互连结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种互连结构及其制造方法。该方法包括：提供衬底结构，包括：衬底、在衬底上的层间电介质层、贯穿层间电介质层的多个第一通孔和填充多个第一通孔的第一金属层；在衬底结构上形成通孔结构层，其所包括的双大马士革通孔结构包括：在通孔结构层中的第二通孔和第三通孔及在它们之上的开口；该开口露出通孔结构层的在第二通孔和第三通孔之间的部分；在第二通孔和第三通孔中填充第二金属层，第二金属层的上表面低于通孔结构层的上述部分的上表面；刻蚀通孔结构层的上述部分，使得该部分的上表面低于第二金属层的上表面；在开口中形成连接第二金属层的第三金属层。本发明专利技术解决了现有技术的菜花状缺陷问题。

【技术实现步骤摘要】
互连结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种互连结构及其制造方法。
技术介绍
在半导体技术中，互连结构是一种非常重要的用于半导体器件的结构。图10A至图10C是示意性地示出现有技术的互连结构的制造过程中若干阶段的结构的横截面图。首先，如图10A所示，该半导体结构形成有双大马士革(dual-damascene)通孔结构，该双大马士革通孔结构包括在铜线141上的通孔132、通孔133和开口160。该半导体结构的顶部具有TiN(氮化钛)硬掩模层153。接下来，如图10B所示，通过选择性沉积工艺在通孔132和133中形成钴层142。一方面，如图10B所示，该选择性沉积的步骤容易造成钴层的过度生长(over-growth)问题，从而形成了菜花状缺陷(cauliflowerdefect)180，该菜花状缺陷容易造成不同通孔中的钴层连接(如图10B的虚线框中所示)，从而造成短路，影响器件的正常工作，甚至导致器件失效。另一方面，如图10B所示，在半导体结构的顶部具有TiN硬掩模层153的情况下，由于TiN硬掩模层的表面性质的影响，在沉积钴层的过程中，容易造成钴层内出现空洞(voi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种互连结构的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底、在所述衬底上的层间电介质层、贯穿所述层间电介质层的多个第一通孔以及填充所述多个第一通孔的第一金属层；在所述衬底结构上形成通孔结构层，所述通孔结构层包括双大马士革通孔结构，所述双大马士革通孔结构包括：在所述通孔结构层中的第二通孔和第三通孔，以及在所述第二通孔和所述第三通孔之上的开口；所述第二通孔露出所述多个第一通孔中的一个第一通孔中的第一金属层，所述第三通孔露出所述多个第一通孔中的另一个第一通孔中的第一金属层，所述开口露出所述第二通孔、所述第三通孔和所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的部分；在所述第...

【技术特征摘要】
1.一种互连结构的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底、在所述衬底上的层间电介质层、贯穿所述层间电介质层的多个第一通孔以及填充所述多个第一通孔的第一金属层；在所述衬底结构上形成通孔结构层，所述通孔结构层包括双大马士革通孔结构，所述双大马士革通孔结构包括：在所述通孔结构层中的第二通孔和第三通孔，以及在所述第二通孔和所述第三通孔之上的开口；所述第二通孔露出所述多个第一通孔中的一个第一通孔中的第一金属层，所述第三通孔露出所述多个第一通孔中的另一个第一通孔中的第一金属层，所述开口露出所述第二通孔、所述第三通孔和所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的部分；在所述第二通孔和所述第三通孔中填充第二金属层，所述第二金属层的上表面低于所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的所述部分的上表面；刻蚀所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的所述部分，使得所述部分的上表面低于所述第二金属层的上表面；以及在刻蚀所述通孔结构层的所述部分之后，在所述开口中形成连接所述第二金属层的第三金属层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在刻蚀所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的所述部分之后，所述通孔结构层的所述部分的上表面比所述第二金属层的上表面低至3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的所述部分是以下面的工艺条件执行的：在20毫托至200毫托的气体压强下，在100瓦至2000瓦的刻蚀功率下，以Ar作为载流气体，利用C4F8、C4F6和O2的混合气体执行刻蚀工艺。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述C4F8的气体流量范围为10sccm至50sccm；所述C4F6的气体流量范围为10sccm至50sccm；所述O2的气体流量范围为2sccm至30sccm；所述Ar的气体流量范围为100sccm至5000sccm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通孔结构层包括：在所述衬底结构上的刻蚀停止层、在所述刻蚀停止层上的第一电介质层和在所述第一电介质层上的第二电介质层；所述第一电介质层的介电常数低于所述第二电介质层的介电常数；所述双大马士革通孔结构贯穿所述刻蚀停止层、所述第一电介质层和所述第二电介质层；其中，所述开口所露出的所述通孔结构层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的部分为所述第一电介质层的在所述第二通孔和所述第三通孔之间的部分。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一电介质层的材料为低介电常数材料。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述衬底结构上形成通孔结构层的步骤包括：形成在所述衬底结构上的刻蚀停止层、在所述刻蚀停止层上的第一电介质层、在所述第一电介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋华，严凯，吴端毅，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11