小尺寸接触孔制造方法与流程

专利2025-06-16  11


本申请涉及半导体集成电路制造,具体涉及一种小尺寸接触孔制造方法。


背景技术:

1、后段铜互连工艺为目前半导体制程中常用的工艺技术,其中后段铜互连工艺的顶层通常需要形成铝接触孔。随着客户需求多样化,小关键尺寸(cd约<3um)接触孔在填充铝时由于物理气相淀积工艺存在的自屏蔽效应,堆积在顶部的原子遮蔽了接触孔的开口,使得后续到来的原子难以沉积在接触孔内,造成铝填充空隙。且在后续钝化层工艺中空隙内会存在钝化层以及氟化铝残留。


技术实现思路

1、本申请提供了一种小尺寸接触孔制造方法,可以解决相关技术填充空隙的问题。

2、为了解决本申请背景技术中的技术问题,本申请提供一种小尺寸接触孔制造方法,所述小尺寸接触孔制造方法包括以下步骤:

3、在铜互连结构上依次沉积形成保护层、介质层和光刻胶层;

4、在所述光刻胶层中的定义出小尺寸接触孔图案;

5、基于带有所述小尺寸接触孔图案的光刻胶层,刻蚀所述介质层直至所述保护层外露,形成接触孔初级结构;

6、去除所述光刻胶层后沉积阻挡层,所述阻挡层填充在所述接触孔初级结构中;

7、回刻蚀所述阻挡层,使得未被所述阻挡层覆盖的接触孔初级结构上部口径扩大形成喇叭状;

8、去除剩余的阻挡层,形成接触孔,所述接触孔包括相连通的直形下部和和喇叭状上部;

9、去除所述接触孔位置处的保护层沉积铝,所述铝填充满所述接触孔。

10、可选地,所述去除所述光刻胶层后沉积阻挡层,所述阻挡层填充在所述接触孔初级结构中的步骤中,所述阻挡层的上表面高度位于所述介质层的上表面的高度之下。

11、可选地,所述去除所述光刻胶层后沉积阻挡层,所述阻挡层填充在所述接触孔初级结构中的步骤中,所述阻挡层的高度为所述接触孔初级结构高度的三分之一至四分之三。

12、可选地,所述保护层的材质为sicn。

13、可选地,所述阻挡层的材质为barc。

14、可选地,所述回刻蚀所述阻挡层,使得未被所述阻挡层覆盖的接触孔初级结构上部口径扩大形成喇叭状的步骤,包括:

15、以对所述阻挡层具有高于所述介质层的刻蚀选择比进行回刻蚀,使得未被所述阻挡层覆盖的接触孔初级结构上部口径扩大形成喇叭状。

16、可选地,所述去除剩余的阻挡层,形成接触孔,所述接触孔包括相连通的直形下部和和喇叭状上部的步骤,包括:

17、通过灰化工艺灰化去除剩余的阻挡层,形成接触孔,所述接触孔包括相连通的直形下部和和喇叭状上部。

18、本申请技术方案,至少包括如下优点:通过先去除光刻胶层后沉积阻挡层,所述阻挡层填充在所述接触孔初级结构中,然后通过回刻蚀所述阻挡层,使得未被所述阻挡层覆盖的接触孔初级结构上部口径扩大形成喇叭状,以使得所形成的接触孔上部的口径由下至上逐渐变大,避免在后续铝沉积工艺中因沉积的原子遮蔽接触孔的开口而出现淀积空隙的问题,提高了铝淀积工艺的台阶覆盖率。



技术特征:

1.一种小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述小尺寸接触孔制造方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述去除所述光刻胶层后沉积阻挡层,所述阻挡层填充在所述接触孔初级结构中的步骤中,所述阻挡层的上表面高度位于所述介质层的上表面的高度之下。

3.如权利要求1所述的小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述去除所述光刻胶层后沉积阻挡层,所述阻挡层填充在所述接触孔初级结构中的步骤中,所述阻挡层的高度为所述接触孔初级结构高度的三分之一至四分之三。

4.如权利要求1所述的小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述保护层的材质为sicn。

5.如权利要求1所述的小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述阻挡层的材质为barc。

6.如权利要求1所述的小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述回刻蚀所述阻挡层,使得未被所述阻挡层覆盖的接触孔初级结构上部口径扩大形成喇叭状的步骤,包括:

7.如权利要求1所述的小尺寸接触孔制造方法,其特征在于,所述去除剩余的阻挡层,形成接触孔,所述接触孔包括相连通的直形下部和和喇叭状上部的步骤,包括:


技术总结
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域,具体涉及一种小尺寸接触孔制造方法。该小尺寸接触孔制造方法包括以下步骤:在铜互连结构上依次沉积形成保护层、介质层和光刻胶层;在光刻胶层中的定义出小尺寸接触孔图案;基于带有小尺寸接触孔图案的光刻胶层,刻蚀介质层直至保护层外露,形成接触孔初级结构;去除光刻胶层后沉积阻挡层,阻挡层填充在接触孔初级结构中;回刻蚀阻挡层,使得未被阻挡层覆盖的接触孔初级结构上部口径扩大形成喇叭状;去除剩余的阻挡层,形成接触孔,接触孔包括相连通的直形下部和和喇叭状上部;去除所述接触孔位置处的保护层沉积铝,所述铝填充满所述接触孔。

技术研发人员:刘宇翔,高国磊,张磊,王晓日
受保护的技术使用者:华虹半导体(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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