[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明实施例公开一种半导体器件，该半导体器件包括第一金属布线层，形成在所述第一金属布线层上方的层间绝缘层，内嵌于所述层间介电层且连接到所述第一金属布线层的第二金属布线层，以及设置于所述第一金属布线层和所述第一层间绝缘层之间的蚀刻停止层。所述蚀刻停止层包括一个或多个子层。所述蚀刻停止层包括由基于铝的绝缘材料、氧化铪、氧化锆或氧化钛制成的第一子层。本发明实施例涉及半导体集成电路，以及更具体地涉及具有通过双镶嵌工艺形成的金属层的半导体器件。

本申请是于2016年12月05日提交的申请号为201611105455.5的名称为“半导体器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明实施例涉及半导体集成电路，以及更具体地涉及具有通过双镶嵌工艺形成的金属层的半导体器件。

背景技术

随着半导体业引入新一代具有高性能和多功能的集成电路(IC)，构成集成电路的元件的密度增强，而集成电路的部件或元件之间的大小和间隔减小。金属布线层的结构也越来越复杂且最小化。为了制造金属布线层，已利用镶嵌工艺结合低k(低介电常数，诸如，3.5或更低)材料。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种半导体器件，包括：第一金属布线层；层间绝缘层，形成在所述第一金属布线层上方；第二金属布线结构，嵌入在所述层间绝缘层中并且连接至所述第一金属布线层；以及蚀刻停止层，设置在所述第一金属布线层和所述第一层间绝缘层之间，所述蚀刻停止层包括一个或多个子层，其中，所述蚀刻停止层包括由基于铝的绝缘材料、氧化铪、氧化锆或氧化钛制成的第一子层。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种用于制造半导体器件的方法，包括：形成第一金属布线层；在所述第一金属布线层上方形成蚀刻停止层；在所述蚀刻停止层上形成层间绝缘层；在所述层间绝缘层上形成掩模层；通过蚀刻所述层间绝缘层形成开口；以及在所述开口中形成第二金属层，其中：所述蚀刻停止层包括由氧化铝、铝的碳氧化物和铝的氮氧化物中的至少一种制成的第一子层，用于形成所述开口的所述蚀刻包括用于蚀刻所述层间绝缘层的第一蚀刻工艺和在所述第一蚀刻工艺之后的以暴露所述第一金属布线层的第二蚀刻工艺，以及所述第一子层用作用于所述第一蚀刻工艺的蚀刻停止层。

根据本发明的又一实施例，还提供了一种用于制造半导体器件的方法，其包括：形成第一金属布线层；在所述第一金属布线层上方形成蚀刻停止层；在所述蚀刻停止层上形成层间绝缘层；在所述层间绝缘层上形成掩模层；通过蚀刻所述层间绝缘层形成开口；以及在所述开口中形成第二金属层，其中：所述蚀刻停止层包括由氧化铝、铝的碳氧化物和铝的氮氧化物中的至少一种制成的第一子层和由基于硅的绝缘材料制成的第二子层，用于形成所述开口的所述蚀刻包括用于蚀刻所述层间绝缘层的第一蚀刻工艺和在所述第一蚀刻工艺之后的以暴露所述第一金属布线层的第二蚀刻工艺，以及所述第二子层用作用于所述第一蚀刻工艺的蚀刻停止层。

附图说明

结合附图并阅读以下详细说明，可更好地理解本发明。需强调的是，按照行业的标准做法，各功能件不按照比例绘制，并且仅用于说明目的。实际上，为论述清楚，各功能件的尺寸可任意放大或缩小。

图1A至图1E示出根据本发明一个实施例的用于制造金属布线结构的示例性连续工艺。

图2A至图2H示出根据本发明的各种实施例的示例性蚀刻停止层。

图3A至图3D和4A至图4D示出用于制造图2A中示出的金属布线层结构的示例性连续工艺。

图5A至图5D示出用于制造图2B中示出的金属布线结构的示例性连续工艺。

图6A至图6D示出用于制造图2C中示出的金属布线结构的示例性连续工艺。

图7A至图7D示出用于制造图2D中示出的金属布线结构的示例性连续工艺。

图8A至图8D示出用于制造图2E中示出的金属布线结构的示例性连续工艺。