[发明专利]金属互连结构及其制作方法

说明书

本发明提供了一种金属互连结构及其制作方法，包括：形成第一阻挡层，所述第一阻挡层至少覆盖所述开孔的侧壁和底部；在开孔的底部所述第一阻挡层包裹有残留物。去除位于所述开孔的底部的所述第一阻挡层，以去除残留物。形成第二阻挡层，所述第二阻挡层至少覆盖所述开孔的底部和所述第一阻挡层。形成第二金属层在所述开孔内。第二金属层与第一金属层之间形成有第二阻挡层，所述第一金属层和所述第二金属层通过所述第二阻挡层导电实现电连接。第二阻挡层防止扩散能力强，能够有效阻挡第一金属层和第二金属层的相互扩散形成金属合金，从而提高金属互连结构制成的半导体器件的电磁兼容(EMC)性能。

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种金属互连结构及其制作方法。

背景技术

金属互连结构，是半导体器件不可或缺的结构。在半导体制造过程中，形成的金属互连结构的质量对半导体器件的性能有很大影响。

随着超大规模集成电路工艺技术的不断进步，半导体器件的特征尺寸不断缩小，半导体器件的性能越来越强。然而，随着半导体尺寸的不断缩小，越来越小的互连结构中承载越来越高的电流，且互连结构的响应时间要求越来越短，传统铝互连结构已经不能满足要求。由此不断发展出新材料的互连结构，例如铜铝互连(Cu/Al)、钨铜互连(W/Cu)、钨铝互连(W/Al)等互连结构。

然而新的互连结构也并非完美无缺的，也不可避免的存在各种问题。例如：在铜铝互连工艺中，由于金属铜和铝都具有较强的活跃性，在铜铝互连工艺完成之后，铜铝会相互扩散，在后续高温工艺中，铜铝相互扩散会形成铜铝合金，即在铜靠近铝的部分形成有大量的铜铝合金，在铝靠近铜的部分同样形成铜铝合金，导致铜铝互连结构制成的半导体器件辐射发射(RE)测试不达标，辐射发射(RE)为电磁兼容(EMC)测试项目中的关于干扰的子项目，从而电磁兼容(EMC)测试失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属互连结构及其制作方法，阻挡互连的金属层之间相互扩散形成金属合金，从而提高金属互连结构制成的半导体器件的电磁兼容(EMC)性能。

本发明提供一种金属互连结构及其制作方法，包括：

提供一衬底，在所述衬底上形成介质层与第一金属层，且所述介质层包围所述第一金属层；刻蚀所述介质层以形成裸露所述第一金属层的开孔；

形成第一阻挡层，所述第一阻挡层至少覆盖所述开孔的侧壁和底部；

去除位于所述开孔的底部的所述第一阻挡层，且裸露所述第一金属层；以及，

形成第二阻挡层，所述第二阻挡层至少覆盖裸露于所述开孔的所述第一金属层和所述第一阻挡层；

形成第二金属层在所述开孔内。

进一步的，所述第一阻挡层为TaN或TiN。

进一步的，形成所述第一阻挡层的方法采用磁控溅射的方法，具体参数包括：偏压电源功率范围为700W～900W，氮气流量为21sccm～26sccm，形成所述第一阻挡层的厚度为250埃～350埃。

进一步的，去除位于所述开孔的底部的所述第一阻挡层，采用磁控溅射的方法，包括：在偏压电源功率范围为900W～1200W条件下，通过氩等离子体溅射作用将位于所述开孔的底部的所述第一阻挡层轰击去除，所述轰击的过程产生杂质，部分所述杂质吸附在所述开孔的侧壁。

进一步的，所述第二阻挡层还覆盖吸附在所述开孔的侧壁上的所述杂质。

进一步的，所述第二阻挡层为TaN或TiN。

进一步的，形成所述第二阻挡层的方法采用磁控溅射的方法，具体参数包括：偏压电源功率范围为700W～900W，氮气流量为21sccm～26sccm，形成所述第二阻挡层的厚度为200埃～300埃。