[发明专利]金属硬掩膜结构、制造方法及铜互连结构制造方法

权利要求书

1.一种金属硬掩膜结构，其特征在于，包括：位于衬底上的图案化金属硬掩膜层以及形成于所述图案化金属硬掩膜层两内侧壁上的内侧墙金属硬掩膜层，所述内侧墙金属硬掩膜层与所述图案化金属硬掩膜层的刻蚀选择比不同。

2.如权利要求1所述的金属硬掩膜结构，其特征在于，所述图案化金属掩膜层为氮化钛。

3.如权利要求1所述的金属硬掩膜结构，其特征在于，所述内侧墙金属掩膜层为氮化硅或氮氧化硅或氧化硅或三者中两种或三种的组合。

4.如权利要求1所述的金属硬掩膜结构，其特征在于，所述内侧墙金属掩膜层的宽度小于10nm。

5.一种权利要求1至4任一项所述的金属硬掩膜结构的制造方法，其特征在于，包括：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成阻挡层和低K介质层；

在所述低K介质层上形成第一金属硬掩膜层以及图案化的光刻胶层；

光刻并刻蚀所述第一金属硬掩膜层以将所述光刻胶层的图案转移到第一金属硬掩膜层以形成图案化金属硬掩膜层；

移除所述光刻胶层；

在所述图案化金属硬掩膜层和低K介质层表面沉积第二金属硬掩膜层，刻蚀所述第二金属硬掩膜层以形成所述图案化金属硬掩膜层两内侧壁上的内侧墙金属硬掩膜层，所述内侧墙金属硬掩膜层与所述图案化金属硬掩膜层的刻蚀选择比不同。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺，刻蚀所述第二金属硬掩膜层以形成所述内侧墙金属硬掩膜层。

7.一种铜互连结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成阻挡层和低K介质层；

在所述低K介质层上形成权利要求1至4任一项所述的金属硬掩膜结构，所述金属硬掩膜结构包括位于所述低K介质层上的图案化金属硬掩膜层以及形成于所述图案化金属硬掩膜层两内侧壁上的内侧墙金属硬掩膜层，所述内侧墙金属硬掩膜层与所述图案化金属硬掩膜层的刻蚀选择比不同；

以所述图案化金属硬掩膜层和内侧墙金属硬掩膜层为掩膜，对所述低K介质层进行用于铜互连的通孔的光刻和刻蚀，形成浅沟槽；

以所述图案化金属硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述浅沟槽处的内侧墙金属硬掩膜层、低K介质层以及阻挡层，形成用于铜互连的通孔和沟槽；

在所述通孔和沟槽中形成阻挡籽晶层；

采用电镀铜工艺继续在所述通孔和沟槽中填充铜；

机械平坦化去除所述图案化金属硬掩膜层以形成铜互连结构。

8.如权利要求7所述的铜互连结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述浅沟槽处的内侧墙金属硬掩膜层、低K介质层以及阻挡层，形成用于铜互连的通孔和沟槽时，内侧墙金属掩膜层被刻蚀去除且内侧墙金属掩膜层位置下方的低K介质层形成有一段倾斜角相对较大的侧壁以及所述倾斜角相对较大的侧壁向沟槽底部延伸的一段倾斜角相对较小的侧壁。

9.如权利要求7所述的铜互连结构的形成方法，其特征在于，所述倾斜角相对较大的侧壁的垂直高度大于10nm。

10.如权利要求7所述的铜互连结构的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺形成所述内侧墙金属硬掩膜层。