[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

随着超大规模集成电路(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，芯片单位面积内的半导体元器件数量不断增加，平面布线已经难以满足半导体元器件高密度分布的需求，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度。但是多层布线技术的应用会造成硅片表面的起伏不平，对图形制造及其不利。为此要实现多次布线结构，首先需要使每一层半导体结构均具有很高的平整度，及要求对晶圆上的半导体结构进行平坦化处理。

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是目前最常见的平坦化工艺之一。化学机械研磨进行平坦化处理的效率较高，已经成一种不可或缺的半导体工艺技术。

但是现有技术中所形成的半导体结构在平坦化处理后，晶圆表面易产生刮伤。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，以减少平坦化后晶圆表面的刮伤，提高晶圆表面的平整度。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：

提供衬底，所述衬底表面具有介质层，所述介质层内具有开口，所述开口底部露出所述衬底表面；形成第一金属层，所述第一金属层位于所述介质层顶部表面上，形成所述第一金属层的温度为第一温度；形成第二金属层，所述第二金属层填充所述开口，形成所述第二金属层的温度为第二温度，所述第二温度高于所述第一温度；对所述第二金属层和所述第一金属层进行平 坦化处理，露出所述介质层顶部表面。

可选的，形成所述第一金属层的步骤中，所述第一温度在300℃到350℃范围内。

可选的，形成所述第二金属层的步骤中，所述第二温度在400℃到450℃范围内。

可选的，形成所述第一金属层以及形成所述第二金属层的步骤中，所述第一金属层和所述第二金属层的材料相同。

可选的，形成所述第一金属层以及形成所述第二金属层的步骤中，所述第一金属层和所述第二金属层的材料均为铝。

可选的，形成所述第一金属层和形成所述第二金属层中的一个或两个步骤包括：通过物理气相沉积的方式形成所述第一金属层或第二金属层。

可选的，形成所述第一金属层的步骤中，所述第一金属层的厚度大于

可选的，形成所述第二金属层的步骤中，所述第二金属层的厚度在到范围内。

可选的，形成所述第一金属层的步骤中，所述第一金属层还覆盖所述开口的底部。

可选的，所述第二金属层还位于介质层的顶部表面上；进行平坦化处理的步骤包括：进行第一平坦化处理，去除位于介质层顶部表面上的所述第二金属层；进行第二平坦化处理，去除位于介质层顶部表面上的所述第一金属层，露出所述介质层表面；进行第三平坦化处理，使所述开口内剩余的第二金属层的顶部表面与所述介质层顶部表面齐平。

可选的，进行第一平坦化处理的步骤中，所述第一平坦化处理还去除位于介质层顶部表面上的第一金属层的部分厚度，使位于介质层顶部表面的所述第一金属层的厚度达到预设厚度。

可选的，使位于所述介质层顶部表面的所述第一金属层的厚度达到预设厚度的步骤中，所述预设厚度在到范围内。

可选的，所述第一平坦化处理、所述第二平坦化处理以及所述第三平坦化处理中的一个或多个步骤包括：采用化学机械研磨的方式进行平坦化处理。

可选的，采用化学机械研磨的方式进行第一平坦化处理的步骤中，所述化学机械研磨过程中的压强大于1.5Pa，所述研磨垫的硬度在80MPa到100MPA范围内。

可选的，采用化学机械研磨的方式进行第二平坦化处理的步骤中，所述化学机械研磨过程中的压强在1Pa到2Pa范围内，所述研磨垫的硬度在20MPa到40MPa范围内。

可选的，采用化学机械研磨的方式进行第三平坦化处理的步骤中，所述化学机械研磨过程中的压强在1Pa到2Pa范围内，所述研磨垫的硬度在20MPa到40MPa范围内。

可选的，提供衬底之后，形成第一金属层之前，还包括：形成衬垫结构层，所述衬垫结构层覆盖所述开口底部和侧壁表面。

可选的，形成衬垫结构层的步骤中，沿背向所述衬底方向，所述衬垫结构层依次包括：阻挡层、功函数层以及粘附层。