[发明专利]互连结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种互连结构及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中，所述方法包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底；在所述衬底之上的第一金属层；和在所述衬底上并覆盖所述第一金属层的电介质层，其中，所述电介质层具有延伸到所述第一金属层的开口，并且所述电介质层上具有硬掩模层；去除所述电介质层上的硬掩模层；在所述开口的底部选择性沉积第二金属层；沉积第三金属层以填充所述开口。本发明可以提高互连结构的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种互连结构及其制造方法。

背景技术

随着半导体器件关键尺寸的缩小，互连结构的可靠性变得越来越有挑战。

图1示出了现有的互连结构的示意图。发明人发现，现有的互连结构存在如下问题：如图1所示，在沟槽和通孔中填充金属101后，沟槽和通孔下面的第一层金属102与电介质层103之间会存在空洞 104，空洞104的存在可能会导致互连线的断路，从而降低互连结构的可靠性。

因此，有必要提出一种新的技术方案来提高互连结构的可靠性。

发明内容

本公开的一个实施例的目的在于提出一种新的互连结构的制造方法，能够提高互连结构的可靠性。

本公开的另一个实施例的目的在于提出一种新的互连结构。

根据本公开的一个实施例，提供了一种互连结构的制造方法，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底；在所述衬底之上的第一金属层；和在所述衬底上并覆盖所述第一金属层的电介质层，其中，所述电介质层具有延伸到所述第一金属层的开口，并且所述电介质层上具有硬掩模层；去除所述电介质层上的硬掩模层；在所述开口的底部选择性沉积第二金属层；沉积第三金属层以填充所述开口。

在一个实施例中，通过湿法刻蚀去除所述硬掩模层。

在一个实施例中，所述湿法刻蚀采用下列中的一种或多种作为刻蚀液：双氧水、稀氢氟酸、硫酸、盐酸、氢氧化铵。

在一个实施例中，在沉积第三金属层以填充所述开口之前，还包括：在所述开口的表面上沉积阻挡层。

在一个实施例中，在沉积第三金属层以填充所述开口之前，还包括：在所述阻挡层上形成籽晶层。

在一个实施例中，所述阻挡层的材料包括TaN、Ta或由TaN和Ta 组成的叠层。

在一个实施例中，所述阻挡层的厚度为2-20nm。

在一个实施例中，所述籽晶层的厚度为5-100nm。

在一个实施例中，所述方法还包括：对所述第三金属层进行平坦化，以使得剩余的第三金属层的上表面与所述电介质层的上表面基本齐平。

在一个实施例中，所述第二金属层的材料包括钴。

在一个实施例中，所述第一金属层和所述第三金属层的材料包括铜。

在一个实施例中，所述开口的宽度为30-100nm，所述开口的深度为100-300nm。

在一个实施例中，所述开口为大马士革单镶嵌结构的开口或大马士革双镶嵌结构的开口。

在一个实施例中，所述硬掩膜层包括：依次位于所述开口两侧的电介质层上的碳氮化硅层、低k电介质层、四乙氧基硅烷层、八甲基环四硅氧烷层和氮化钛层。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种互连结构，包括：衬底；在所述衬底之上的第一金属层；在所述衬底上并覆盖所述第一金属层的电介质层，所述电介质层具有延伸到所述第一金属层的开口；在所述开口的底部位于所述第一金属层上的第二金属层；和在所述第二金属层之上填充所述开口的第三金属层。