[發(fā)明專利]半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811101138.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN110931423A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平延磊;楊瑞鵬;肖德元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 芯恩（青島）集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/528
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)及其制備方法，包括：1)提供一基底，基底上有第一金屬連線層；2)于基底及第一金屬連線層上形成刻蝕停止層、低k介質(zhì)層、第一硬掩膜層、第二硬掩膜層、抗反射涂層及第一圖形化光刻膠層；3)刻蝕抗反射涂層及第二硬掩膜層；4)去除第一圖形化光刻膠層及抗反射涂層；5)形成第二圖形化光刻膠層；6)刻蝕第一硬掩膜層及低k介質(zhì)層；7)繼續(xù)刻蝕第一硬掩膜層、低k介質(zhì)層及刻蝕停止層以形成溝槽及連接通孔；8)去除第二硬掩膜層；9)形成阻擋層；10)對(duì)連接通孔的下部進(jìn)行橫向刻蝕；11)于連接通孔下部選擇性沉積第一金屬層；12)形成第二金屬層。本發(fā)明可以減小導(dǎo)電栓塞與第一金屬連線層的接觸電阻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，金屬層之間的最小間距越來越小，金屬層之間的導(dǎo)電栓塞的尺寸也越來越小。然而，隨著導(dǎo)電栓塞尺寸的減小，導(dǎo)電栓塞與下層金屬層的接觸面積也隨之減小，這必然會(huì)使得二者的接觸電阻隨之增大；同時(shí)，現(xiàn)有工藝中一般通過在連接通孔內(nèi)填充銅作為所述導(dǎo)電栓塞，而銅的填充能力比較差，隨著所述連接通孔尺寸的減小，在所述連接通孔內(nèi)填充銅形成所述導(dǎo)電栓塞時(shí)，容易在所述導(dǎo)電栓塞內(nèi)形成氣孔，這將進(jìn)一步增大導(dǎo)電栓塞的電阻。導(dǎo)電栓塞與金屬層之間的接觸電阻太大以及導(dǎo)電栓塞本身的電阻太大都會(huì)影響器件的電學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用銅填充連接通孔形成導(dǎo)電栓塞時(shí)存在的導(dǎo)電栓塞與金屬層之間的接觸電阻較大及導(dǎo)電栓塞自身的電阻較大，從而影響器件的電學(xué)性能的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的制備方法，所述半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的制備方法包括如下步驟：

1)提供一基底，所述基底上形成有第一金屬連線層；

2)于所述基底及所述第一金屬連線層上形成由下至上依次疊置的刻蝕停止層、低k介質(zhì)層、第一硬掩膜層、第二硬掩膜層、抗反射涂層及第一圖形化光刻膠層，所述第一圖形化光刻膠層內(nèi)形成有溝槽圖形，所述溝槽圖形定義出后續(xù)需要形成的溝槽；

3)依據(jù)所述第一圖形化光刻膠層刻蝕所述抗反射涂層及所述第二硬掩膜層，以將所述溝槽圖形轉(zhuǎn)移至所述第二硬掩膜層內(nèi)；

4)去除所述第一圖形化光刻膠層及所述抗反射涂層；

5)于所述第一硬掩膜層及刻蝕后的所述第二硬掩膜層上形成第二圖形化光刻膠層，所述第二圖形化光刻膠層內(nèi)形成有連接通孔圖形，所述連接通孔圖形定義出后續(xù)需要形成的連接通孔；

6)依據(jù)所述第二圖形化光刻膠層刻蝕所述第一硬掩膜層及所述低k介質(zhì)層；去除所述第二圖形化光刻膠層；

7)依據(jù)刻蝕后的所述第二硬掩膜層繼續(xù)刻蝕所述第一硬掩膜層、所述低k介質(zhì)層及所述刻蝕停止層，以于所述低k介質(zhì)層內(nèi)形成所述溝槽及所述連接通孔，所述連接通孔與所述溝槽相連通，且暴露出所述第一金屬連線層；

8)去除所述第二硬掩膜層；

9)采用非共性線狀原子層沉積工藝于所述第一硬掩膜層表面、所述溝槽的側(cè)壁及底部、所述連接通孔的上部側(cè)壁形成阻擋層；

10)依據(jù)所述阻擋層對(duì)所述連接通孔的下部進(jìn)行橫向刻蝕，以使得所述連接通孔下部的寬度大于所述連接通孔上部的寬度；

11)于所述連接通孔下部選擇性沉積第一金屬層，所述第一金屬層填滿所述連接通孔的下部；

12)于所述連接通孔上部及所述溝槽內(nèi)形成第二金屬層，所述第二金屬層填滿所述連接通孔及所述溝槽；位于所述溝槽內(nèi)的所述第二金屬層作為第二金屬連線層，位于所述連接通孔內(nèi)的第二金屬層及所述第一金屬層共同作為導(dǎo)電栓塞。