金属互连结构的形成方法技术

本申请公开了一种金属互连结构的形成方法，包括：在介质层和通孔表面形成第一阻挡层，通孔形成于介质层中且在介质层表面开口；进行反溅射，对第一阻挡层在开口处形成的突起结构进行修剪处理；在第一阻挡层表面形成第二阻挡层。本申请通过在金属互连结构的形成过程中，在形成接触孔的第一阻挡层后，通过反溅射对第一阻挡层在通孔开口处形成的突起结构进行修剪处理，从而增大了通孔的开口以便于后续的金属层填充，在一定程度上降低了填充空隙的产生，提高了器件的可靠性和良率。提高了器件的可靠性和良率。提高了器件的可靠性和良率。

【技术实现步骤摘要】
金属互连结构的形成方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种金属互连结构的形成方法。

技术介绍

[0002]在半导体集成电路制造的后段(back end of line，BEOL)制程中，可通过形成金属互连结构的方式实现器件中电极的引出。通常，金属互连结构的形成方法包括：在介质层中刻蚀形成通孔后，填充金属，再对金属进行平坦化后，重复上述工艺直至形成金属互连结构。
[0003]然而，随着半导体制程的进步，半导体器件的关键尺寸(critical dimension，CD)也越来越小，与之相应的，在金属互连结构的制作过程中，在对接触孔(via)的通孔进行金属填充后，由于通孔宽度的减小，有较大的几率使得形成的接触孔具有空洞(void)缺陷，从而降低了器件的可靠性和良率。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种金属互连结构的形成方法，可以解决相关技术中提供的金属互连结构的制作方法由于形成的接触孔的通孔关键尺寸小从而导致有较大的几率形成空洞缺陷的问题，该方法包括：
[0005]在介质层和通孔表面形成第一阻挡层，所述通孔形成于所述介质层中且在所述介质层表面开口；
[0006]进行反溅射，对所述第一阻挡层在所述开口处形成的突起结构进行修剪处理；
[0007]在所述第一阻挡层表面形成第二阻挡层。
[0008]在一些实施例中，所述第一阻挡层包括氮化钽层。
[0009]在一些实施例中，所述在介质层和通孔表面形成第一阻挡层，包括：
[0010]通过溅射工艺在所述介质层和所述通孔表面沉积氮化钽层形成所述第一阻挡层。
[0011]在一些实施例中，所述第二阻挡层包括钽层。
[0012]在一些实施例中，所述在所述第一阻挡层表面形成第二阻挡层，包括：
[0013]通过溅射工艺在所述第一阻挡层上沉积第一钽层；
[0014]进行反溅射，对所述第一钽层进行修剪处理；
[0015]通过溅射工艺沉积第二钽层，所述第二钽层和剩余的第一钽层形成所述第二阻挡层。
[0016]在一些实施例中，所述在所述第一阻挡层表面形成第二阻挡层之后，还包括：
[0017]在所述第二阻挡层上形成金属层，所述金属层填充所述通孔；
[0018]进行平坦化处理，去除所述通孔外其它区域的第一阻挡层、第二阻挡层和金属层，所述通孔内的第一阻挡层、第二阻挡层和金属层构成金属连线。
[0019]在一些实施例中，所述在所述第二阻挡层上形成金属层，包括：
[0020]在所述第二阻挡层上形成铜籽晶层；
[0021]在所述铜籽晶层上形成金属铜层。
[0022]本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0023]通过在金属互连结构的形成过程中，在形成接触孔的第一阻挡层后，通过反溅射对第一阻挡层在通孔开口处形成的突起结构进行修剪处理，从而增大了通孔的开口以便于后续的金属层填充，在一定程度上降低了填充空隙的产生，提高了器件的可靠性和良率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本申请一个示例性实施例提供的金属互连结构的形成方法的流程图；
[0026]图2至图6是是本申请一个示例性实施例提供的金属互连结构的形成示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0030]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0031]参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的金属互连结构的形成方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
[0032]步骤S1，在介质层和通孔表面形成第一阻挡层，该通孔形成于介质层中且在介质层表面开口。
[0033]参考图2，其示出了形成第一阻挡层后的剖面示意图。示例性的，如图2所示，介质层210中形成有通孔300，第一阻挡层221可包括氮化钽(TaN)层，可通过物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)工艺(例如，溅射工艺)在介质层210和通孔300表面沉积氮化钽层形成第一阻挡层221，第一阻挡层221在通孔300的开口处形成有突起结构(如图
2中虚线所示)。其中，介质层210为金属互连结构的第M(M为自然数，M≥1)层金属层的层间介质(inter
‑
level dielectric，ILD)层。
[0034]步骤S2，进行反溅射，对第一阻挡层在开口处形成的突起结构进行修剪处理。
[0035]参考图3，其示出了通过反溅射对第一阻挡层在开口处形成的突起结构进行修剪处理后的剖面示意图。示例性的，如图3所示，通过反溅射处理后，突起结构被减薄，使得开口变大。
[0036]步骤S3，在第一阻挡层表面形成第二阻挡层。
[0037]示例性的，第二阻挡层可包括钽(Ta)层，步骤S3包括但不限于：通过溅射工艺在第一阻挡层上沉积第一钽层；进行反溅射，对第一钽层进行修剪处理；通过溅射工艺沉积第二钽层，第二钽层和剩余的第一钽层形成第二阻挡层。
[0038]参考图4，其示出了在第一阻挡层上沉积第一钽层的剖面示意图；参考图5，其示出了对第一钽层进行修剪处理后的剖面示意图；参考图6，其示出了沉积第二钽层的剖面示意图。
[0039]示例性的，如图4至图6所示，可通过溅射工艺在第一阻挡层221上沉积第一钽层2221，通过反溅射对第一钽层2221进行修剪处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属互连结构的形成方法，其特征在于，包括：在介质层和通孔表面形成第一阻挡层，所述通孔形成于所述介质层中且在所述介质层表面开口；进行反溅射，对所述第一阻挡层在所述开口处形成的突起结构进行修剪处理；在所述第一阻挡层表面形成第二阻挡层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阻挡层包括氮化钽层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在介质层和通孔表面形成第一阻挡层，包括：通过溅射工艺在所述介质层和所述通孔表面沉积氮化钽层形成所述第一阻挡层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二阻挡层包括钽层。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述第一阻挡层表面形成第二阻挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：石基，周军，谭林，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：