[发明专利]半导体器件的制作方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：提供半导体结构，半导体结构具有键合层；在键合层上覆盖金属硬掩模层；图案化金属硬掩模层，形成金属硬掩模图案；以金属硬掩模图案为掩模在键合层中形成通孔；在金属硬掩模图案表面及通孔中覆盖互连材料；以及进行平坦化，平坦化去除键合层表面的金属硬掩模图案及互连材料，停留在键合层上，且保留通孔中的互连材料作为互连结构。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制作方法，该半导体器件的制作方法可以显著缩短平坦化所需的时间，提高了平坦化制程的可控性和稳定性，降低了工艺的成本。

背景技术

在半导体器件的制作过程中，常常需要在半导体器件上形成金属互连结构，以实现多个半导体器件之间的电连接。例如，在三维存储器领域，通过在晶圆表面形成的铜互连结构，可以实现多个晶圆之间的键合。具有金属互连结构的半导体器件的制作过程一般包括在半导体器件的层中形成通孔，以及在通孔内填充金属等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体器件的制作方法，该半导体器件的制作方法可以显著缩短平坦化所需的时间，提高了平坦化制程的可控性和稳定性，降低了工艺的成本。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：提供半导体结构，所述半导体结构具有键合层；在所述键合层上覆盖金属硬掩模层；图案化所述金属硬掩模层，形成金属硬掩模图案；以所述金属硬掩模图案为掩模在所述键合层中形成通孔；在所述金属硬掩模图案表面及所述通孔中覆盖互连材料；以及进行平坦化，所述平坦化去除所述键合层表面的金属硬掩模图案及互连材料，停留在所述键合层上，且保留所述通孔中的互连材料作为互连结构。

在本发明的一实施例中，所述键合层相对于所述金属硬掩模层的刻蚀选择比高于100。

在本发明的一实施例中，所述金属硬掩模层的厚度是10-20nm。

在本发明的一实施例中，所述金属硬掩模层的材料包括氮化钛。

在本发明的一实施例中，所述平坦化去除所述金属硬掩模图案的时间为10-20s。

在本发明的一实施例中，在所述金属硬掩模图案表面及所述通孔中覆盖互连材料之前还包括：在所述金属硬掩模图案表面及所述通孔内壁形成阻挡层。

在本发明的一实施例中，在所述金属硬掩模图案表面及所述通孔中覆盖互连材料的步骤包括：形成互连种子层；以及在所述互连种子层上生长互连材料。

在本发明的一实施例中，所述半导体结构还包括衬底和形成在所述衬底上的至少一个介质层，所述介质层内形成有若干功能器件，所述键合层位于所述介质层上。

在本发明的一实施例中，还包括将所述半导体结构通过所述键合层及所述互连结构与另一半导体结构键合。

本发明的另一方面提供一种半导体器件，包括：键合层，所述键合层具有通孔；金属硬掩模图案，位于所述键合层表面；以及互连材料，覆盖所述金属硬掩模图案表面及填充于所述通孔。

在本发明的一实施例中，所述键合层相对于所述金属硬掩模图案的刻蚀选择比高于100。

在本发明的一实施例中，所述金属硬掩模图案的厚度是10-20nm。

在本发明的一实施例中，所述金属硬掩模图案的材料包括氮化钛。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

本发明的半导体器件的制作方法使用了金属硬掩模图案为掩模在键合层中形成通孔，显著的缩短了平坦化所需的时间，提高了平坦化制程的可控性和稳定性，降低了工艺的成本。

附图说明