[发明专利]半导体结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体结构的制造方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上包括半导体器件；

在所述半导体衬底上淀积铜扩散阻挡层；

在所述铜扩散阻挡层上形成铜化合物层；

根据铜互连的形状，将需要形成铜互连的相应位置处的铜化合物分解为铜，并刻蚀未分解的铜化合物及其下方的铜扩散阻挡层，从而将所述半导体器件之间进行互连。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铜化合物为Cu₃N。

3.根据权利要求2所述的方法，将铜化合物分解为铜，并刻蚀未分解的铜化合物及其下方的铜扩散阻挡层的方法包括：

在Cu₃N层上淀积氧化层；

在所述氧化层上涂敷光刻胶层，并根据铜互连的形状对光刻胶层图案化；

利用图案化的光刻胶层作为掩膜，刻蚀所述氧化层以形成硬掩膜；

去除光刻胶层后，对Cu₃N层和铜扩散阻挡层进行选择性刻蚀；

去除所述硬掩膜，执行退火以分解Cu₃N，形成铜互连。

4.根据权利要求3所述的方法，其中对Cu₃N层和铜扩散阻挡层进行选择性刻蚀具体为：采用HF对Cu₃N层和铜扩散阻挡层进行选择性刻蚀。

5.根据权利要求3所述的方法，其中退火的温度为260～600℃。

6.根据权利要求2所述的方法，将铜化合物分解为铜，并刻蚀未分解的铜化合物及其下方的铜扩散阻挡层的方法包括：

在Cu₃N层上涂敷光刻胶层，并对根据铜互连的形状对光刻胶层图案化；

利用图案化的光刻胶层作为掩膜，使用电子束轰击Cu₃N层，将其分解为铜；

去除光刻胶层；以及

对Cu₃N层和铜扩散阻挡层进行刻蚀，以形成铜互连。

7.根据权利要求6所述的方法，所述对Cu₃N层和铜扩散阻挡层进行刻蚀包括：采用HF对Cu₃N层和铜扩散阻挡层进行选择性刻蚀。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述铜扩散阻挡层由包括TaN、TiN、Ta、Ti、TiSiN、TaSiN、TiW、WN或Ru中的一种或多种的组合形成。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述铜扩散阻挡层由至少一层TaN层和至少一层Ta层形成。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，铜扩散阻挡层由至少一层TaN层和至少一层Ru层形成。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，铜扩散阻挡层由至少一层TiN层和至少一层Ti层形成。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述铜扩散阻挡层的厚度是10～500nm。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，在将铜化合物分解为铜之后，所述方法还包括：

在半导体衬底上淀积绝缘介质层，并对所述绝缘介质层进行反应离子蚀刻，以在铜互连的侧壁上形成侧墙。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述绝缘介质层由包括TaN、TaN、Ta、Ti、TiSiN、TaSiN、TiW、WN或Ru中的一种或多种的组合形成。

15.一种半导体结构的制造方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上包括半导体器件、至少两个接触孔以及接触孔中的金属塞；

在所述半导体衬底上淀积铜扩散阻挡层；

在所述铜扩散阻挡层上形成铜化合物层；

根据铜互连的形状，将需要形成铜互连的相应位置处的铜化合物分解为铜，刻蚀未分解的铜化合物及其下方的铜扩散阻挡层，从而将所述金属塞之间进行互连；

在所述半导体衬底上方淀积绝缘介质层，并对所述绝缘介质层进行反应离子蚀刻，以在铜互连的侧壁上形成侧墙。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述铜扩散阻挡层由包括TaN、TiN、Ta、Ti、TiSiN、TaSiN、TiW、WN或Ru中的一种或多种的组合形成。