[發(fā)明專利]互連結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611066883.1
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108122820B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何作鵬;朱繼光
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯集成電路（寧波）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 曲瑞

本發(fā)明公開了一種互連結(jié)構(gòu)及其制造方法，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：提供襯底結(jié)構(gòu)，其包括襯底和在襯底上的第一電介質(zhì)層，第一電介質(zhì)層具有延伸到襯底的用于第一互連層的開口；在第一電介質(zhì)層遠(yuǎn)離開口的區(qū)域之上形成第一掩模層；沉積第一金屬層以填充開口，并覆蓋第一電介質(zhì)層未被第一掩模層覆蓋的區(qū)域；其中，第一金屬層與第一掩模層鄰接的部分作為第二互連層的下部；去除第一掩模層；形成第二電介質(zhì)層，以覆蓋第一金屬層和第一電介質(zhì)層暴露的部分，所述第二電介質(zhì)層具有用于第二互連層的溝槽，溝槽使得第二互連層的下部露出；在溝槽中填充第二金屬層，從而形成第二互連層的上部。本發(fā)明能減小互連結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著器件尺寸的縮小，現(xiàn)有的方案中通常采用大馬士革工藝來形成互連結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的一個(gè)典型的互連結(jié)構(gòu)的制造方法可以包括如下步驟：首先，在電介質(zhì)層中形成開口；然后，在電介質(zhì)層的表面和開口中沉積阻擋層和籽晶層；之后，在籽晶層上電鍍沉積金屬以填充開口；然后對電鍍沉積的金屬進(jìn)行平坦化。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的互連結(jié)構(gòu)的制造方法存在如下問題：從開口底部向上電鍍金屬的速度比較慢，因此，為了填充開口需要在整個(gè)晶片上電鍍沉積的金屬的量比較大。例如，在集成無源器件(IPD)工藝中，電導(dǎo)的結(jié)構(gòu)比較大，需要沉積很厚的金屬才能填充互連結(jié)構(gòu)的開口。如此，一方面，沉積的金屬會有很大的應(yīng)力，這會使得互連結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力較大；另外，大的應(yīng)力還會使得晶片翹曲，甚至破裂。另一方面，沉積的金屬比較厚，沉積金屬的工藝成本以及后續(xù)平坦化工藝的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于減小互連結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：提供襯底結(jié)構(gòu)，所述襯底結(jié)構(gòu)包括襯底和在所述襯底上的第一電介質(zhì)層，所述第一電介質(zhì)層具有延伸到所述襯底的用于第一互連層的開口；在所述第一電介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述開口的區(qū)域之上形成第一掩模層；沉積第一金屬層以填充所述開口，并覆蓋所述第一電介質(zhì)層未被所述第一掩模層覆蓋的區(qū)域；其中，所述第一金屬層與所述第一掩模層鄰接的部分作為第二互連層的下部；去除所述第一掩模層；形成第二電介質(zhì)層，以覆蓋所述第一金屬層和所述第一電介質(zhì)層暴露的部分，所述第二電介質(zhì)層具有用于第二互連層的溝槽，所述溝槽使得所述第二互連層的下部露出；在所述溝槽中填充第二金屬層，從而形成第二互連層的上部。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述溝槽中填充第二金屬層包括：在剩余的第二電介質(zhì)層的至少一部分之上形成第二掩模層；沉積第二金屬層，以填充所述溝槽；去除所述第二掩模層；執(zhí)行平坦化工藝，以使得剩余的第二金屬層的上表面與所述第二電介質(zhì)層的上表面基本齊平。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述溝槽中填充第二金屬層包括：沉積第二金屬層，以填充所述溝槽并覆蓋剩余的第二電介質(zhì)層；執(zhí)行平坦化工藝，以使得剩余的第二金屬層的上表面與所述第二電介質(zhì)層的上表面基本齊平。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述第一電介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述開口的區(qū)域之上形成第一掩模層之前，還包括：在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成第一阻擋層，所述第一掩模層形成在所述第一阻擋層之上；在去除所述第一掩模層之后，還包括：去除暴露的所述第一阻擋層。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述第一電介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述開口的區(qū)域之上形成第一掩模層之前，還包括：在所述第一阻擋層上形成第一籽晶層，所述第一掩模層形成在所述第一籽晶層上；在去除所述第一掩模層之后，還包括：去除暴露的所述第一籽晶層。

在一個(gè)實(shí)施例中，在剩余的第二電介質(zhì)層的至少一部分之上形成第二掩模層之前，還包括：

在所述剩余的第二電介質(zhì)層、所述溝槽的底部和側(cè)壁上形成第二阻擋層，所述第二掩模層形成在所述第二阻擋層之上。

在一個(gè)實(shí)施例中，在剩余的第二電介質(zhì)層的至少一部分之上形成第二掩模層之前，還包括：在所述第二阻擋層上形成第二籽晶層，所述第二掩模層形成在所述第二籽晶層上。