【技术实现步骤摘要】
半导体通孔的制造方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造方法,特别是涉及一种半导体通孔的制造方法。
技术介绍
在半导体器件中,为了将半导体器件的电极引出往往需要形成多层金属层,各金属层图形化后形成半导体器件的电极在各金属层中的连接金属线,相邻的金属层之间通过层间膜隔离,在层间膜中形成有穿过层间膜的通孔,通孔实现上下层的金属层图形对应的金属线之间的连接,并最后实现电极的引出。现有方法形成通孔时,需先在层间膜中形成通孔对应的开口,之后在开口中填充金属。通孔对应的填充金属通常为金属钨。而层间膜的材料通常为SiO2,为防止金属钨与下地SIO2反应,通常情况会在金属钨下先沉积一层阻挡层防止金属钨与下地SiO2接触,然后金属钨进行回刻,一般采用干法刻蚀或者机械研磨来去除多余的金属钨。现有方法中,阻挡层通常采用Ti和TiN的叠加层,阻挡层本身的应力非常大,而在金属钨塞即填充有金属钨的通孔密集的情况下,阻挡层张力在小块区域非常明显,在成膜完金属钨后,会使得金属钨在应力作用下长出来晶须(whisker),从而影响后续刻蚀,产生金属钨残留。如图1所示,是现有半导体通孔的制造方法中形成钨晶须的结构示意图;现有方法包括如下步骤:在层间膜1上形成通孔的开口。之后依次形成由Ti和TiN叠加而成的阻挡层2。之后形成钨层3。之后对钨层3和阻挡层2进行回刻,使回刻后的钨层3和阻挡层2仅填充在开口中并形成通孔。由图1所示可知,由于阻挡层2中的TiN会产生较大的应力,这种应力最后会在钨层3的形成过程中产生挤压力,从而会在钨层3的表面上生长处钨晶须4。钨晶须4的存在不利于后续的钨层3的回刻,最 ...
【技术保护点】
1.一种半导体通孔的制造方法,其特征在于,包括:步骤一、提供一表面形成有第一层间膜的半导体衬底,采用光刻刻蚀工艺形成通孔的开口,所述开口穿过所述第一层间膜;步骤二、形成Ti层,所述Ti层形成于所述开口的内侧表面并延伸到所述开口外的所述第一层间膜的表面;步骤三、在所述TiN层的表面形成TiN层,将所需厚度的TiN层分成二层以上的TiN子层叠加而成,依次形成各所述TiN子层,在最后一层TiN子层形成之前的各TiN子层形成之后都包括一步应力释放处理工艺,所述应力释放处理工艺将对应的TiN子层的应力释放同时打乱后续形成的TiN子层的趋向生长,防止由各TiN子层的趋向生长所产生的应力叠加,从而减少所述TiN层的总应力;步骤四、形成钨层,所述钨层将所述开口完全填充,所述TiN层和所述TiN层作为所述钨层和所述第一层间膜之间的阻挡层,通过步骤三的对所述TiN层的应力减少,防止在形成所述钨层的过程中产生钨晶须;步骤五、进行回刻将所述开口外的所述钨层、所述TiN层和所述Ti层都去除,由填充于所述开口中的所述钨层、所述TiN层和所述Ti层作为所述通孔。
【技术特征摘要】
1.一种半导体通孔的制造方法,其特征在于,包括:步骤一、提供一表面形成有第一层间膜的半导体衬底,采用光刻刻蚀工艺形成通孔的开口,所述开口穿过所述第一层间膜;步骤二、形成Ti层,所述Ti层形成于所述开口的内侧表面并延伸到所述开口外的所述第一层间膜的表面;步骤三、在所述TiN层的表面形成TiN层,将所需厚度的TiN层分成二层以上的TiN子层叠加而成,依次形成各所述TiN子层,在最后一层TiN子层形成之前的各TiN子层形成之后都包括一步应力释放处理工艺,所述应力释放处理工艺将对应的TiN子层的应力释放同时打乱后续形成的TiN子层的趋向生长,防止由各TiN子层的趋向生长所产生的应力叠加,从而减少所述TiN层的总应力;步骤四、形成钨层,所述钨层将所述开口完全填充,所述TiN层和所述TiN层作为所述钨层和所述第一层间膜之间的阻挡层,通过步骤三的对所述TiN层的应力减少,防止在形成所述钨层的过程中产生钨晶须;步骤五、进行回刻将所述开口外的所述钨层、所述TiN层和所述Ti层都去除,由填充于所述开口中的所述钨层、所述TiN层和所述Ti层作为所述通孔。2.如权利要求1所述的半导体通孔的制造方法,其特征在于:所述半导体衬底为硅衬底。3.如权利要求2所述的半导体通孔的制造方法,其特征在于:所述第一层间膜的材料为二氧化硅。4.如权利要求2所述的半导体通孔的制造方法,其特征在于:在所述第一层间膜底部形成有第一金属层图形;在步骤五形成所述通孔之后还包括在所述第一层间膜顶部形成第二金属层图形的步骤,所述通孔用于在所述第一金属层图形和所述第二金属层图形之间实现对应金属线的连接。5.如权利要求1所述的半导体通孔的制造方法,其特征在于:在步骤二的形成所述TiN层之前还包括对所述第一层间膜的表面进行粗糙化预处理的步骤,用以增加所述第一层间膜表面的粗糙度。6.如权利要求5所述的半导体通孔的制造方法,其特征在于:所述粗糙化预处理采用等离子体处理实现。7.如权利要求6所述的半导体通孔的制造方法,其特征在于:所述粗...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘庆华,施向东,刘善善,
申请(专利权)人:上海华虹宏力半导体制造有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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