[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

在半导体器件制造过程中，后段制程是利用金属互连线以及金属层间连线来将各晶体管按照布线要求连接起来，从而实现设计功能。如铝(Al)制程里，金属互连线结构是通过铝导线互连线和铝导线层间的插塞来实现的。

图1是现有技术中半导体器件形成方法的流程图，图2a～2c是现有技术中半导体器件形成过程中的剖面结构示意图。

如图1和图2a～2c所示，半导体器件形成方法如下：

执行步骤S10，如图2a所示，提供一衬底100，并在所述衬底100上形成金属前介质层110以及贯穿所述金属前介质层110的插塞120。

执行步骤S11，继续参考图2a，在所述衬底100上形成第一黏合阻挡层130，接着在第一黏合阻挡层130上形成铝金属层140，接着再形成第二黏合阻挡层131。所述第一黏合阻挡层130和第二黏合阻挡层131均包括依次形成的Ti层和TiN层，Ti层作为粘合层，其可更好地和铝粘合，TiN层作为阻挡层，防止铝的扩散和电迁移(EM)。

执行步骤S12，如图2b所示，在第二黏合阻挡层131上涂布光阻并以其为掩膜，进行第一次刻蚀，即，刻蚀所述第二黏合阻挡层131、铝金属层140、第一黏合阻挡层130，形成金属互连线150。

执行步骤S13，继续参考图2b，在所述衬底100上形成第一金属间介质层180，由于金属互连线的存在，在金属互连线的上方所述第一金属间介质层180形成突起，对所述第一金属间介质层180进行第一次化学机械研磨，直至所述第一金属间介质层180的突起消失并保持研磨面水平，所述第一金属间介质层180可以为二氧化硅层。

执行步骤S14，如图2c所示，在所述衬底100上形成第二金属间介质层181,所述第二金属间介质层181可以为二氧化硅层。

执行步骤S15，继续参考图2c，在第二金属间介质层181上涂布光阻，并以其为掩膜，进行第二次刻蚀，刻蚀所述第二金属间介质层181形成通孔。

执行步骤S16，继续参考图2c，在通孔侧壁以及第二金属间介质层181上形成第三黏合阻挡层132，并在所述第三黏合阻挡层132上形成钨金属。

执行步骤S17，如图2c所示，对所述衬底100进行第二次化学机械研磨，去除所述第二金属间介质层181上的钨和第三黏合阻挡层132，直至露出所述第二金属间介质层181，形成第二插塞170。

由上可知，现有技术工艺中金属互连线及金属层间连线的制作除了需要形成铝金属层和钨之外，还形成三次黏合阻挡层(第一黏合阻挡层130、第二黏合阻挡层131、第三黏合阻挡层132)、两次刻蚀(第一次刻蚀，主要刻蚀铝金属层形成金属互连线；第二次刻蚀，刻蚀第二金属间介质层形成通孔)、两次研磨(第一次化学机械研磨，研磨第一金属间介质层180；第二次化学机械研磨，研磨钨和第三黏合阻挡层132)，工艺繁琐。

发明内容

本发明的目的在于简化半导体器件的形成方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种半导体器件的形成方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成金属层；

在所述金属层上形成第一图形化的光阻层，并以其为掩膜刻蚀所述金属层，形成第一金属图形；以及

在所述第一金属图形上形成第二图形化的光阻层，并以其为掩膜刻蚀所述第一金属图形，形成第二金属图形，所述第二金属图形的下部作为金属互连线，所述第二金属图形的上部作为金属层间连线。

可选的，在所述衬底上形成金属层之前，还包括：

在所述衬底上形成金属前介质层以及贯穿所述金属前介质层的插塞；以及

在所述金属前介质层上形成黏合阻挡层。

可选的，刻蚀所述金属层一并刻蚀所述黏合阻挡层。

可选的，刻蚀所述第一金属图形一并刻蚀所述黏合阻挡层。

可选的，所述黏合阻挡层包括Ti层以及形成于所述Ti层上的TiN层。

可选的，形成第二金属图形后，还包括：

在所述衬底以及第二金属图形上形成金属间介质层；以及

对所述金属间介质层进行化学机械研磨，直至暴露所述第二金属图形。

可选的，所述金属层为铝金属层。

可选的，采用氯气或氯化硼刻蚀所述第一金属图形。

可选的，所述第一图形化的光阻层的图形与所述金属互连线的形状相同。