[发明专利]形成接触孔及双镶嵌结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作技术领域，尤其涉及形成接触孔及双镶嵌结构的 方法。

背景技术

近年来，随着半导体集成电路制造技术的发展，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缩小，因此对于良好 线路连接的需求也越来越大。而线路连接的好坏由多个因素决定，其中之一 为所形成的金属层是否有缺陷。随着超大规模集成电路ULSI(Ultra Large Scale Integration)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提 高集成度，降低制造成本，器件的特征尺寸(Critical Size)不断变小，芯片 单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要 求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成 密度。

现有在形成金属互连结构的过程参考图1至图4。如图1所示，首先，在半 导体衬底100上形成金属层102，金属层102的材料为铜或铝等；用物理气相沉 积或化学气相沉积法在金属层102上形成层间绝缘层104，所述层间绝缘层104 的材料为可以是正硅酸乙酯(TEOS)、氧化硅或氟硅玻璃等；接着，用物理 气相沉积或化学气相沉积法在层间绝缘层104上形成阻挡层106，所述阻挡层 106的材料为氮化硅或氮氧化硅等；用旋涂法在阻挡层106上形成光刻胶层 108；经过曝光、显影工艺，在光刻胶层108上形成接触孔图案110。

如图2所示，将光刻胶层108作为掩膜，沿接触孔图案110，用干法刻蚀法 刻蚀阻挡层106和层间绝缘层104至露出金属层102，形成接触孔112；灰化法 去除光刻胶层108。

如图3所示，然后，在接触孔112内填充满导电物质，形成导电插塞114； 接着，继续在阻挡层上形成金属布线层(图未示)，通过导插塞114与金属层 102连通，形成金属互连结构。

在中国专利02106882.8中还可以发现更多与上述形成金属互连结构技术 方案相关的信息。

现有在刻蚀形成接触孔以后，由于金属层被曝露，造成其表面被氧化，进 而导致金属层的电性能降低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种形成接触孔及双镶嵌结构的方法，防止金 属层的电性能降低。

为解决上述问题，本发明提供一种形成接触孔的方法，包括下列步骤： 提供依次形成有金属层、层间绝缘层及阻挡层的半导体衬底；刻蚀阻挡层和 层间绝缘层至露出金属层，形成接触孔；通入气体，将曝露后被氧化的金属 层表面进行还原。

可选的，所述通入的气体为氢气。所述氢气的流量为90sccm～150sccm。 所述通入氢气所需的压强为80毫托～150毫托。所述通入氢气所需的功率为 1200W～1800W。

本发明还提供一种形成双镶嵌结构的方法，包括下列步骤：提供依次形 成有金属层、覆盖层、层间绝缘层、阻挡层的半导体衬底；刻蚀阻挡层、层 间绝缘层至露出覆盖层，形成接触孔；在接触孔内以及阻挡层上形成底部抗 反射层；刻蚀底部抗反射层，直至阻挡层上的底部抗反射层被完全去除，接 触孔内的底部抗反射层的厚度能在后续刻蚀过程中保护金属层；刻蚀阻挡层 和层间绝缘层，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，刻蚀覆盖层至露出金属层，形成双镶嵌结构； 通入气体，将曝露后被氧化的金属层表面进行还原。

可选的，所述通入的气体为氢气。所述氢气的流量为90sccm～150sccm。 所述通入氢气所需的压强为80毫托～150毫托。所述通入氢气所需的功率为 1200W～1800W。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在形成接触孔及双镶嵌结构后 通入气体，将曝露后被氧化的金属层表面进行还原，经过还原后金属氧化物 又变成金属，提高了金属层与后续金属物质接触的有效性，进而提高了半导 体器件的电性能。

附图说明

图1至图3是现有在制作接触孔过程中形成金属互连结构的示意图；

图4是本发明清除金属层表面缺陷的具体实施工艺流程图；

图5是本发明形成接触孔的具体实施工艺流程图；

图6至图8是本发明形成接触孔的实施例示意图；

图9是本发明形成双镶嵌结构的具体实施工艺流程图；