[发明专利]金属互连结构的制造方法

权利要求书

1.一种金属互连结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供前层结构，所述前层结构中形成有定义金属互连结构的图形结构的凹槽；

步骤二、形成钌层，所述钌层形成在所述凹槽的底部表面和侧面并延伸到所述凹槽外的所述前层结构表面上，所述钌层作为扩散阻挡层；

步骤三、形成主体层，所述主体层将所述凹槽完全填充并延伸到所述凹槽外的所述钌层表面上，所述主体层的材料为钴、石墨烯、Cu3Ge、NiGe、CoGe2和CoAl中的一个或多个的组合；

步骤四、进行化学机械研磨将所述凹槽外的所述主体层和所述钌层去除以及将所述凹槽区域内的所述主体层和所述钌层的顶部表面和所述凹槽的顶部表面相平，由填充于所述凹槽中的所述钌层和所述主体层叠加形成所述金属互连结构。

2.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：步骤二中，所述钌层的厚度大于1nm。

3.如权利要求1或2所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：所述钌层的生长工艺为CVD、ALD和PVD中的一个或多个的组合。

4.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：步骤三中，所述主体层的材料为钴时，所述主体层的生长工艺为CVD、ALD和PVD中的一个或多个的组合。

5.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：所述金属互连结构包括通孔和金属连线。

6.如权利要求5所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：步骤一中的所述凹槽用于单独定义所述通孔的图形结构，步骤四完成后所形成的所述金属互连结构为所述通孔。

7.如权利要求5所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：步骤一中的所述凹槽用于单独定义所述金属连线的图形结构，步骤四完成后所形成的所述金属互连结构为所述金属连线。

8.如权利要求5所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：步骤一中的所述凹槽同时定义所述通孔和所述金属连线的图形结构，所述凹槽由通孔开口和沟槽叠加而成，所述通孔开口位于部分区域的所述沟槽的底部，所述通孔开口和所述沟槽呈连通结构；步骤四完成后同时形成所述通孔和所述金属连线，所述通孔由填充于所述通孔开口中的所述钌层和所述主体层叠加而层，所述金属连线由填充于所述沟槽中的所述钌层和所述主体层叠加而层。

9.如权利要求1或5或6或7或8所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：所述凹槽形成于层间膜中。

10.如权利要求9所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：所述前层结构中，在所述层间膜的底部包括有半导体衬底以及位于所述半导体衬底和所述层间膜之间的多层底部层间膜和底部金属互连结构。

11.如权利要求10所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。

12.如权利要求10所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：在所述半导体衬底上形成有半导体器件。

13.如权利要求12所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述半导体器件的工艺节点为14nm以下。

14.如权利要求10所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于：所述层间膜和所述底部层间膜的材料包括氧化层或低K介质层。

15.如权利要求10所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述通孔和所述底部金属互连结构连接。