专利名称：一种半导体器件通孔的形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件通孔的形成方法。
背景技术：
随着半导体技术的发展，半导体集成电路包含了设置在一个基板上的大量半导体器件。在这种半导体集成电路中，采用单层内部连接层已经不足以满足基板上半导体器件内部连接的需要。因而，在实际的半导体集成电路中，在基板上设置多层内联结构，各层之间插入绝缘薄膜，其中，通孔作为多层金属层间互联以及器件有源区与外界电路之间连接的通道，由于其在器件结构组成具有重要作用，使得通孔的形成工艺历来为本领域技术人员所重视。参见图1，为双层金属层与通孔结构示意图，包括第一金属层1、第二金属层2，以及第一金属层1与第二金属层2之间的介质层3，以及对所述介质层3刻蚀形成的通孔5， 其中，所述介质层3包括三层，分别为第一绝缘层31、旋涂玻璃层32和第二绝缘层33。发明人发现现有半导体器件通孔存在电阻不稳定的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种半导体器件通孔的形成方法，能够改善通孔电阻的均勻性。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一种半导体器件通孔的形成方法，包括在半导体器件的第一金属层上制作包含旋涂玻璃层的介质层；对包含旋涂玻璃层的介质层进行刻蚀形成原始通孔；对形成原始通孔的半导体器件进行烘烤；在经过烘烤的半导体器件的介质层表面溅射导电层以形成通孔。本发明实施例提供的半导体器件通孔的形成方法，在原始通孔形成后，在溅射导电层前，对已形成原始通孔的半导体器件进行烘烤，充分固化旋涂玻璃层，改变旋涂玻璃的吸水性能，从而避免在通孔底部形成氧化物，改善因所述氧化物引起的金属层间接触不良而导致的电阻不稳定现象。依照本发明实施例所述的方法制成的通孔，可以有效提高半导体器件的产品良率和可靠性。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为具有双层金属层的半导体器件通孔结构示意图2为实施例一所述的半导体器件通孔的形成方法示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。本发明实施例一所述的半导体器件通孔的形成方法，能够改善通孔电阻的均勻性。本实施例所述半导体器件通孔的结构参见图1，具体所述通孔的形成方法，参见图2，包括如下步骤11、在半导体器件的第一金属层上沉积包含旋涂玻璃层的介质层。本实施例提及的半导体器件包含多层金属层，所述金属层用于对半导体器件进行互联，为了节省半导体器件面积，故采用多层金属层进行互联。本实施例所述的半导体器件通孔的形成方法涉及集成电路制造的后段工艺。在进行本实施例11步骤之前，已经完成了半导体器件的前段工艺处理，即在半导体衬底上已经定义了器件有源区并完成了浅沟槽隔离、继而形成了栅极结构及源区和漏区，并且已在经过处理的晶圆表面沉积了第一金属层，沉积第一金属层的方法包括但是不限于采用化学气相沉积、物理气相沉积、溅射等手段。旋涂玻璃层是采用旋涂工艺制作一层绝缘层，该绝缘层因采用旋涂工艺故叫做旋涂玻璃层，其成分包含但是不限于二氧化硅、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃或具有低介电常数材料中的一种或其组合。采用旋涂工艺是为了使半导体器件绝缘层的表面平坦化。因为晶圆表面在经过前段工艺处理和沉积第一金属层后表面不平整，而通常沉积介质层时(沉积手段包括但是不限于采取热氧化和溅射等手段)，因为介质层材料具有保持原有形状的特性，故在不平整的表面沉积绝缘材料后形成的介质层表面仍然会不平整， 故采用旋涂工艺进行对绝缘层表面进行平坦化处理，在平坦的绝缘层表面再次沉积介质材料，因为介质层材料具有保持原有形状的特性，在平整的表面沉积绝缘材料后形成的介质层表面仍然平整。12、对包含旋涂玻璃层的介质层进行刻蚀形成原始通孔。通过对介质层涂覆光刻胶和曝光等工艺确定原始通孔在介质层的位置后，对介质层应设通孔处进行刻蚀形成原始通孔。所述旋涂工艺是基片垂直于自身表面的轴旋转，同时把液态涂覆材料涂覆在基片上的工艺，受旋涂工艺本身的技术限制，形成原始通孔后，所述原始通孔的断面会有旋涂玻璃露出。所述旋涂玻璃具有吸水特性，会在原始通孔底部形成一层氧化层，造成后续制作的导电层与通孔底部接触不良，故本发明实施例进行如下步骤13、对形成原始通孔的半导体器件进行烘烤。对半导体器件进行烘烤，对旋涂玻璃进行充分的固化，改变旋涂玻璃的吸水性能。14、在经过烘烤的半导体器件的介质层表面溅射导电层以形成通孔。所述溅射方法包括直流溅射、交流溅射、反应溅射和磁控溅射，是用带电粒子轰击靶材，加速的离子轰击固体表面时，发生表面原子碰撞并发生能量和动量的转移，使靶材原子从表面逸出并淀积在介质层及通孔表面的过程。溅射导电层保护经过烘烤的原始通孔不被氧化。本发明实施例提供的半导体器件通孔的形成方法，在原始通孔形成后，在溅射导电层前，对已形成原始通孔的半导体器件进行烘烤，充分固化旋涂玻璃层，改变旋涂玻璃的吸水性能，从而避免在通孔底部形成氧化物，改善因所述氧化物引起的金属层间接触不良而导致的电阻不稳定现象。依照本发明实施例所述的方法制成的通孔，可以有效提高半导体器件的产品良率和可靠性。进一步地，所述步骤11在半导体器件的第一金属层上制作包含旋涂玻璃层的介质层，包括如下步骤111、在半导体器件的第一金属层上通过气相沉积制作介质层的第一绝缘层。具体地，所述介质层的第一绝缘层为厚度为300纳米的离子增强型二氧化硅。112、在所述介质层的第一绝缘层上旋涂玻璃形成介质层的旋涂玻璃层。具体地，所述介质层的旋涂玻璃层的厚度为0至200纳米；113、在所述介质层的旋涂玻璃层上通过气相沉积制作介质层的第二绝缘层。具体地，所述介质层的第二绝缘层为厚度为500纳米的离子增强型二氧化硅。当然，本发明所保护的介质层并不限于三层，也可以通过气相沉积等手段制作更多层的绝缘层，其中采用旋涂工艺制作的介质层可以为多层，本实施例中所述介质层的制作方法与采用该方法做出的介质层仅用于举例说明。进一步地，步骤13可具体为将形成原始通孔的半导体器件置于250摄氏度的温度环境烘烤20分钟。经实验验证处于250摄氏度的温度以及时长20分钟能够达到理想效果。进一步地，步骤14可具体为在经过烘烤的半导体器件的介质层表面溅射钛或氮化钛作为导电层。以钛或氮化钛作为导电层，能够对两个金属层间进行性能良好的连接，并且能够降低通孔电阻。进一步地，在所述步骤14在所述在经过烘烤的半导体器件的介质层表面溅射导电层以形成通孔之后，该方法包括15、在包含通孔的介质层上沉积第二金属层。在沉积所述第二金属层之前，还包括在所述通孔中填充导体(导体成分包含钨或铜)的步骤，用以形成稳定连接第一金属层和第二金属层的通孔。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种半导体器件通孔的形成方法，其特征在于，包括 在半导体器件的第一金属层上沉积包含旋涂玻璃层的介质层； 对包含旋涂玻璃层的介质层进行刻蚀形成原始通孔；对形成原始通孔的半导体器件进行烘烤； 在经过烘烤的半导体器件的介质层表面沉积导电层以形成通孔。
2.按照权利要求1所述的半导体器件通孔的形成方法，其特征在于，所述对形成原始通孔的半导体器件进行烘烤，具体为将形成原始通孔的半导体器件置于250摄氏度的温度环境烘烤20分钟。
3.按照权利要求1所述的半导体器件通孔的形成方法，其特征在于，所述在半导体器件的第一金属层上制作包含旋涂玻璃层的介质层，包括在半导体器件的第一金属层上通过气相沉积制作介质层的第一绝缘层； 在所述介质层的第一绝缘层上旋涂玻璃形成介质层的旋涂玻璃层； 在所述介质层的旋涂玻璃层上通过气相沉积制作介质层的第二绝缘层。
4.按照权利要求1所述的半导体器件通孔的形成方法，其特征在于，所述在经过烘烤的半导体器件的介质层表面沉积导电层以形成通孔，具体为在经过烘烤的半导体器件的介质层表面溅射钛或氮化钛作为导电层。
5.按照权利要求3所述的半导体器件通孔的形成方法，其特征在于 所述介质层的第一绝缘层为厚度为300纳米的离子增强型二氧化硅； 所述介质层的旋涂玻璃层的厚度为0至200纳米；所述介质层的第二绝缘层为厚度为500纳米的离子增强型二氧化硅。
6.按照权利要求1所述的半导体器件通孔的形成方法，其特征在于，在所述在经过烘烤的半导体器件的介质层表面溅射导电层以形成通孔之后，该方法包括在包含通孔的介质层上沉积第二金属层。
全文摘要
本发明实施例公开了一种半导体器件通孔的形成方法，涉及半导体制造技术领域，为改善通孔电阻的均匀性而设计。本发明实施例的方法，包括在半导体器件的第一金属层上沉积包含旋涂玻璃层的介质层；对包含旋涂玻璃层的介质层进行刻蚀形成原始通孔；对形成原始通孔的半导体器件进行烘烤；在经过烘烤的半导体器件的介质层表面沉积导电层以形成通孔。本发明实施例用于形成半导体器件的通孔。
文档编号H01L21/768GK102403265SQ20101028776
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者席华萍, 贺冠中, 陈建国 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司