[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的互連線結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件的互連線制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711195069.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN107910294A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 睿力集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/538
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 智云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的互連線結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件的互連線制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，超大規(guī)模集成電路的芯片集成度已經(jīng)高達(dá)幾億乃至幾十億個(gè)器件的規(guī)模，兩層以上的多層金屬互連技術(shù)廣泛得以使用。傳統(tǒng)的金屬互連是由鋁金屬制成的，但隨著集成電路芯片中器件特征尺寸的不斷減小，金屬互連線中的電路密度不斷增加，要求的響應(yīng)時(shí)間不斷減小，傳統(tǒng)的鋁互連線已經(jīng)不能滿足要求。工藝尺寸小于130nm以后，銅互連技術(shù)已經(jīng)取代了鋁互連技術(shù)。與鋁相比，金屬銅的電阻率更低，可以降低互連線的電阻電容(RC)延遲，改善電遷移，提高半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性。

一般形成互連線是利用鑲嵌工藝來進(jìn)行，互連線會(huì)被填充在介質(zhì)層的凹槽內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)中，所形成的互連線側(cè)處往往存在一定的空洞，從而降低了整個(gè)半導(dǎo)體器件的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件的互連線結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件的互連線制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所形成的互連線側(cè)處存在一定空洞的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的互連線制造方法，所述半導(dǎo)體器件的互連線制造方法包括：

提供一襯底，所述襯底上形成有一介質(zhì)層；

形成一圖案化刻蝕阻擋層在所述介質(zhì)層上，所述圖案化刻蝕阻擋層具有一開口，所述開口暴露出部分所述介質(zhì)層；

利用一刻蝕劑刻蝕位于所述開口中的所述介質(zhì)層，以形成一凹槽在所述介質(zhì)層中，其中，在刻蝕形成所述凹槽的過程中同時(shí)生成一鈍化薄膜并附著在所述介質(zhì)層位于所述凹槽內(nèi)的側(cè)壁上，利用所述鈍化薄膜的分隔使所述刻蝕劑不側(cè)蝕所述介質(zhì)層位于所述凹槽側(cè)壁的部分；及

填充一金屬互連線于所述凹槽中。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述鈍化薄膜的組成不完全相同于所述介質(zhì)層的組成，所述鈍化薄膜和所述介質(zhì)層的組成元素皆包含硅基。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述刻蝕劑的材料包含四氟甲烷和三氟甲烷。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述四氟甲烷和所述三氟甲烷的比例介于45:120至100:65之間。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述四氟甲烷和所述介質(zhì)層中暴露在所述開口中的部分反應(yīng)，以消耗所述介質(zhì)層；所述三氟甲烷和所述介質(zhì)層中暴露在所述開口中的部分反應(yīng)，以形成所述鈍化薄膜附著在所述介質(zhì)層位于所述凹槽內(nèi)的側(cè)壁上。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，在填充所述金屬互連線之前，所述半導(dǎo)體器件的互連線制造方法還包括：

去除所述圖案化刻蝕阻擋層和所述鈍化薄膜。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，在去除所述鈍化薄膜的步驟后，所形成的所述凹槽的側(cè)壁和底壁之間的空隙夾角大于等于90°。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，在去除所述鈍化薄膜的步驟后，所述凹槽的寬度介于80nm～125nm，所述凹槽的深度介于200nm～300nm。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述金屬互連線沿著所述凹槽的邊界填充所述凹槽，以使所述金屬互連線的側(cè)壁與所述凹槽的側(cè)壁貼合。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述金屬互連線的材料包含銅，填充所述金屬互連線于所述凹槽中的步驟包括：

覆蓋一銅籽晶層在所述介質(zhì)層上，所述銅籽晶層還覆蓋所述凹槽的底壁和側(cè)壁；

覆蓋一銅電鍍層在所述銅籽晶層上，所述銅電鍍層還填充所述凹槽；及

研磨所述銅電鍍層和所述銅籽晶層至暴露出所述介質(zhì)層，以形成所述金屬互連線。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，附著在所述凹槽的側(cè)壁上的所述鈍化薄膜構(gòu)成一接觸窗口，在刻蝕所述介質(zhì)層的步驟后，所形成的所述接觸窗口的側(cè)壁和底壁之間的空隙夾角大于等于90°。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述金屬互連線沿著所述接觸窗口的邊界填充所述接觸窗口，以使所述金屬互連線的側(cè)壁與所述接觸窗口的側(cè)壁貼合。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，在填充所述金屬互連線之前，所述半導(dǎo)體器件的互連線制造方法還包括：

去除所述圖案化刻蝕阻擋層。

可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的互連線制造方法中，所述金屬互連線的材料包含銅，填充所述金屬互連線于所述接觸窗口中的步驟包括：