[发明专利]金属互连结构及金属层间通孔和互连金属线的形成方法

权利要求书

1.一种金属层间通孔的形成方法，其特征在于，包括：

在第一介质层和第一金属层上形成种晶层，所述第一金属层嵌于所述第一介质层中；

在所述种晶层上形成掩膜图形，所述掩膜图形暴露部分所述种晶层，暴露的所述种晶层覆盖部分所述第一金属层；

在暴露的所述种晶层上生长第二金属层；

去除所述掩膜图形和承载所述掩膜图形的所述种晶层，以暴露所述第二金属层的侧壁、部分所述第一金属层和所述第一介质层；

在所述侧壁、部分所述第一金属层和所述第一介质层上形成绝缘阻挡层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述掩膜图形的步骤包括：

在所述种晶层上形成硬掩膜层和图形化的抗蚀剂层；

以所述图形化的抗蚀剂层为掩膜，在所述硬掩膜层中形成掩膜图形；

去除所述图形化的抗蚀剂层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成绝缘阻挡层的步骤包括：

以绝缘阻挡层覆盖所述第二金属层的顶壁、侧壁、部分所述第一金属层以及所述第一介质层；

在所述绝缘阻挡层上形成第二介质层；

平坦化所述第二介质层，以暴露所述第二金属层的顶壁。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述绝缘阻挡层材料为SiO₂、SiON、SiO、SiCO、SiCON、SiOF、SiCOH中的一种或其组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一金属层材料为Cu、W或金属栅极中的一种；所述种晶层材料和所述第二金属层材料均为Cu。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：以物理气相沉积工艺形成所述种晶层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：以电镀工艺生长所述第二金属层。

8.一种互连金属线的形成方法，其特征在于，包括：

在第一介质层和第一金属层上形成导电阻挡层和种晶层，所述第一金属层嵌于所述第一介质层中；

在所述种晶层上形成掩膜图形，所述掩膜图形暴露部分所述种晶层，暴露的所述种晶层至少覆盖所述第一金属层；

在暴露的所述种晶层上生长第二金属层；

去除所述掩膜图形和承载所述掩膜图形的所述导电阻挡层和所述种晶层，以暴露所述第二金属层的侧壁和所述第一介质层；

只在所述侧壁上形成阻挡层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述掩膜图形的步骤包括：

在所述种晶层上形成硬掩膜层和图形化的抗蚀剂层；

以所述图形化的抗蚀剂层为掩膜，在所述硬掩膜层中形成掩膜图形；

去除所述图形化的抗蚀剂层。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述导电阻挡层材料为Ta、TaN中的一种或其组合。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成阻挡层的步骤包括：

执行沉积操作，以在所述第二金属层的顶壁、侧壁以及所述第一介质层上覆盖所述阻挡层；

执行刻蚀操作，以去除覆盖所述第二金属层的顶壁以及所述第一介质层的所述阻挡层。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述阻挡层材料为Ta、TaN中的一种或其组合，或者，为SiO₂、SiON、SiO、SiCO、SiCON、SiOF、SiCOH中的一种或其组合。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第一金属层材料为Cu或W；所述种晶层材料和所述第二金属层材料均为Cu。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：以物理气相沉积工艺形成所述种晶层。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：以电镀工艺生长所述第二金属层。