半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种半导体元件及其制造方法。本发明专利技术的半导体元件包括：基板、第一介电层与第一金属拴塞结构。上述基板上具有电路元件。上述第一介电层配置于电路元件上与基板上。上述第一金属拴塞结构镶嵌于第一介电层中，其中第一金属拴塞结构包含第一金属内连线与第一阻挡金属层。上述第一金属内连线直接接触电路元件。上述第一阻挡金属层配置于第一金属内连线上，且组成第一金属内连线与第一阻挡金属层的金属材料不同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，且特别是涉及一种具有至少两层上下堆叠金属层的金属拴塞结构的。
技术介绍
在传统半导体制作工艺中，大多会通过多层金属层以及位于多个金属接触窗中的接触金属层来连接不同的电路元件。图1为利用传统半导体制作工艺所制作的具有接触金属层的半导体元件结构示意图。请参阅图1。对于传统半导体制作工艺而言，在金属接触窗中形成接触金属层的方法包括:先提供基板110，其中基板110上方已形成有电路元件120，且基板110与电路元件120上覆盖有第一介电层130 ;形成第一接触窗(contact hole) 132于第一介电层130中，其中第一接触窗132贯穿第一介电层130并暴露出部分电路元件120 ;形成第一接触金属层152于第一接触窗132中；形成第一金属层162于第一接触金属层152上与第一介电层130上；覆盖第二介电层140于第一金属层162上；形成第二接触窗142于第二介电层140中，其中第二接触窗142贯穿第二介电层140并暴露第一金属层162 ;以及形成第二接触金属层154于第二接触窗142中。值得注意的是，在制作工艺过程中，容易因对位精准度的问题，使得第一金属层162只部分覆盖在第一接触金属层152上。换句话说，亦即第一金属层162与第二介电层140都位于第一接触金属层152上并接触第一接触金属层152。因此当利用蚀刻制作工艺形成第二接触窗142时，很容易因为错位与过度蚀刻问题，而导致第二接触窗142会往下延伸至第一金属层162侧边。因此第二接触窗142不只暴露第一金属层162,也暴露出位于第一接触金属层152上方的第二介电层140。当对第二接触窗142进行蚀刻制作工艺后的清洗制作工艺时，用来清洗第二接触窗142的化学洗剂很容易将第一接触金属层152侵蚀掉。如此将会造成半导体元件的毁损或导致元件可靠度降低的问题。有鉴于此，仍有必要提出一种新的半导体制作工艺方法与半导体元件结构，以解决上述第一接触金属层的损耗问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种半导体元件与其制造方法，以提升半导体元件于金属拴塞结构制作工艺后的良率。为达上述目的，本专利技术提出一种半导体兀件，包括:基板、第一介电层与第一金属拴塞结构。上述基板上具有电路元件。上述第一介电层配置于电路元件上与基板上。上述第一金属拴塞结构镶嵌于第一介电层中，其中第一金属拴塞结构包含第一金属内连线与第一阻挡金属层。上述第一金属内连线直接接触电路元件。上述第一阻挡金属层配置于第一金属内连线上，且组成第一金属内连线与第一阻挡金属层的金属材料不同。本专利技术另提出一种半导体元件的制造方法，包括:提供基板，其中基板上已包括有电路兀件；形成第一介电层于基板上与电路兀件上；形成第一贯孔于第一介电层中，其中第一贯孔贯穿第一介电层并暴露出部分电路元件；形成第一金属内连线于第一贯孔中并填满第一贯孔，其中第一金属内连线直接接触电路元件；形成凹槽于第一金属内连线的远离电路元件的一侧；以及形成第一阻挡金属层于凹槽中，上述第一阻挡金属层直接接触第一金属内连线，且组成第一金属内连线与第一阻挡金属层的金属材料不同。综上所述，本专利技术通过将传统的只由单一金属材料所构成的金属拴塞结构改良为具有至少两层上下堆叠金属层的金属拴塞结构(至少包括金属内连线与位于其上方的阻挡金属层)，并依据后续用来清洗经历蚀刻后的贯孔所使用的化学洗剂的成分来选择阻挡金属层的材料，如此可保护金属拴塞结构中的金属内连线不会于后续贯孔的蚀刻后清洗制作工艺中发生被侵蚀损耗的问题。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。【附图说明】图1为利用传统半导体制作工艺所制作的具有接触金属层的半导体元件结构示意图；图2A?图2H为根据本专利技术的一实施例所绘示的半导体元件的制造方法流程图；图3A?图3C为根据本专利技术的另一实施例所绘示的半导体元件的凹槽制造方法流程图；以及图4为根据本专利技术的再一实施例所绘示的半导体元件的结构示意图。符号说明110:基板120:电路元件130:第一介电层132:第一接触窗140:第二介电层142:第二接触窗152:第一接触金属层154:第二接触金属层162:第一金属层210、410:基板212、412:电路元件220、420:第一介电层232、432:第一金属内连线240,340,434:第一阻挡金属层250>440:第一金属层260、450:第二介电层272:第二金属内连线400:半导体元件430:第一金属栓塞结构460:第二金属拴塞结构Hl:第一贯孔H2:第二贯孔R1、R2:凹槽S1:第一表面S2:第二表面【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。图2A?图2H为根据本专利技术的一实施例所绘示的半导体元件的制造方法流程图。请先参照图2A?图2B。本专利技术的半导体元件的制造方法包括:提供基板210，其中基板210上已包括有电路元件212 ;形成第一介电层220于基板210上与电路元件212上，如图2A所示；进行第一蚀刻制作工艺以形成第一贯孔Hl于第一介电层220中，如图2B所示。上述第一贯孔Hl贯穿第一介电层220并暴露出部分电路元件212。在完成第一蚀刻制作工艺并形成第一贯孔Hl之后，例如还包括对第一贯孔Hl进行清洗制作工艺，以移除残留于第一贯孔Hl中的物质。在图2A中以场效晶体管作为电路元件212的解说范例，然而举凡容许配置于半导体元件中的电路元件都可作为电路元件212，因此本专利技术不以此为限。请接续参照图2C。在形成第一贯孔Hl后，接着形成第一金属内连线232于第一贯孔Hl中并填满第一贯孔H1，如图2C所示。上述第一金属内连线232直接接触电路元件212。之后例如可利用化学机械研磨法(Chemical Mechanical Polishing,简称CMP)将溢出于第一贯孔Hl外的第一金属内连线232移除，并使得第一金属内连线232与第一贯孔Hl顶端齐平。请接续参照图2D?图2E。在形成第一金属内连线232于第一贯孔Hl中之后，接着移除位于第一贯孔Hl顶端的第一金属内连线232以形成凹槽于第一贯孔Hl顶端。上述形成凹槽的方法，例如可利用化学机械研磨法于第一贯孔Hl顶端，也就是于第一金属内连线232的远离电路元件212的一侧，形成具有碟形外型的凹槽(dishing)R1，如图2D所示。接着，形成第一阻挡金属层240于具有碟形外型的凹槽Rl中，如图2E所示。并且，例如还可利用化学机械研磨制作工艺将溢出于具有碟形外型的凹槽Rl外的第一阻挡金属层240移除，使得第一阻挡金属层240齐平于第一介电层220。上述第一阻挡金属层240直接接触第一金属内连线232。并且，上述组成第一金属内连线232与第一阻挡金属层240的金属材料不同。上述第一金属内连线232与第一阻挡金属层240可以是半导体制作工艺中常见的金属导电材料，例如可选自钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、银(Ag)、金(Au)等其中之一。此外，第一阻挡金属层240还可以是上述金属的合金导电材料。请接续参照图2F。在完成第一阻挡金属层240之后，接着形成第一金属层250于第一阻挡金属层240上与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件，包括：基板，该基板上具有电路元件；第一介电层，配置于该电路元件上与该基板上；以及第一金属拴塞结构，镶嵌于该第一介电层中，其中该第一金属拴塞结构包含一第一金属内连线与一第一阻挡金属层，该第一金属内连线直接接触该电路元件，该第一阻挡金属层配置于该第一金属内连线上，且组成该第一金属内连线与该第一阻挡金属层的金属材料不同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕佳霖，陈俊隆，廖琨垣，张峰溢，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71