[發明專利]互連結構及其制造方法

在審

• 申請號: 201611156276.4
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108231659A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 周鳴
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 孫寶海

本發明公開了一種互連結構及其制造方法，涉及半導體技術領域。其中，所述方法包括：提供在金屬互連層上的電介質層；在所述電介質層上沉積碳氟化合物層；在所述碳氟化合物層上形成圖案化的硬掩模層；以所述硬掩模層為掩模刻蝕所述碳氟化合物層和所述電介質層，以形成到所述電介質層中的溝槽和到所述金屬互連層的通孔；沉積金屬以填充所述溝槽和所述通孔；執行平坦化工藝，以使得剩余的金屬和剩余的碳氟化合物層基本齊平。本發明能夠提高互連結構的可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種互連結構及其制造方法。

背景技術

隨著集成電路工藝的發展，器件的尺寸越來越小，為了降低金屬互連線之間的寄生電容，低k電介質材料逐漸代替二氧化硅被用在互連結構中。多孔超低k材料可以進一步降低互連結構中的電介質材料的介電常數，因此在更小尺寸的器件中的互連結構中傾向于采用多孔超低k材料。

本發明的發明人發現，利用多孔超低k材料作為互連結構中的電介質材料時，多孔超低k材料可能會受到其他工藝的影響，例如，在形成的溝槽和通孔中填充金屬后需要進行平坦化工藝，平坦化工藝可能會向多孔超低k材料中引入水，從而影響其介電性能和可靠性，進而影響互連結構的可靠性。

發明內容

本發明的一個實施例的目的在于提出一種互連結構的制造方法，能夠提高互連結構的可靠性。

根據本發明的一個實施例，提供了一種互連結構的制造方法，包括：提供在金屬互連層上的電介質層；在所述電介質層上沉積碳氟化合物層；在所述碳氟化合物層上形成圖案化的硬掩模層；以所述硬掩模層為掩模刻蝕所述碳氟化合物層和所述電介質層，以形成到所述電介質層中的溝槽和到所述金屬互連層的通孔；沉積金屬以填充所述溝槽和所述通孔；執行平坦化工藝，以使得剩余的金屬和剩余的碳氟化合物層基本齊平。

在一個實施例中，所述硬掩膜層具有延伸到所述硬掩膜層中的第一開口；所述以所述硬掩模層為掩模刻蝕所述碳氟化合物層和所述電介質層，以形成到所述電介質層中的溝槽和到所述金屬互連層的通孔包括：在所述硬掩模層上形成圖案化的第一掩模層，所述第一掩模層具有延伸到所述第一開口的底部的第二開口；以所述第一掩模層為掩?？涛g所述硬掩模層、所述碳氟化合物層和所述電介質層，從而形成到所述電介質層中的第三開口；去除所述第一掩模層；以剩余的硬掩模層為掩模去除所述第三開口下的電介質層，并去除第一開口下的硬掩模層、碳氟化合物層和電介質層的一部分，從而形成所述溝槽和所述通孔。

在一個實施例中，所述第一掩模層具有延伸到所述第一開口的底部的兩個第二開口，從而形成到所述金屬互連層的兩個通孔。

在一個實施例中，所述在所述碳氟化合物層上形成圖案化的硬掩模層包括：在所述碳氟化合物層上依次形成第一硬掩模層、第二硬掩模層和第三硬掩模層；在所述第三硬掩模層之上形成圖案化的第二掩模層；以所述第二掩模層為掩?？涛g所述第三硬掩模層和所述第二硬掩模層，從而形成延伸到所述第二硬掩模層中或延伸到所述第一硬掩模層的表面的第一開口；去除所述第二掩模層。

在一個實施例中，所述在所述第三硬掩模層之上形成圖案化的第二掩模層包括：在所述第三硬掩模層上形成遮蔽氧化物層；在所述遮蔽氧化物層上形成所述第二掩模層；所述以所述第二掩模層為掩模刻蝕所述第三硬掩模層和所述第二硬掩模層包括：以所述第二掩模層為掩模刻蝕所述遮蔽氧化物層、所述第三硬掩模層和所述第二硬掩模層；在去除所述第二掩模層之后，所述方法還包括：去除剩余的遮蔽氧化物層。

在一個實施例中，所述第一硬掩模層包括無孔的SiOCH；所述第二硬掩模層包括TEOS；所述第三硬掩模層包括TiN。

在一個實施例中，在沉積金屬前，還包括：執行加熱處理，以去除所述電介質層中的水分。

在一個實施例中，在100-400℃的溫度范圍內，并以氮氣、氨氣和聯氨中的至少一種氣體作為保護氣體來執行所述加熱處理。