[发明专利]一步制备迭孔金属层的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体工艺技术领域，尤其涉及一种一步制备迭孔金属层的方法。

背景技术

众所周知，集成电路(IC，Integrated Circuit)的实质就是把电路所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等电子元器件整合到半导体晶圆(wafer)上，形成完整的逻辑电路，以达到控制、计算或记忆等功能。通常，半导体工艺采用沉积工艺、光刻工艺、刻蚀工艺等在硅晶片上形成集成电路的器件。为了连接各个部件构成集成电路，通常使用具有相对高导电率的金属材料例如铜进行布线，也就是金属布线。

近年来，布线基板的要求进一步的高功能化，因此必须要实现布线的高密度化、高层积化。观察通孔导体时，可以考虑通过形成沿厚板方向连接多个填充到层间绝缘材料的贯通孔(through-hole)内的填孔(filled Via)的迭孔(Stack Via)，节省空间，并提高布线密度。

现有技术中制备迭孔金属层的工艺方法中各步骤相应结构的剖面示意图具体请参考图1a-图1f。

首先，参考图1a，提供一半导体基底100，在所属半导体基底100上依次沉积第一阻挡层110、第一介电层120；

接着，参考图1b，选择性刻蚀所述第一阻挡层110和所述第一介电层120，形成一通孔130；

然后，参考图1c，在所述第通孔侧壁上淀积第一金属阻挡层和第一金属籽晶层(所述第一金属阻挡层和第一金属籽晶层为本领域的普通技术人员可以理解，在图1c中未具体示出)，并在所述通孔内填充第一金属层142；

接着，参考图1d，依次沉积第二阻挡层210、第二介电层220；

随后，参考图1e，选择性刻蚀所述第二阻挡层210、第二介电层220，形成浅沟槽230；

之后，参考图1f，在所述浅沟槽侧壁上淀积第二金属阻挡层和第二金属籽晶层(所述第二金属阻挡层和第二金属籽晶层为本领域的普通技术人员可以理解，在图1f中未具体示出)，并在所述浅沟槽内填充第二金属层242。进行研磨平坦化，形成迭孔金属层结构。

然而，现有的制备迭孔金属层结构的技术中存在以下缺陷：第一通孔和浅沟槽需要分别两步骤制备完成，增加了工艺步骤，导致工艺流程繁琐、生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种一步制备迭孔金属层的方法，减少制备迭孔的工艺流程，提高工艺效率。

为解决上述技术问题，本发明提供的一步制备迭孔金属层的方法，包括：

提供一半导体基底；

在所述半导体基底上依次沉积一介电层和一顶层；

选择性刻蚀所述顶层和所述介电层，在所述介电层中形成浅沟槽；

选择性刻蚀，在所述浅沟槽中形成一通孔；

对所述浅沟槽和所述通孔同时进行刻蚀，所述浅沟槽的深度增加，所述通孔的深度增加，所述通孔贯穿所述介电层；

在所述浅沟槽和所述通孔中填充金属层，形成所述迭孔金属层。

进一步的，在所述半导体基底和所述介电层之间形成一阻挡层。

进一步的，采用化学气相沉积所述阻挡层。

进一步的，所述阻挡层的材料为氮掺杂的碳化硅层或氮化硅。。

进一步的，采用化学气相沉积所述介电层。。

进一步的，所述介电层为掺杂氟的氧化硅薄膜、未掺杂的氧化硅薄膜

进一步的，在所述半导体基底上依次沉积一介电层和一顶层的步骤和在选择性刻蚀所述顶层和所述介电层的步骤之间，在所述介电层上形成一金属掩模板。

进一步的，采用物理气相沉积所述金属掩模板。

进一步的，所述金属掩模板的材料为氮化钛。

进一步的，采用化学气相沉积所述顶层。

进一步的，所述顶层为氧化硅保护层。

进一步的，在所述浅沟槽和所述通孔中填充金属层，形成所述迭孔金属层的步骤中包括：

在所述浅沟槽和所述通孔的侧壁淀积金属阻挡层和金属籽晶层；

在所述浅沟槽和所述通孔中填充所述金属层；

进行研磨平坦化，形成所述迭孔金属层。。

进一步的，所述金属阻挡层的材料为氮化钽或钽。。

进一步的，所述金属籽晶层为铜籽晶层。。

进一步的，采用电化学镀法填充所述金属。

进一步的，所述金属层为铜金属层。

进一步的，所述研磨平坦化采用化学机械抛光法。