金属互连层的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种金属互连层的制作方法，包括：提供半导体基底，半导体基底中开设有至少一个凹槽；形成一金属层于半导体基底上，金属层填充凹槽并向上凸出凹槽至第一高度，金属层还覆盖半导体基底的顶表面，并且金属层中覆盖半导体基底的顶表面的顶部位置对应于第二高度的位置，第一高度高于第二高度；刻蚀金属层中至少对应于凹槽上方的部分，以使金属层中对应于凹槽上方的部分的顶部位置降低至第三高度的位置，第三高度与第二高度之间的高度差小于第一高度和第二高度之间的高度差。本发明专利技术提供的金属互连层的制作方法可以确保最终制得的金属互连层的电阻特性和稳定性。

Manufacturing method of metal interconnection layer

【技术实现步骤摘要】
金属互连层的制作方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种金属互连层的制作方法。
技术介绍
在制造半导体器件的过程中，通常需要形成金属互连层以实现不同层的连接。相关技术中，形成金属互连层的方法具体包括：提供半导体基底，所述半导体基底具备凹槽区域和平坦区域，在所述半导体基底对应于凹槽区域的部分形成凹槽，再在所述半导体基底中沉积铜层，使得所述铜层填满所述凹槽，之后，利用研磨工艺研磨所述铜层，以暴露出所述半导体基底表面，从而形成金属互连层。但是，相关技术中，在执行研磨工艺的过程中，所述半导体基底中对应于平坦区域部分的表面极易被过度研磨，使得最终制得的金属互连层中对应于平坦区域部分的表面出现凹陷，从而会影响所述金属互连层的电阻特性和稳定性，进而会影响到最终制得的半导体器件的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属互连层的制作方法，以解决相关技术的金属互连层的制作方法易导致金属互连层中的表面出现凹陷，而致使金属互连层的电阻特性和稳定性均较低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种金属互连层的制作方法，所述方法包括：提供半导体基底，所述半导体基底中开设有至少一个凹槽；形成一金属层于所述半导体基底上，所述金属层填充所述凹槽并向上凸出所述凹槽至第一高度，所述金属层还覆盖所述半导体基底的顶表面，并且所述金属层中覆盖所述半导体基底顶表面部分的顶部位置对应于第二高度的位置，所述第一高度高于所述第二高度；刻蚀所述金属层中至少对应于所述凹槽的部分，以使所述金属层中对应于所述凹槽部分的顶部位置降低至第三高度的位置，所述第三高度与所述第二高度之间的高度差小于所述第一高度和所述第二高度之间的高度差。可选的，所述第三高度与所述第二高度之间的高度差小于或等于50nm。可选的，所述半导体基底中定义有凹槽区域，所述至少一个凹槽形成在所述凹槽区域中；其中，所述金属层中对应于所述凹槽区域部分的顶部位置对应于第一高度的位置，所述金属层中对应于除凹槽区域之外的区域部分的顶部位置对应于第二高度的位置；以及，刻蚀所述金属层中至少对应于所述凹槽部分的方法包括：刻蚀所述金属层中对应于所述凹槽区域部分的顶部位置以使所述金属层中对应于所述凹槽区域部分的顶部位置降低至第三高度的位置。可选的，形成一金属层于所述半导体基底上的方法包括：利用电镀工艺在所述半导体基底上形成所述金属层。可选的，在电镀形成所述金属层之前，所述方法还包括：在所述凹槽区域中的所述凹槽中和所述凹槽外围的半导体基底顶表面上分布促进剂。可选的，在所述半导体基底上形成金属层之前，所述方法还包括：形成一连接层于所述半导体基底上，所述连接层覆盖所述半导体基底顶表面、所述至少一个凹槽侧壁的表面以及所述至少一个凹槽底壁的表面。可选的，所述连接层的材质包括金属。可选的，在刻蚀所述金属层之后，所述方法还包括：利用研磨工艺研磨所述半导体基底上方的金属层，以暴露出所述半导体基底的表面。可选的，其特征在于，所述金属层的材质包括铜。可选的，所述半导体基底包括一绝缘层，所述至少一个凹槽开设于所述绝缘层中。综上所述，本专利技术提供的金属互连层的制作方法中，会在所述半导体基底中开设至少一个凹槽，并会在所述半导体基底上形成一金属层以填充所述至少一个凹槽，其中，所述金属层中对应于凹槽部分的顶部位置为第一高度的位置，所述金属层中覆盖半导体基底的顶表面部分的顶部位置对应第二高度的位置，所述第一高度高于所述第二高度。之后，会刻蚀金属层中对应于所述凹槽的部分，使得所述金属层中对应于凹槽部分的顶部位置降低至第三高度的位置，且所述第三高度与所述第二高度之间的高度差较小，小于所述第一高度和所述第二高度之间的高度差。此时，当后续利用研磨工艺研磨所述金属层以制得金属互连层时，可以避免研磨到的半导体基底的表面，使得最终制得的金属互连层的表面不会出现凹陷，确保了最终制得的金属互连层的电阻特性和稳定性，进而确保了最终制得的半导体器件的稳定性。附图说明图1是相关技术中的一种半导体基底的结构示意图；图2是相关技术中的一种金属互连层的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种金属互连层的制作方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种半导体基底的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种在形成连接层之后半导体基底的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种在形成金属层之后半导体基底的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种在刻蚀凹槽区域对应的金属层之后半导体基底的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种在执行研磨工艺之后半导体基底的结构示意图。具体实施方式承如
技术介绍
所述，相关技术中在形成金属互连层时，通常会提供如图1所示的半导体基底1以及形成在半导体基底1上的绝缘层2，其中，所述半导体基底1定义有凹槽区域a和平坦区域b。以及，还会在所述绝缘层2中对应于凹槽区域a的部分形成凹槽A。之后，在所述绝缘层2上电镀一层铜层3，使得所述铜层3填满所述凹槽A。再利用研磨工艺研磨所述半导体基底1，将位于所述绝缘层2上方的铜层研磨掉以暴露出绝缘层2的表面，从而制备出金属互连层。但是，相关技术中，在电镀铜层3时，由于需要所述铜层3填满所述凹槽A，则需使得对应于所述凹槽A处的铜层生长速率较快。具体的，通常会在所述凹槽区域a中的凹槽A中和凹槽A外周的基底表面分布促进剂，以促进铜层3生长。此时，在执行完电镀工艺之后，则会使得对应于凹槽区域a的铜层3的顶部位置远远高于对应于平坦区域b的铜层3的顶部位置，也即两者之间的高度差H较大。基于此，当后续在利用研磨工艺研磨铜层3时，由于对应于凹槽区域a的铜层3的厚度较厚，而对应于平坦区域b的铜层3的厚度相对较薄，则在平坦区域b上的铜层3被研磨完后，凹槽区域a上仍具备一定厚度的铜层3，还需继续研磨，而若继续执行研磨工艺，则会使得平坦区域b对应的绝缘层2的表面被研磨，会导致最终形成的金属互连层中对应于平坦区域b的部分的表面出现凹陷B(参考图2所示)，从而影响到所述金属互连层的电阻特性和稳定性，并影响到最终制得的半导体器件的稳定性。为此本专利技术提供了一种金属互连层的制作方法，以防止最终制成的金属互连层的表面出现凹陷，确保所述金属互连层的电阻特性和稳定性。以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的金属互连层的制作方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本实施例提供的金属互连层的制作方法包括：提供半导体基底，所述半导体基底中开设有至少一个凹槽；形成一金属层于所述半导体基底上，所述金属层填充所述凹槽并向上凸出所述凹槽至第一高度，所述金属层还覆盖所述半导体基底的顶表面，并且所述金属层中覆盖所述半导体基底顶表面部分的顶部位置对应于第二高度的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属互连层的制作方法，其特征在于，所述方法包括：/n提供半导体基底，所述半导体基底中开设有至少一个凹槽；/n形成一金属层于所述半导体基底上，所述金属层填充所述凹槽并向上凸出所述凹槽至第一高度，所述金属层还覆盖所述半导体基底的顶表面，并且所述金属层中覆盖所述半导体基底顶表面部分的顶部位置对应于第二高度的位置，所述第一高度高于所述第二高度；/n刻蚀所述金属层中至少对应于所述凹槽的部分，以使所述金属层中对应于所述凹槽部分的顶部位置降低至第三高度的位置，所述第三高度与所述第二高度之间的高度差小于所述第一高度和所述第二高度之间的高度差。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属互连层的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
提供半导体基底，所述半导体基底中开设有至少一个凹槽；
形成一金属层于所述半导体基底上，所述金属层填充所述凹槽并向上凸出所述凹槽至第一高度，所述金属层还覆盖所述半导体基底的顶表面，并且所述金属层中覆盖所述半导体基底顶表面部分的顶部位置对应于第二高度的位置，所述第一高度高于所述第二高度；
刻蚀所述金属层中至少对应于所述凹槽的部分，以使所述金属层中对应于所述凹槽部分的顶部位置降低至第三高度的位置，所述第三高度与所述第二高度之间的高度差小于所述第一高度和所述第二高度之间的高度差。


2.如权利要求1所述的金属互连层的制作方法，其特征在于，所述第三高度与所述第二高度之间的高度差小于或等于50nm。


3.如权利要求1所述的金属互连层的制作方法，其特征在于，所述半导体基底中定义有凹槽区域，所述至少一个凹槽形成在所述凹槽区域中；其中，所述金属层中对应于所述凹槽区域部分的顶部位置对应于第一高度的位置，所述金属层中对应于除凹槽区域之外的区域部分的顶部位置对应于第二高度的位置；
以及，刻蚀所述金属层中至少对应于所述凹槽部分的方法包括：刻蚀所述金属层中对应于所述凹槽区域部分的顶部位置以使所述金属层中对应于所述凹槽区域部分的顶部位置降低至第三高度的位置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张纪稳，张玉贵，崔助凤，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34