金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，包括：提供具有目標(biāo)電連接區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；接著在該半導(dǎo)體襯底自下而上依次形成阻擋層、包括低K或超低K材質(zhì)的介電層、金屬層；然后在金屬層上定義出用以形成溝槽的條狀區(qū)域；之后在該條狀區(qū)域的金屬層上定義出用以形成通孔的圖形化光刻膠；隨后以該圖形化光刻膠為掩膜刻蝕介電層以形成通孔；再接著以條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕介電層以形成溝槽，此時(shí)通孔底部的阻擋層暴露；之后分別進(jìn)行濕法去除殘留的金屬層、去除通孔底部的阻擋層以使半導(dǎo)體襯底的目標(biāo)電連接區(qū)域暴露、在通孔及溝槽內(nèi)填充導(dǎo)電材質(zhì)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種適于在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)形成金屬互連結(jié)構(gòu)的方法。
【專利說明】金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬互連結(jié)構(gòu)，是半導(dǎo)體器件不可或缺的結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體制造過程中，形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的質(zhì)量對半導(dǎo)體器件的性能及半導(dǎo)體制造成本有很大影響。
[0003]金屬互連結(jié)構(gòu)，包括連接各層金屬圖案的導(dǎo)電插塞，包埋在介電層中。現(xiàn)有技術(shù)中，該介電層一般采用TEOS形成的二氧化硅，其介電常數(shù)大約4.2左右。然而，在金屬互連結(jié)構(gòu)中，被介電層隔絕的兩金屬結(jié)構(gòu)之間會(huì)有寄生電容，該寄生電容不利于半導(dǎo)體器件的性能，過大甚至?xí)?dǎo)致介電層被擊穿。為了降低介電層的寄生電容，一般采用介電常數(shù)小的材質(zhì)作為介電層。行業(yè)內(nèi)，介電常數(shù)小的材質(zhì)可以選擇低K材質(zhì)(介電常數(shù)2.0≤ k ≤4.0 )或超低K材質(zhì)(介電常數(shù)k〈2.0)。隨著行業(yè)內(nèi)對溝槽深寬比要求越來越高，對于該些材質(zhì)，由于其比較松軟，機(jī)械強(qiáng)度差，在形成大的深寬比的溝槽時(shí)，易出現(xiàn)開口尺寸小，溝槽內(nèi)尺寸大的問題，這 不利于對其內(nèi)填充導(dǎo)電材質(zhì)。
[0004]針對上述問題，本發(fā)明提出一種新的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法加以解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是提出一種新的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，以提供一種適于在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)形成金屬互連結(jié)構(gòu)的方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0007]提供具有目標(biāo)電連接區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；
[0008]在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成阻擋層、介電層、金屬層，所述介電層包括介電常數(shù)為2.0≤k≤4.0或k〈2.0的材質(zhì)；
[0009]在所述金屬層上定義出用以形成溝槽的條狀區(qū)域，去除所述條狀區(qū)域外的金屬層；
[0010]利用光刻刻蝕工藝在保留的所述金屬層上定義出用以形成通孔的圖形化光刻膠，定義的所述通孔位于相鄰的所述條狀區(qū)域的金屬層之間；
[0011]以所述圖形化光刻膠為掩膜刻蝕所述介電層以形成通孔，所述通孔底部的阻擋層未被去除；
[0012]以所述條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕所述介電層以形成溝槽，所述通孔底部的阻
擋層暴露；
[0013]濕法去除殘留的所述金屬層；
[0014]去除所述通孔底部的阻擋層以使半導(dǎo)體襯底的目標(biāo)電連接區(qū)域暴露；
[0015]在所述通孔及所述溝槽內(nèi)填充導(dǎo)電材質(zhì)。
[0016]可選地，所述目標(biāo)電連接區(qū)域?yàn)榍皩咏饘倩ミB結(jié)構(gòu)的金屬區(qū)域。
[0017]可選地，在所述金屬層上定義出用以形成溝槽的條狀區(qū)域，去除所述條狀區(qū)域外的金屬層是采用光刻刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)的。
[0018]可選地，所述金屬層的材質(zhì)為銅，濕法去除殘留的所述金屬層采用的是雙氧水與鹽酸的混合溶液。
[0019]可選地，所述金屬層的材質(zhì)為氮化銅，以所述條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕所述介電層以形成溝槽步驟后，濕法去除殘留的所述金屬層步驟前，對所述殘留的金屬層進(jìn)行熱處理使得氮化銅變?yōu)殂~。
[0020]可選地，所述介電層包括介電常數(shù)依次增大的第一介電層、第二介電層及第三介電層，所述第一介電層與所述阻擋層相鄰，所述第三介電層與所述金屬層相鄰。
[0021]可選地，所述第一介電層的介電常數(shù)k〈2.0，第二介電層的介電常數(shù)k的范圍為
2.0-4.0，第三介電層的介電常數(shù)k>4.0。
[0022]可選地，去除所述通孔底部的阻擋層采用干法刻蝕。
[0023]可選地，所述阻擋層的材質(zhì)為氮化硅，所述干法刻蝕氣體為CF4、C4F8中的至少一種。
[0024]可選地，導(dǎo)電材質(zhì)為銅、銅合金、招、招合金、鶴、鶴合金、或摻雜多晶娃中的至少一種。
[0025]可選地，以所述條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕所述介電層以形成溝槽步驟中，所述通孔底部的介電層進(jìn)一步刻蝕直至所述阻擋層暴露。
[0026]可選地，以所述圖形化光刻膠為掩膜刻蝕所述介電層以形成通孔步驟中，所述通孔底部的阻擋層暴露。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):采用以金屬作為硬掩膜首先定義出溝槽區(qū)域，然后在該定義出的溝槽區(qū)域上采用光刻定義通孔的區(qū)域，上述通孔落在上述溝槽內(nèi)，接著在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)分別進(jìn)行通孔與溝槽的刻蝕，隨后，在未打開通孔底部阻擋層時(shí)進(jìn)行濕法去除殘留金屬硬掩膜的步驟，這樣在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)制作的大深寬比溝槽在對其進(jìn)行導(dǎo)電材質(zhì)填充時(shí)無填充困難問題，又避免了濕法去除金屬硬掩膜所使用的液體對阻擋層下的目標(biāo)電連接區(qū)域的腐蝕，從而提供了高電連接性能的金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0028]在可選方案中，金屬硬掩膜的材質(zhì)為銅或氮化銅，形成通孔與溝槽后，當(dāng)采用銅時(shí)，濕法去除該銅的殘留物采用的是雙氧水與鹽酸的混合溶液；當(dāng)采用氮化銅時(shí)，先對該氮化銅金屬硬掩膜進(jìn)行熱處理使其轉(zhuǎn)化成銅，接著采用與銅相同的處理溶液進(jìn)行去除；采用銅或氮化銅做硬掩膜的好處在于，進(jìn)行溝槽刻蝕過程中，采用的刻蝕氣體可以為CCl4或CF4，不容易在該溝槽的開口處造成缺陷，使得后續(xù)在該溝槽內(nèi)填充導(dǎo)電材質(zhì)時(shí)不容易出現(xiàn)導(dǎo)電材質(zhì)在缺陷處易沉積長大，造成底部未被填充而出現(xiàn)空洞(Void)。
[0029]在可選方案中，所述介電層包括介電常數(shù)依次增大的第一介電層、第二介電層及第三介電層，所述第一介電層與所述阻擋層相鄰，所述第三介電層與所述金屬層相鄰，這樣，第一介電層可以選擇超低K材質(zhì),第二介電層選擇低K材質(zhì),第三介電層選擇二氧化娃，實(shí)現(xiàn)了即降低了介電層的寄生電容，又避免了全部采用超低K材質(zhì)時(shí)，介電層機(jī)械強(qiáng)度差造成該層易變形問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法流程圖；[0031]圖2是圖1流程中提供的半導(dǎo)體襯底的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是圖2中沿1-1線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4至圖6是依據(jù)圖1中流程形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的中間結(jié)構(gòu)截面示意圖；
[0034]圖7至圖8是依據(jù)圖1中流程形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的兩個(gè)中間結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖9是圖8中沿I1-1I線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖10是依據(jù)圖1中流程形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的再一個(gè)中間結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖11是圖10中沿II1-1II線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖12是依據(jù)圖1中流程形成通孔的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖13是圖12中沿IV -1V線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖14是依據(jù)圖1中流程形成溝槽的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖15至圖16是依據(jù)圖1中流程形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的再兩個(gè)中間結(jié)構(gòu)的截面示意圖；
[0042]圖17是依據(jù)圖1中流程形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的最終結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]針對現(xiàn)有技術(shù)在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)制作的大深寬比溝槽在對其填充導(dǎo)電材質(zhì)時(shí)具有填充困難的問題，本發(fā)明采用以金屬作為硬掩膜首先定義出溝槽區(qū)域，然后在該定義出的溝槽區(qū)域上采用光刻定義通孔的區(qū)域，上述通孔落在上述溝槽內(nèi)，接著在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)分別進(jìn)行通孔與溝槽的刻蝕，隨后，在未打開通孔底部阻擋層時(shí)進(jìn)行濕法去除殘留金屬硬掩膜的步驟，這樣的制作方法在低K或超低K材質(zhì)內(nèi)形成的大深寬比溝槽在對其填充導(dǎo)電材質(zhì)時(shí)無填充困難問題，又避免了濕法去除該金屬硬掩膜時(shí)所使用的液體對阻擋層下的目標(biāo)電連接區(qū)域的腐蝕，進(jìn)而提供了高電連接性能的金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0044]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。由于本發(fā)明重在解釋原理，因此，未按比例制圖。
[0045]本發(fā)明提出的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域的后段制程，因而，本實(shí)施例以在前層金屬互連結(jié)構(gòu)的上形成與之電連接的金屬互連結(jié)構(gòu)為例，詳細(xì)介紹本發(fā)明的制作方法。
[0046]首先結(jié)合圖1的流程圖，執(zhí)行步驟S11，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有目標(biāo)電連接區(qū)域，其中，該目標(biāo)電連接區(qū)域?yàn)榍皩咏饘倩ミB結(jié)構(gòu)的金屬區(qū)域。其它實(shí)施例中，該目標(biāo)電連接區(qū)域也可以為晶體管的源極、柵極或漏極。
[0047]本實(shí)施例中，基底可以為硅、鍺或硅鍺等，其上形成有多種有源、無源器件。有源器件例如為平面晶體管M0S，其結(jié)構(gòu)包括源極、漏極、源極與漏極之間的溝道區(qū)上依次形成有柵極絕緣層、柵極。其它實(shí)施例中，該MOS晶體管也可以為溝槽型MOS晶體管(Trench MOS )。MOS晶體管的源極、漏極、柵極上還可以形成有金屬硅化物以減小接觸電阻。
[0048]大部分情況下，有源、無源器件需經(jīng)過多層金屬互連結(jié)構(gòu)與其它器件或控制電路形成電連接，以實(shí)現(xiàn)各自功能。例如，MOS晶體管通過8層金屬互連結(jié)構(gòu)與位線、字線等相連，在8層金屬互連結(jié)構(gòu)之間，具體地，MOS晶體管與第一層金屬圖案(Metal I)之間、各層金屬圖案(Metal I,Metal 2,......)之間通過導(dǎo)電插塞實(shí)現(xiàn)互連。參見圖2所示,金屬互連
結(jié)構(gòu)的金屬區(qū)域，也稱金屬圖案31為本實(shí)施例的目標(biāo)電連接區(qū)域。該金屬圖案31之間形成有起電絕緣作用的介電層30，金屬圖案31與其間的介電層30形成在采用本實(shí)施例提供的制作方法制作的金屬互連結(jié)構(gòu)之前，也稱前層的金屬圖案31、前層的介電層30。包含前層的金屬圖案31的基底為本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底。其它實(shí)施例中，MOS晶體管的源極、漏極、柵極也可以為本發(fā)明的目標(biāo)電連接區(qū)域，包含MOS晶體管的源極、漏極、柵極的基底為本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底?？梢钥闯?，圖2中的金屬區(qū)域31為2個(gè)，為方便理解本實(shí)施例的技術(shù)方案，本實(shí)施例還給出了圖2中沿1-1線的剖視圖，參照圖3所示，即顯示了其中一個(gè)金屬區(qū)域31的截面結(jié)構(gòu)。
[0049]接著執(zhí)行步驟S12，如圖4所示，在所述半導(dǎo)體襯底上形成阻擋層32。
[0050]該阻擋層32的作用是防止金屬圖案31的原子擴(kuò)散入同層或之后形成的上層介電層中。該阻擋層32的材質(zhì)可以選擇現(xiàn)有的可以實(shí)現(xiàn)上述功能的材質(zhì)，例如氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。
[0051]執(zhí)行步驟S13，如圖5所示，在所述阻擋層32上形成介電層33，所述介電層33包括介電常數(shù)為2.0≤k≤4.0或k〈2.0的材質(zhì)。
[0052]正如【背景技術(shù)】中所述，上述低K或超低K材質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度差，在其內(nèi)形成的溝槽易出現(xiàn)開口與底部尺寸小，中間區(qū)域尺寸大的問題，開口尺寸小在導(dǎo)電材質(zhì)的填充過程中易造成底部還未填滿，開口即被封住的問題。針對上述問題，本實(shí)施例中的介電層33包括介電常數(shù)依次增大的第一介電層(未圖示)、第二介電層(未圖示)及第三介電層(未圖示)，所述第一介電層與所述阻擋層32相鄰，所述第三介電層與后續(xù)形成的金屬層相鄰，這樣，第一介電層可以選擇超低K材質(zhì)(介電常數(shù)k〈2.0)，第二介電層選擇低K材質(zhì)(介電常數(shù)2.0^k^4.0 )，第三介電層選擇二氧化硅(介電常數(shù)k>4.0),實(shí)現(xiàn)了既降低了介電層33的寄生電容，又避免了全部采用超低K材質(zhì)時(shí)，介電層機(jī)械強(qiáng)度差造成該層易變形問題。其它實(shí)施例中，該超低K材質(zhì)與低K材質(zhì)可以交疊設(shè)置多次，此外，處于上方的二氧化硅其硬度與超低K材質(zhì)或低K材質(zhì)的硬度相比較大，也可以防止后續(xù)在其上形成的金屬層內(nèi)的金屬原子擴(kuò)散入介電層中。
[0053]執(zhí)行步驟S14，如圖6所示，在所述介電層33上形成金屬層34。
[0054]該金屬層34用于形成刻蝕溝槽過程中的硬掩膜，可以實(shí)現(xiàn)上述功能的金屬材質(zhì)有多種，例如:鋁、氮化鈦、銅等。但本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，隨著目前行業(yè)內(nèi)對深寬比的溝槽的需求，以鋁或氮化鈦為掩膜在進(jìn)行刻蝕過程中，選擇的刻蝕氣體為CCl4，這也可能造成鋁或氮化鈦的腐蝕，上述腐蝕會(huì)在介電層33的溝槽開口處形成缺陷，填充導(dǎo)電材質(zhì)時(shí)，例如銅時(shí)，銅籽晶層在該缺陷處易成核生長，這會(huì)導(dǎo)致該缺陷下方的通孔或溝槽內(nèi)也可能出現(xiàn)空洞(Void)0
[0055]本實(shí)施例中，為了避免上述問題，采用銅或氮化銅作為金屬硬掩膜(Metalhardmask)。采用銅或氮化銅做硬掩膜的好處在于，進(jìn)行通孔與溝槽過程中，采用的刻蝕氣體可以為CCl4或CF4，不容易造成銅或氮化銅的腐蝕，因而，在介電層的溝槽開口處不會(huì)造成缺陷。
[0056]需要說明的是，本實(shí)施例中作為金屬硬掩膜的金屬層34需進(jìn)行擴(kuò)大解釋，不限于純的金屬，金屬合金或?qū)ζ涮幚砗罂梢孕纬山饘倩蚪饘俸辖鸬牟馁|(zhì)都為發(fā)明的保護(hù)范圍。[0057]執(zhí)行步驟S15，在所述金屬層34上定義出用以形成溝槽的條狀區(qū)域34’，去除所述條狀區(qū)域外的金屬層34。
[0058]本步驟是采用光刻、刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)的。具體地，在金屬層34的表面旋轉(zhuǎn)涂布光刻膠，利用具有對應(yīng)溝槽位置的條狀區(qū)域的圖形化掩膜板對該光刻膠進(jìn)行曝光，之后顯影形成如圖7所示的圖形化的光刻膠35。
[0059]接著以該圖形化的光刻膠35為掩膜刻蝕金屬層34，去除光刻膠殘留物后，形成如圖8所示的多個(gè)呈條狀的金屬層34’，可以看出，相鄰條狀的金屬層34’之間的區(qū)域用于形成溝槽。為方便理解本實(shí)施例的技術(shù)方案，本實(shí)施例還給出了圖8中沿I1-1I線的剖視圖，參照圖9所示，即顯示了其中一個(gè)金屬區(qū)域31與金屬硬掩膜位置的對應(yīng)關(guān)系。
[0060]然后執(zhí)行步驟S16，如圖10所示，利用光刻刻蝕工藝在條狀區(qū)域的金屬層34’(保留的金屬層)上定義出用以形成通孔37的圖形化光刻膠36，定義的所述通孔37位于相鄰條狀區(qū)域的金屬層34’之間。
[0061]本步驟的光刻、刻蝕工藝與步驟S15相比，除了掩膜板上圖案不同外，工藝流程大致相同。同樣，本實(shí)施例還給出了圖10中沿II1-1II線的剖視圖，參照圖11所示，即顯示了其中一個(gè)金屬區(qū)域31與通孔37位置的對應(yīng)關(guān)系?？梢钥闯?，通孔37的底部落在前層金屬互連結(jié)構(gòu)的金屬區(qū)域31。
[0062]之后，執(zhí)行步驟S17，以所述圖形化光刻膠36為掩膜刻蝕所述介電層33以形成通孔37，所述通孔37底部的阻擋層32未被去除。
[0063]本步驟在執(zhí)行過程中，形成通孔37有兩種方案:1)以所述圖形化光刻膠36為掩膜刻蝕所述介電層33至阻擋層32暴露停止；2)以所述圖形化光刻膠36為掩膜刻蝕所述介電層33，并預(yù)留距離阻擋層32 —定高度停止，該預(yù)留高度的介電層33在步驟S18的溝槽的刻蝕過程中被刻蝕去除至阻擋層32被暴露。本實(shí)施例采用第一種方案，對應(yīng)的立體結(jié)構(gòu)如圖12所示，為方便結(jié)合圖11理解，本實(shí)施例也提供了對圖12中沿IV-1V直線的剖視圖圖13。
[0064]本步驟采用的刻蝕氣體可以為CCl4或CF4。
[0065]接著執(zhí)行步驟S18，如圖14所示，去除殘留的光刻膠，以所述條狀區(qū)域的金屬層34’為掩膜刻蝕所述介電層33以形成溝槽38，所述通孔37底部的阻擋層32暴露。
[0066]本步驟采用的刻蝕氣體可以為CCl4或CF4。
[0067]執(zhí)行步驟S19，濕法去除殘留的條狀區(qū)域的金屬層，形成的結(jié)構(gòu)示意圖如圖15所示。結(jié)合圖13與圖15，可以看出，溝槽38的寬度與通孔37的直徑大小相等。其它實(shí)施例中，溝槽38的寬度也可以根據(jù)需要大于通孔37的直徑。
[0068]本步驟中，去除金屬層的溶液一般為酸性溶液。具體地，當(dāng)步驟S14中金屬層34采用銅時(shí)，濕法去除該銅的殘留物采用的是雙氧水與鹽酸的混合溶液；當(dāng)采用氮化銅時(shí)，先對該氮化銅金屬硬掩膜進(jìn)行熱處理使其轉(zhuǎn)化成銅，接著采用與銅金屬層相同的處理溶液進(jìn)行去除。
[0069]執(zhí)行步驟S20，如圖16所示，去除所述通孔37底部的阻擋層32以使半導(dǎo)體襯底的目標(biāo)電連接區(qū)域暴露。
[0070]本實(shí)施例中，該目標(biāo)電連接區(qū)域?yàn)榍皩拥慕饘賵D案31。
[0071]可以看出，阻擋層32除了防止其下的金屬原子向上層或同層介電層擴(kuò)散外，還可以防止對金屬層34去除過程中，酸性溶液對阻擋層32下方的前層金屬互連結(jié)構(gòu)的金屬區(qū)域的刻蝕。
[0072]本實(shí)施例中，所述阻擋層32的材質(zhì)為氮化硅，去除方法為干法刻蝕，所述干法刻蝕氣體可以含氟氣體，例如cf4、c4f8中的至少一種。
[0073]最后執(zhí)行步驟S21，如圖17所示，在所述通孔37及所述溝槽38內(nèi)填充導(dǎo)電材質(zhì)39。
[0074]本步驟中，導(dǎo)電材質(zhì)39可以選用現(xiàn)有的具有導(dǎo)電功能的材質(zhì)，例如為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎢、鎢合金、或摻雜多晶硅中的至少一種。由于上述過程中，采用銅或氮化銅做硬掩膜，采用的刻蝕氣體可以為CCl4或CF4，上述刻蝕氣體不容易造成銅或氮化銅的腐蝕，因而，在介電層33的溝槽38開口處不會(huì)造成缺陷，不會(huì)有填充導(dǎo)電材質(zhì)39時(shí)的空洞問題。
[0075]至此，一層金屬互連結(jié)構(gòu)已制作完成。
[0076]在具體實(shí)施過程中，在需要制作多層金屬連接結(jié)構(gòu)時(shí)，可以重復(fù)執(zhí)行步驟S11-S21多次。
[0077]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括: 提供具有目標(biāo)電連接區(qū)域的半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成阻擋層； 在所述阻擋層上形成介電層，所述介電層包括介電常數(shù)為2.0 < k < 4.0或k〈2.0的材質(zhì)； 在所述介電層上形成金屬層； 在所述金屬層上定義出用以形成溝槽的條狀區(qū)域，去除所述條狀區(qū)域外的金屬層； 利用光刻刻蝕工藝在保留的金屬層上定義出用以形成通孔的圖形化光刻膠，定義的所述通孔位于相鄰條狀區(qū)域的金屬層之間； 以所述圖形化光刻膠為掩膜刻蝕所述介電層以形成通孔； 以所述條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕所述介電層以形成溝槽，所述通孔底部的阻擋層暴露； 濕法去除殘留的所述金屬層； 去除所述通孔底部的阻擋層以使半導(dǎo)體襯底的目標(biāo)電連接區(qū)域暴露； 在所述通孔及所述溝槽內(nèi)填充導(dǎo)電材質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述目標(biāo)電連接區(qū)域?yàn)榍皩咏饘倩ミB結(jié)構(gòu)的金屬區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在所述金屬層上定義出用以形成溝槽的條狀區(qū)域，去除所述條狀區(qū)域外的金屬層是采用光刻刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述金屬層的材質(zhì)為銅，濕法去除殘留的所述金屬層采用的是雙氧水與鹽酸的混合溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述金屬層的材質(zhì)為氮化銅，以所述條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕所述介電層以形成溝槽步驟后，濕法去除殘留的所述金屬層步驟前，對所述殘留的金屬層進(jìn)行熱處理使得氮化銅變?yōu)殂~。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述介電層包括介電常數(shù)依次增大的第一介電層、第二介電層及第三介電層，所述第一介電層與所述阻擋層相鄰，所述第三介電層與所述金屬層相鄰。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述第一介電層的介電常數(shù)k〈2.0，第二介電層的介電常數(shù)k的范圍為2.0-4.0，第三介電層的介電常數(shù)k>4.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，去除所述通孔底部的阻擋層采用干法刻蝕。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述阻擋層的材質(zhì)為氮化硅，所述干法刻蝕采用的刻蝕氣體為cf4、c4f8中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材質(zhì)為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎢、鎢合金、或摻雜多晶硅中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，以所述條狀區(qū)域的金屬層為掩膜刻蝕所述介電層以形成溝槽步驟中，所述通孔底部的介電層進(jìn)一步刻蝕直至所述阻擋層暴露。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，以所述圖形化光刻膠為掩膜刻蝕所述介電層以形成 通孔步驟中，所述通孔底部的阻擋層暴露。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK103531527SQ201210228828
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】張海洋, 胡敏達(dá) 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司