半导体器件、双镶嵌结构的制作方法技术

一种半导体器件、双镶嵌结构的制作方法。其中双镶嵌结构的制作方法，包括：提供带有金属布线层的半导体衬底，在金属布线层上依次形成第一覆盖层、第一层间绝缘层、第二覆盖层；刻蚀第二覆盖层、第一层间绝缘层至露出第一覆盖层，形成接触孔；在接触孔内填充满底部抗反射层；在第二覆盖层和底部抗反射层上依次形成第二层间绝缘层；刻蚀第二层间绝缘层至露出第二覆盖层，形成沟槽，所述沟槽的位置与接触孔的位置对应并连通；去除接触孔内的底部抗反射层后，刻蚀第一覆盖层至露出金属布线层，形成双镶嵌结构。本发明专利技术防止在刻蚀过程中接触孔内产生刻蚀残留而导致的条纹缺陷，提高了后续半导体器件的电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制作
，尤其涉及。
技术介绍
随着半导体器件制作技术的飞速发展，半导体器件已经具有深亚微米结构。由于集成电路中所含器件的数量不断增加，器件的尺寸也因集成度的提升而不断地縮小，器件之间的高性能、高密度连接不仅在单个互连层中进行，而且要在多层之间进行互连。因此，通常提供多层互连结构，其中多个互连层互相堆叠，并且层间绝缘膜置于其间，用于连接半导体器件。特别是利用双镶嵌(dual-damascene)工艺形成的多层互连结构，其预先在层间绝缘膜中形成沟槽(trench)和接触孔(via)，然后用导电材料填充所述沟槽和接触孔。例如申请号为02106882. 8的中国专利申请文件提供的双镶嵌结构制作工艺，因为双镶嵌结构能避免重叠误差以及解决习知金属工艺的限制，双镶嵌工艺便被广泛地应用在半导体制作过程中而提升器件可靠度。因此，双镶嵌工艺已成为现今金属导线连结技术的主流。 现有制作双镶嵌结构的方法参考图1至图4。如图1所示，提供半导体衬底100，在半导体衬底100上形成有金属布线层102 ;在金属布线层102上形成厚度为600埃 800埃的第一覆盖层104 ;在第一覆盖层104上形成第一层间绝缘层106 (inter-layerdielectrics ;ILD)，所述第 一 层间绝缘层106的材料是未掺杂的硅玻璃(Un-dopedSilicate Glass ;USG)或低介电常数材料等。所述第一覆盖层104可防止金属布线层102扩散到第一层间绝缘层106中，亦可防止刻蚀过程中金属布线层102被刻蚀。 之后，在第一层间绝缘层106上形成厚度为600埃 800埃的第二覆盖层107 ;在第二覆盖层107上形成第二层间绝缘层108，第二层间绝缘层108的材料为低温氧化硅，所述低温指温度为20(TC 50(TC。在第二层间绝缘层108上形成阻挡层109，所述阻挡层109的作用在于后续光刻胶曝光显影过程中避免光线透过；随后，在阻挡层108上形成第一光刻胶层IIO，经过曝光显影工艺，在第一光刻胶层IIO上形成开口，开口位置对应后续需要形成双镶嵌结构中的接触孔；随后以第一光刻胶层110为掩膜，刻蚀阻挡层109、第二层间绝缘层108、第二覆盖层107、第一层间绝缘层106直至暴露出第一覆盖层104，形成接触孔112。 参考附图2所示，灰化法去除第一光刻胶层IIO，其中灰化温度为250°C ;在阻挡层109上以及接触孔112中形成覆盖第二层间绝缘层108的底部抗反射层(BottomAnti-Reflective Coating, BARC)114。用回蚀法刻蚀底部抗反射层114，直至完全去除阻挡层109上的底部抗反射层114，并保留接触孔112内的部分底部抗反射层114，其中留在接触孔112内的底部抗反射层114的厚度应该保证在随后刻蚀形成双镶嵌结构的工艺过程中避免第一覆盖层104被刻蚀穿。 如图3所示，在阻挡层108上形成第二光刻胶层116，并通过曝光、显影在第二光刻胶层116上形成与后续沟槽对应的开口，开口的宽度大于接触孔112的宽度。以第二光刻胶层116为掩膜，刻蚀阻挡层109以及第二层间绝缘层108，形成沟槽118。 参考附图4所示，灰化法去除第二光刻胶层116和接触孔112内的底部抗反射层114，其中灰化温度为250°C ;然后再用湿法刻蚀法去除残留的第二光刻胶层116 ;沿接触孔112刻蚀第一覆盖层104，直至暴露出金属布线层102，形成双镶嵌结构，所述刻蚀第一覆盖层104采用的方法为先用干法刻蚀去除大部分的覆盖层，然后再采用的氟化铵(NH4F)和氟化氢(HF)混合溶液对剩下的第一覆盖层104进行湿洗。 现有双镶嵌结构制作过程中，由于需要刻蚀第二覆盖层、第二层间绝缘层、第一覆盖层及第一层间绝缘层才能形成接触孔，接触孔的深度比较深，而第一光刻胶的厚度不能做得过厚，在刻蚀过程中掩膜效果不是很好，因此在刻蚀过程中会在接触孔中产生条纹缺陷(如图5所示)。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，防止条纹缺陷的产生。 为解决上述问题，本专利技术提供一种双镶嵌结构的制作方法，包括提供带有金属布线层的半导体衬底，在金属布线层上依次形成第一覆盖层、第一层间绝缘层、第二覆盖层；刻蚀第二覆盖层、第一层间绝缘层至露出第一覆盖层，形成接触孔；在接触孔内填充满底部抗反射层；在第二覆盖层和底部抗反射层上依次形成第二层间绝缘层；刻蚀第二层间绝缘层至露出第二覆盖层，形成沟槽，所述沟槽的位置与接触孔的位置对应并连通；去除接触孔内的底部抗反射层后，刻蚀第一覆盖层至露出金属布线层，形成双镶嵌结构。 可选的，所述第二层间绝缘层的材料为低温氧化硅，所述低温为温度20(TC 500°C。所述第二层间绝缘层的厚度为15000埃 18000埃。形成第二层间绝缘层的方法为化学气相沉积法或等离子体化学气相沉积法。 可选的，刻蚀第二层间绝缘层，形成沟槽的方法为干法刻蚀法。 可选的，所述第一层间绝缘层的材料为未掺杂的硅玻璃。所述第一层间绝缘层的厚度为15000埃 18000埃。形成第一层间绝缘层的方法为化学气相沉积法或等离子体化学气相沉积法。 可选的，刻蚀第二覆盖层、第一层间绝缘层，形成接触孔的方法为干法刻蚀法。 可选的，所述第一覆盖层和第二覆盖层的材料为氮化硅或氮氧化硅或氮碳氧化硅。所述第一覆盖层和第二覆盖层的厚度为350埃 500埃。 本专利技术还提供一种半导体器件，包括半导体衬底，位于半导体衬底上的金属布线层，位于金属布线层上的第一覆盖层，位于第一覆盖层上的第一层间绝缘层，位于第一层间绝缘层上的第二覆盖层，接触孔贯穿第二覆盖层和第一层间绝缘层至露出第一覆盖层，底部抗反射层填充满接触孔，第二覆盖层和底部抗反射层上形成有第二层间绝缘层。 可选的，所述第二层间绝缘层的材料为低温氧化硅，所述低温为温度20(TC 500°C。所述第二层间绝缘层的厚度为15000埃 18000埃。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点对第一层间绝缘层和第二覆盖层进行刻蚀，形成接触孔，并于接触孔内填充满底部抗反射层后；再于第二覆盖层上形成第二层间绝缘层，刻蚀后形成沟槽。刻蚀第二覆盖层和第一层间绝缘层形成接触孔，不需要同时刻蚀第二层间绝缘层，使刻蚀膜层的厚度减小，在刻蚀过程中不会产生刻蚀残留而导致的条纹缺导体器件的电性能。附图说明 图1至图4是现有技术形成双镶嵌结构的示意 图5是现有技术形成的双镶嵌结构产生缺陷的效果 图6是本专利技术形成双镶嵌结构的具体实施方式流程 图7至图10是本专利技术形成双镶嵌结构的实施例示意 图11是用本专利技术实施例工艺形成的双镶嵌结构效果图。具体实施例方式本专利技术对第一层间绝缘层和第二覆盖层进行刻蚀，形成接触孔，并于接触孔内填充满底部抗反射层后；再于第二覆盖层上形成第二层间绝缘层，刻蚀后形成沟槽。刻蚀第二覆盖层和第一层间绝缘层形成接触孔，不需要同时刻蚀第二层间绝缘层，使刻蚀膜层的厚度减小，在刻蚀过程中不会产生刻蚀残留而导致的条纹缺陷，提高了后续半导体器件的电性能。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。 图6是本专利技术形成双镶嵌结构的具体实施方式流程图。如图6所示，执行步骤S101，提供带有金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双镶嵌结构的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：提供带有金属布线层的半导体衬底，在金属布线层上依次形成第一覆盖层、第一层间绝缘层、第二覆盖层；刻蚀第二覆盖层、第一层间绝缘层至露出第一覆盖层，形成接触孔；在接触孔内填充满底部抗反射层；在第二覆盖层和底部抗反射层上依次形成第二层间绝缘层；刻蚀第二层间绝缘层至露出第二覆盖层，形成沟槽，所述沟槽的位置与接触孔的位置对应并连通；去除接触孔内的底部抗反射层后，刻蚀第一覆盖层至露出金属布线层，形成双镶嵌结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周鸣，孙武，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]