[发明专利]金属互连结构的形成方法

说明书

一种金属互连结构的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成金属层；在所述金属层上形成介质层；在所述介质层中形成接触孔，所述接触孔的底部暴露所述金属层；对所述接触孔的侧壁进行修复处理，所述修复处理采用的温度范围为70℃～400℃；采用金属材料填充所述接触孔。所述形成方法形成的金属互连结构性能更好，降低金属互连结构的RC延迟，并且显著改善金属互连结构的电迁移问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种金属互连结构的形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展。而半导体芯片的集成度越高，半导体器件的特征尺寸(Critical Dimension，CD)越小。相应的，半导体芯片中的金属互连结构尺寸也不断减小。

随着特征尺寸的逐渐减小，金属互连结构的RC延迟对器件运行速度的影响越来越明显，如何减小RC延迟是本领域技术人员研究的热点问题之一。更重要的是，随着集成电路布线宽度的不断减小，更高的布线密度将使得金属互连结构中的电迁移(EM)问题加剧。现有金属互连结构的形成方法形成的金属互连结构中，电迁移问题日益突出。

为此，需要一种金属互连结构的形成方法，以防止金属互连结构中的电迁移问题加剧。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种金属互连结构的形成方法，以改善金属互连结构的电迁移问题，提高金属互连结构的可靠性能。

为此，本发明提供一种金属互连结构的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成金属层；

在所述金属层上形成介质层；

在所述介质层中形成接触孔，所述接触孔的底部暴露所述金属层；

对所述接触孔的侧壁进行修复处理，所述修复处理采用的温度范围为70℃～400℃；

采用金属材料填充所述接触孔。

可选的，所述修复处理采用的气体包括N₂、H₂、CO₂和CO的至少其中之一。

可选的，所述修复处理为原位修复处理。

可选的，形成接触孔的步骤包括：

在所述介质层上形成图形化掩膜层；

以所述掩膜层为掩膜对所述介质层进行刻蚀，直至在所述介质层内形成所述接触孔；

去除所述掩膜层。

可选的，采用脉冲等离子体刻蚀方法对所述介质层进行刻蚀。

可选的，所述脉冲等离子体刻蚀方法为同步脉冲等离子体刻蚀方法。

可选的，所述同步脉冲等离子体刻蚀方法采用的气体包括CF₄和CHF₃，CF₄的流量范围为10sccm～500sccm，CHF₃的流量范围为10sccm～250sccm。

可选的，所述同步脉冲等离子体刻蚀方法采用的压强范围为10mTorr～200mTorr，采用的频率范围包括10Hz～2000Hz，采用的功率范围包括0～1000w。

可选的，所述半导体衬底与所述介质层之间还包括衬氧化层。

可选的，所述金属材料包括铜、铝和钨的至少一种。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：