導線后，存在導線電阻較高的缺陷。經專利技術人研究發現，產生該缺陷的主要原因是在通孔對應的刻蝕阻擋層和粘連層交界面區域， 刻蝕阻擋層和粘連層之間存在一層明顯的氟層。如圖2所示，為通孔對應的刻蝕阻擋層和粘連層交界面區域的局部結構示意圖，其中，102為刻蝕阻擋層，105為通孔，106為粘連層， 107為氟層。由于氟層107區域的電阻較大，進而導致和后續工藝中通孔中導線的電阻過高，而較高的導線電阻會進一步的影響最終得到的半導體器件的良品率。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種，以避免刻蝕阻擋層和粘連層之間形成氟層，進而實現減小通孔中導線的電阻，以提高半導體器件的良品率。為解決上述問題，本專利技術實施例提供了如下技術方案一種，包括提供基底，所述基底表面上依次形成有金屬層、刻蝕阻擋層、第一介質層和第二介質層；在第二介質層表面上形成通孔的光刻膠圖形；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用干法刻蝕工藝在第二介質層中形成通孔；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用濕法刻蝕工藝在第一介質層中形成通孔。優選的，所述濕法刻蝕工藝采用對第一介質層和第二介質層具有高刻蝕選擇比的刻蝕溶液。優選的，所述第一介質層為氮氧化硅介質層，所述第二介質層為氧化硅介質層，所述刻蝕阻擋層為氮化鈦層。優選的，所述刻蝕溶液為磷酸溶液。優選的，所述氧化硅介質層中含有氟元素。優選的，所述干法刻蝕工藝為等離子體刻蝕工藝。優選的，所述等離子體刻蝕工藝采用的刻蝕氣體中含有氟元素。優選的，在第一介質層中形成通孔之后，還包括在通孔的表面上形成粘連層。優選的，在形成粘連層之后，還包括去除第二介質層表面上的光刻膠。優選的，所述粘連層為鈦薄膜層，通過離子注入工藝形成。應用本專利技術實施例所提供的技術方案，采用濕法刻蝕工藝取代現有技術中的干法刻蝕工藝以在第一介質層中形成通孔。由于濕法刻蝕工藝是通過溶液腐蝕進行刻蝕，不存在離子撞擊過程，且無需使用含氟元素的等離子氣體，因此，能夠有效的避免氟元素進入底層的刻蝕阻擋層中，從而避免了在后續粘連層形成時的高溫環境下刻蝕阻擋層中的氟元素擴散形成氟層，使刻蝕阻擋層和粘連層之間不存在電阻較高的氟層，因此，本實施例提供的技術方案中，能夠減小通孔中導線的電阻，進而提高半導體器件的良品率。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術中典型的半導體晶片的剖面結構示意圖；圖2為現有技術中典型的半導體晶片的局部剖面結構示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的半導體器件中流程示意圖；圖4為本專利技術實施例提供的形成通孔的光刻膠圖形后的半導體晶片局部結構示意圖；圖5為本專利技術實施例提供的第二介質層中形成通孔后的半導體晶片局部結構示意圖；圖6為本專利技術實施例提供的第一介質層中形成通孔后的半導體晶片局部結構示意圖；圖7為本專利技術實施例提供的通孔表面上形成粘連層后的半導體晶片局部結構示意圖。具體實施例方式正如
技術介紹
部分所述，應用現有技術方案在通孔中形成導線后，在通孔對應的刻蝕阻擋層和粘連層交界面區域，刻蝕阻擋層和粘連層之間存在一層明顯的氟層。由于氟層區域的電阻較大，進而導致和后續工藝中通孔中導線的電阻過高，而較高的導線電阻會進一步的影響最終得到的半導體器件的良品率。經專利技術人研究發現，氟層的形成原因如下由于第二介質層中通常含有氟元素，如第二介質層的材質為含有氟的氧化硅，并且在干法刻蝕工藝中通常采用氮氟化合物氣體， 如常見的CF4,其中也含有較多的氟元素，在第二介質層和第一介質層的干法刻蝕過程中， 氮氟化合物氣體中的氟元素和第二介質層中的氟元素會被撞擊到底層的刻蝕阻擋層中，在后續形成粘連層制造工藝中的高溫環境下，刻蝕阻擋層中的氟元素會向表面擴散，聚集在刻蝕阻擋層和形成的粘連層之間，形成了氟層?；谏鲜鲅芯康幕A上，本專利技術實施例提供了一種，該方法包括以下步驟提供基底，所述基底表面上依次形成有金屬層、刻蝕阻擋層、第一介質層和第二介質層；在第二介質層表面上形成通孔的光刻膠圖形；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用干法刻蝕工藝在第二介質層中形成通孔；以通孔的光刻膠圖形為掩模，采用濕法刻蝕工藝在第一介質層中形成通孔。應用本專利技術實施例所提供的技術方案，采用濕法刻蝕工藝取代現有技術中的干法刻蝕工藝以在第一介質層中形成通孔。由于濕法刻蝕工藝是通過溶液腐蝕進行刻蝕，不存在離子撞擊過程，且無需使用含氟元素的等離子氣體，因此，能夠有效的避免氟元素進入底層的刻蝕阻擋層中，從而避免了在后續粘連層形成時的高溫環境下刻蝕阻擋層中的氟元素擴散形成氟層，使刻蝕阻擋層和粘連層之間不存在電阻較高的氟層，因此，本實施例提供的技術方案中，能夠減小通孔中導線的電阻，進而提高半導體器件的良品率。以上是本申請的核心思想，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例， 而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術，但是本專利技術還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本專利技術結合示意圖進行詳細描述，在詳述本專利技術實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本專利技術保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。實施例一本專利技術實施例提供了一種，如圖3所示，為該方法的一種流程示意圖，具體包括以下步驟步驟S301，提供基底，所述基底表面上依次形成有金屬層、刻蝕阻擋層、第一介質層和第二介質層。步驟S302，在第二介質層表面上形成通孔的光刻膠圖形。如圖4所示，為形成通孔的光刻膠圖形后得到的半導體晶片局部結構示意圖，其中，401為金屬層，402為刻蝕阻擋層，403為第一介質層，404為第二介質層，408為通孔的光刻膠本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李健，
申請(專利權)人：無錫華潤上華半導體有限公司，無錫華潤上華科技有限公司，
類型：發明
國別省市：