半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法，利用一刻蚀剂刻蚀位于开口中的介质层，以形成一凹槽在介质层中，其中，在刻蚀形成凹槽的过程中同时生成一钝化薄膜并附着在介质层位于凹槽内的侧壁上，利用钝化薄膜的分隔使刻蚀剂不侧蚀介质层位于凹槽侧壁的部分，由此，能够易于金属互连线填充在凹槽中，从而便可使得金属互连线能够很好的填充在凹槽中，避免了所形成的金属互连线侧处存在一定空洞的问题，提高了所形成的金属互连线及半导体器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法。
技术介绍
随着半导体技术的发展，超大规模集成电路的芯片集成度已经高达几亿乃至几十亿个器件的规模，两层以上的多层金属互连技术广泛得以使用。传统的金属互连是由铝金属制成的，但随着集成电路芯片中器件特征尺寸的不断减小，金属互连线中的电路密度不断增加，要求的响应时间不断减小，传统的铝互连线已经不能满足要求。工艺尺寸小于130nm以后，铜互连技术已经取代了铝互连技术。与铝相比，金属铜的电阻率更低，可以降低互连线的电阻电容(RC)延迟，改善电迁移，提高半导体器件的稳定性。一般形成互连线是利用镶嵌工艺来进行，互连线会被填充在介质层的凹槽内。现有技术中，所形成的互连线侧处往往存在一定的空洞，从而降低了整个半导体器件的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法，以解决现有技术中所形成的互连线侧处存在一定空洞的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体器件的互连线制造方法，所述半导体器件的互连线制造方法包括：提供一衬底，所述衬底上形成有一介质层；形成一图案化刻蚀阻挡层在所述介质层上，所述图案化刻蚀阻挡层具有一开口，所述开口暴露出部分所述介质层；利用一刻蚀剂刻蚀位于所述开口中的所述介质层，以形成一凹槽在所述介质层中，其中，在刻蚀形成所述凹槽的过程中同时生成一钝化薄膜并附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上，利用所述钝化薄膜的分隔使所述刻蚀剂不侧蚀所述介质层位于所述凹槽侧壁的部分；及填充一金属互连线于所述凹槽中。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述钝化薄膜的组成不完全相同于所述介质层的组成，所述钝化薄膜和所述介质层的组成元素皆包含硅基。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述刻蚀剂的材料包含四氟甲烷和三氟甲烷。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述四氟甲烷和所述三氟甲烷的比例介于45:120至100:65之间。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述四氟甲烷和所述介质层中暴露在所述开口中的部分反应，以消耗所述介质层；所述三氟甲烷和所述介质层中暴露在所述开口中的部分反应，以形成所述钝化薄膜附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在填充所述金属互连线之前，所述半导体器件的互连线制造方法还包括：去除所述图案化刻蚀阻挡层和所述钝化薄膜。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在去除所述钝化薄膜的步骤后，所形成的所述凹槽的侧壁和底壁之间的空隙夹角大于等于90°。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在去除所述钝化薄膜的步骤后，所述凹槽的宽度介于80nm～125nm，所述凹槽的深度介于200nm～300nm。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线沿着所述凹槽的边界填充所述凹槽，以使所述金属互连线的侧壁与所述凹槽的侧壁贴合。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线的材料包含铜，填充所述金属互连线于所述凹槽中的步骤包括：覆盖一铜籽晶层在所述介质层上，所述铜籽晶层还覆盖所述凹槽的底壁和侧壁；覆盖一铜电镀层在所述铜籽晶层上，所述铜电镀层还填充所述凹槽；及研磨所述铜电镀层和所述铜籽晶层至暴露出所述介质层，以形成所述金属互连线。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，附着在所述凹槽的侧壁上的所述钝化薄膜构成一接触窗口，在刻蚀所述介质层的步骤后，所形成的所述接触窗口的侧壁和底壁之间的空隙夹角大于等于90°。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线沿着所述接触窗口的边界填充所述接触窗口，以使所述金属互连线的侧壁与所述接触窗口的侧壁贴合。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在填充所述金属互连线之前，所述半导体器件的互连线制造方法还包括：去除所述图案化刻蚀阻挡层。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线的材料包含铜，填充所述金属互连线于所述接触窗口中的步骤包括：覆盖一铜籽晶层在所述介质层上，所述铜籽晶层还覆盖所述接触窗口的底壁和侧壁；覆盖一铜电镀层在所述铜籽晶层上，所述铜电镀层还填充所述接触窗口；及研磨所述铜电镀层和所述铜籽晶层至暴露出所述介质层，以形成所述金属互连线。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述衬底中形成有一金属插塞，所述凹槽贯穿所述介质层并暴露出所述金属插塞。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述图案化刻蚀阻挡层包括覆盖所述介质层的一图案化硬掩膜层及覆盖所述图案化硬掩膜层的一图案化光阻层。可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述钝化薄膜由所述刻蚀剂和所述介质层在发生刻蚀反应过程中所生成的副产物构成。本专利技术还提供一种半导体器件的互连线结构，包括：一衬底；一介质层，位于所述衬底上，所述介质层具有一凹槽，所述凹槽的侧壁和底壁之间的空隙夹角大于等于90°；及一金属互连线，填充在所述凹槽中，所述金属互连线无空隙方式填满所述空隙夹角。可选的，在所述的半导体器件的互连线结构中，所述金属互连线沿着所述凹槽的边界填满所述凹槽，所述金属互连线的侧壁与所述凹槽的侧壁贴合。可选的，在所述的半导体器件的互连线结构中，所述凹槽中更形成一接触窗口，由附着在所述凹槽的侧壁上的一钝化薄膜构成，所述金属互连线沿着所述接触窗口的边界填满所述接触窗口，所述金属互连线的侧壁与所述接触窗口的侧壁贴合。可选的，在所述的半导体器件的互连线结构中，所述金属互连线的材料包含铜，所述介质层的材料包含二氧化硅。可选的，在所述的半导体器件的互连线结构中，所述衬底中形成有一金属插塞，所述金属互连线经由所述凹槽连接所述金属插塞。可选的，在所述的半导体器件的互连线结构中，所述金属互连线包括铜籽晶层和覆盖所述铜籽晶层的铜电镀层，所述铜籽晶层在所述凹槽中的图案为连续，并且所述铜籽晶层在所述凹槽的侧壁向底部的弯折角小于等于90°。在本专利技术提供的半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法中，利用一刻蚀剂刻蚀位于开口中的介质层，以形成一凹槽在介质层中，其中，在刻蚀形成凹槽的过程中同时生成一钝化薄膜并附着在介质层位于凹槽内的侧壁上，利用钝化薄膜的分隔使刻蚀剂不侧蚀介质层位于凹槽侧壁的部分，由此，能够易于金属互连线填充在凹槽中，从而便可使得金属互连线能够很好的填充在凹槽中，避免了所形成的金属互连线侧处存在一定空洞的问题，提高了所形成的金属互连线及半导体器件的可靠性。附图说明图1是一种半导体器件的互连线制造方法中所提供的衬底的剖面示意图。图2是对图1所示的结构执行图案化刻蚀工艺后的剖面示意图。图3是在图2所示的结构上去除图案化刻蚀阻挡层后的剖面示意图。图4是在图3所述的结构上形成金属互连线后的结构示意图。图5是本专利技术实施例一的半导体器件的互连线制造方法中所提供的衬底的剖面示意图。图6是对图5所示的结构执行图案化刻蚀工艺后的剖面示意图。图7是在图6所示的结构上去除图案化刻蚀阻挡层和钝化薄膜后的剖面示意图。图8是在图7所示的结构上形成金属互连线后的结构示意图。图9是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述半导体器件的互连线制造方法包括：提供一衬底，所述衬底上形成有一介质层；形成一图案化刻蚀阻挡层在所述介质层上，所述图案化刻蚀阻挡层具有一开口，所述开口暴露出部分所述介质层；利用一刻蚀剂刻蚀位于所述开口中的所述介质层，以形成一凹槽在所述介质层中，其中，在刻蚀形成所述凹槽的过程中同时生成一钝化薄膜并附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上，利用所述钝化薄膜的分隔使所述刻蚀剂不侧蚀所述介质层位于所述凹槽侧壁的部分；及填充一金属互连线于所述凹槽中。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述半导体器件的互连线制造方法包括：提供一衬底，所述衬底上形成有一介质层；形成一图案化刻蚀阻挡层在所述介质层上，所述图案化刻蚀阻挡层具有一开口，所述开口暴露出部分所述介质层；利用一刻蚀剂刻蚀位于所述开口中的所述介质层，以形成一凹槽在所述介质层中，其中，在刻蚀形成所述凹槽的过程中同时生成一钝化薄膜并附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上，利用所述钝化薄膜的分隔使所述刻蚀剂不侧蚀所述介质层位于所述凹槽侧壁的部分；及填充一金属互连线于所述凹槽中。2.如权利要求1所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述钝化薄膜的组成不完全相同于所述介质层的组成，所述钝化薄膜和所述介质层的组成元素皆包含硅基。3.如权利要求1所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述刻蚀剂的材料包含四氟甲烷和三氟甲烷。4.如权利要求3所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述四氟甲烷和所述三氟甲烷的比例介于45:120至100:65之间。5.如权利要求4所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述四氟甲烷和所述介质层中暴露在所述开口中的部分反应，以消耗所述介质层；所述三氟甲烷和所述介质层中暴露在所述开口中的部分反应，以形成所述钝化薄膜附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上。6.如权利要求1所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，在填充所述金属互连线之前，所述半导体器件的互连线制造方法还包括：去除所述图案化刻蚀阻挡层和所述钝化薄膜。7.如权利要求6所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，在去除所述钝化薄膜的步骤后，所形成的所述凹槽的侧壁和底壁之间的空隙夹角大于等于90°。8.如权利要求6所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，在去除所述钝化薄膜的步骤后，所述凹槽的宽度介于80nm～125nm，所述凹槽的深度介于200nm～300nm。9.如权利要求6所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述金属互连线沿着所述凹槽的边界填充所述凹槽，以使所述金属互连线的侧壁与所述凹槽的侧壁贴合。10.如权利要求6所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，所述金属互连线的材料包含铜，填充所述金属互连线于所述凹槽中的步骤包括：覆盖一铜籽晶层在所述介质层上，所述铜籽晶层还覆盖所述凹槽的底壁和侧壁；覆盖一铜电镀层在所述铜籽晶层上，所述铜电镀层还填充所述凹槽；及研磨所述铜电镀层和所述铜籽晶层至暴露出所述介质层，以形成所述金属互连线。11.如权利要求1所述的半导体器件的互连线制造方法，其特征在于，附着在所述凹槽的侧壁上的所述钝化薄膜构成一接触窗口，在刻蚀所述介质层的步骤后，所形成的所述接触窗口的侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：睿力集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34