通孔形成方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种通孔形成方法，包括：提供基底，所述基底表面上依次形成有：金属层、刻蚀阻挡层、第一介质层和第二介质层；在第二介质层表面上形成通孔的光刻胶图形；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用干法刻蚀工艺在第二介质层中形成通孔；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用湿法刻蚀工艺在第一介质层中形成通孔。该方案能够有效的避免氟元素进入底层的刻蚀阻挡层中，从而避免了在后续粘连层形成时的高温环境下刻蚀阻挡层中的氟元素扩散形成氟层，使刻蚀阻挡层和粘连层之间不存在电阻较高的氟层，因此，本实施例提供的技术方案中，能够减小通孔中导线的电阻，进而提高半导体器件的良品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造
，尤其涉及一种。
技术介绍
在半导体晶片制造工艺的后段，各金属层之间需要通过导线互相连通，其中，导线通常设置在介质层的通孔(Via)中。如图1所示，为一种典型的半导体晶片的剖面结构示意图，其中，101为金属层，102为刻蚀阻挡层，103为第一介质层，104为第二介质层，105为通孔，106为粘连层。其中，刻蚀阻挡层102用于作为刻蚀时的阻挡保护金属层，并防止上下层材料的交互扩散，粘连层106通常用于粘合导线材料和刻蚀阻挡层102，并作为两者之间的隔离。通常，现有技术中，在介质层中形成通孔的工艺包括以下步骤在第二介质层表面上依次通过涂布光刻胶、曝光、显影步骤形成通孔的光刻胶图形；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用干法刻蚀工艺在第二介质层中形成通孔；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用干法刻蚀工艺在第一介质层中形成通孔；在通孔的表面上形成粘连层。然而，应用上述现有技术，在通孔中形成导线后，存在导线电阻较高的缺陷。经专利技术人研究发现，产生该缺陷的主要原因是在通孔对应的刻蚀阻挡层和粘连层交界面区域， 刻蚀阻挡层和粘连层之间存在一层明显的氟层。如图2所示，为通孔对应的刻蚀阻挡层和粘连层交界面区域的局部结构示意图，其中，102为刻蚀阻挡层，105为通孔，106为粘连层， 107为氟层。由于氟层107区域的电阻较大，进而导致和后续工艺中通孔中导线的电阻过高，而较高的导线电阻会进一步的影响最终得到的半导体器件的良品率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种，以避免刻蚀阻挡层和粘连层之间形成氟层，进而实现减小通孔中导线的电阻，以提高半导体器件的良品率。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了如下技术方案一种，包括提供基底，所述基底表面上依次形成有金属层、刻蚀阻挡层、第一介质层和第二介质层；在第二介质层表面上形成通孔的光刻胶图形；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用干法刻蚀工艺在第二介质层中形成通孔；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用湿法刻蚀工艺在第一介质层中形成通孔。优选的，所述湿法刻蚀工艺采用对第一介质层和第二介质层具有高刻蚀选择比的刻蚀溶液。优选的，所述第一介质层为氮氧化硅介质层，所述第二介质层为氧化硅介质层，所述刻蚀阻挡层为氮化钛层。优选的，所述刻蚀溶液为磷酸溶液。优选的，所述氧化硅介质层中含有氟元素。优选的，所述干法刻蚀工艺为等离子体刻蚀工艺。优选的，所述等离子体刻蚀工艺采用的刻蚀气体中含有氟元素。优选的，在第一介质层中形成通孔之后，还包括在通孔的表面上形成粘连层。优选的，在形成粘连层之后，还包括去除第二介质层表面上的光刻胶。优选的，所述粘连层为钛薄膜层，通过离子注入工艺形成。应用本专利技术实施例所提供的技术方案，采用湿法刻蚀工艺取代现有技术中的干法刻蚀工艺以在第一介质层中形成通孔。由于湿法刻蚀工艺是通过溶液腐蚀进行刻蚀，不存在离子撞击过程，且无需使用含氟元素的等离子气体，因此，能够有效的避免氟元素进入底层的刻蚀阻挡层中，从而避免了在后续粘连层形成时的高温环境下刻蚀阻挡层中的氟元素扩散形成氟层，使刻蚀阻挡层和粘连层之间不存在电阻较高的氟层，因此，本实施例提供的技术方案中，能够减小通孔中导线的电阻，进而提高半导体器件的良品率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中典型的半导体晶片的剖面结构示意图；图2为现有技术中典型的半导体晶片的局部剖面结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的半导体器件中流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的形成通孔的光刻胶图形后的半导体晶片局部结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的第二介质层中形成通孔后的半导体晶片局部结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的第一介质层中形成通孔后的半导体晶片局部结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的通孔表面上形成粘连层后的半导体晶片局部结构示意图。具体实施例方式正如
技术介绍
部分所述，应用现有技术方案在通孔中形成导线后，在通孔对应的刻蚀阻挡层和粘连层交界面区域，刻蚀阻挡层和粘连层之间存在一层明显的氟层。由于氟层区域的电阻较大，进而导致和后续工艺中通孔中导线的电阻过高，而较高的导线电阻会进一步的影响最终得到的半导体器件的良品率。经专利技术人研究发现，氟层的形成原因如下由于第二介质层中通常含有氟元素，如第二介质层的材质为含有氟的氧化硅，并且在干法刻蚀工艺中通常采用氮氟化合物气体， 如常见的CF4,其中也含有较多的氟元素，在第二介质层和第一介质层的干法刻蚀过程中， 氮氟化合物气体中的氟元素和第二介质层中的氟元素会被撞击到底层的刻蚀阻挡层中，在后续形成粘连层制造工艺中的高温环境下，刻蚀阻挡层中的氟元素会向表面扩散，聚集在刻蚀阻挡层和形成的粘连层之间，形成了氟层。基于上述研究的基础上，本专利技术实施例提供了一种，该方法包括以下步骤提供基底，所述基底表面上依次形成有金属层、刻蚀阻挡层、第一介质层和第二介质层；在第二介质层表面上形成通孔的光刻胶图形；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用干法刻蚀工艺在第二介质层中形成通孔；以通孔的光刻胶图形为掩模，采用湿法刻蚀工艺在第一介质层中形成通孔。应用本专利技术实施例所提供的技术方案，采用湿法刻蚀工艺取代现有技术中的干法刻蚀工艺以在第一介质层中形成通孔。由于湿法刻蚀工艺是通过溶液腐蚀进行刻蚀，不存在离子撞击过程，且无需使用含氟元素的等离子气体，因此，能够有效的避免氟元素进入底层的刻蚀阻挡层中，从而避免了在后续粘连层形成时的高温环境下刻蚀阻挡层中的氟元素扩散形成氟层，使刻蚀阻挡层和粘连层之间不存在电阻较高的氟层，因此，本实施例提供的技术方案中，能够减小通孔中导线的电阻，进而提高半导体器件的良品率。以上是本申请的核心思想，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。实施例一本专利技术实施例提供了一种，如图3所示，为该方法的一种流程示意图，具体包括以下步骤步骤S301，提供基底，所述基底表面上依次形成有金属层、刻蚀阻挡层、第一介质层和第二介质层。步骤S302，在第二介质层表面上形成通孔的光刻胶图形。如图4所示，为形成通孔的光刻胶图形后得到的半导体晶片局部结构示意图，其中，401为金属层，402为刻蚀阻挡层，403为第一介质层，404为第二介质层，408为通孔的光刻胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：