互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
【專(zhuān)利摘要】一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，其中形成方法包括：提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成有第一金屬間介質(zhì)層、及位于第一金屬間介質(zhì)層中的互連銅層，互連銅層上表面露出；對(duì)互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理，使互連銅層上表面凹凸不平；在對(duì)互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理后，在所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上形成第二金屬間介質(zhì)層。在本案中，互連銅層上表面凹凸不平，使得第二金屬間介質(zhì)層與互連銅層上表面的接觸面積增大，兩者之間的黏附性增強(qiáng)，避免第二金屬間介質(zhì)層從與互連銅層接觸的位置剝落，提升半導(dǎo)體器件的良率和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法包括:
[0003]參照?qǐng)D1，提供半導(dǎo)體襯底1，在半導(dǎo)體襯底I上形成有器件結(jié)構(gòu)(圖中未示出)；
[0004]繼續(xù)參照?qǐng)D1，在半導(dǎo)體襯底I和器件結(jié)構(gòu)上形成第一金屬間介質(zhì)層2、位于第一金屬間介質(zhì)層2中的第一互連銅層3，第一互連銅層3通過(guò)導(dǎo)電插塞(圖中未示出)與器件結(jié)構(gòu)電連接，其上表面露出；
[0005]參照?qǐng)D2，在半導(dǎo)體襯底I和第一互連銅層3上形成第二金屬間介質(zhì)層4，第二金屬間介質(zhì)層4包括:氮化硅層40及位于氮化硅層40上的氧化硅層41，在氧化硅層41形成過(guò)程中，氮化硅層40保護(hù)第一互連銅層3上表面免遭氧氣氧化；
[0006]參照?qǐng)D3，在第二金屬間介質(zhì)層4中形成第二互連銅層5。根據(jù)具體的布線設(shè)計(jì)，第二互連銅層5可以與下層的部分第一互連銅層3 (參照?qǐng)D3中右側(cè)的第一互連銅層3)接觸電連接。之后，可重復(fù)圖1?圖3的步驟，在半導(dǎo)體襯底上形成若干層互連銅層。
[0007]但是，在使用現(xiàn)有技術(shù)形成互連結(jié)構(gòu)后，包括該互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件良率和可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問(wèn)題是，使用現(xiàn)有技術(shù)形成互連結(jié)構(gòu)后，包括該互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件良率和可靠性下降。
[0009]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，該形成方法包括:
[0010]提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有第一金屬間介質(zhì)層、及位于所述第一金屬間介質(zhì)層中的互連銅層，所述互連銅層上表面露出；
[0011]對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理，使所述互連銅層上表面凹凸不平；
[0012]在對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理后，在所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上形成第二金屬間介質(zhì)層。
[0013]可選地，對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理的方法為:使用氣體轟擊所述互連銅層的上表面以形成若干凹坑。
[0014]可選地，在所述互連銅層形成過(guò)程中會(huì)在上表面形成氧化銅，在所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上形成第二金屬間介質(zhì)層之前，使用還原性氣體對(duì)所述互連銅層上表面的氧化銅進(jìn)行還原處理。
[0015]可選地，在使用還原性氣體對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行還原處理之后、或在還原處理的過(guò)程中，使用還原性氣體轟擊所述互連銅層上表面以形成若干凹坑。
[0016]可選地，所述第二金屬間介質(zhì)層包括氮化硅層、位于所述氮化硅層上的氧化硅層。
[0017]可選地，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成氮化硅層。
[0018]可選地，所述還原性氣體為氨氣或氨氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
[0019]可選地，在使用還原性氣體轟擊所述互連銅層過(guò)程中，還原性氣體的流量范圍為4000sccm ?7000sccm，壓強(qiáng)范圍為 4Torr ?5Torr0
[0020]可選地，對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理的方法為:使用酸性試劑對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行腐蝕處理以形成若干凹坑。
[0021]可選地，在所述第一金屬間介質(zhì)層中形成互連銅層的方法包括:
[0022]對(duì)所述第一金屬間介質(zhì)層進(jìn)行圖形化，在所述第一金屬間介質(zhì)層中形成溝槽；
[0023]在所述第一金屬間介質(zhì)層上及溝槽中形成銅材料，所述銅材料填充滿(mǎn)溝槽；
[0024]對(duì)所述銅材料進(jìn)行平坦化處理，至所述溝槽中的銅材料上表面與第一金屬間介質(zhì)層上表面持平，所述溝槽中剩余的銅材料作為互連銅層。
[0025]可選地，使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對(duì)所述銅材料進(jìn)行平坦化處理。
[0026]可選地，還包括:在所述第二金屬間介質(zhì)層中形成互連金屬層。
[0027]本發(fā)明還提供一種互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)包括:
[0028]半導(dǎo)體襯底；
[0029]位于所述半導(dǎo)體襯底上的第一金屬間介質(zhì)層、位于所述第一金屬間介質(zhì)層中的互連銅層，所述互連銅層上表面凹凸不平；
[0030]位于所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上的第二金屬間介質(zhì)層。
[0031]可選地，所述第二金屬間介質(zhì)層包括氮化硅層、位于所述氮化硅層上的氧化硅層。
[0032]可選地，還包括:位于所述第二金屬間介質(zhì)層中的互連金屬層。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]在形成第二金屬間介質(zhì)層之前，對(duì)互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理，使互連銅層上表面凹凸不平，使得第二金屬間介質(zhì)層與互連銅層上表面的接觸面積增大，兩者之間的黏附性增強(qiáng)。這樣，在第一金屬間介質(zhì)層中形成互連金屬層以及之后的半導(dǎo)體工藝過(guò)程中，在高溫條件下，較強(qiáng)的粘附力能夠克服互連銅層熱膨脹而對(duì)第二金屬間介質(zhì)層產(chǎn)生的較強(qiáng)應(yīng)力，確保第二金屬間介質(zhì)層緊緊粘附在互連銅層上，避免第二金屬間介質(zhì)層從與互連銅層接觸的位置剝落。進(jìn)一步地，互連銅層被第二金屬間介質(zhì)層所阻擋而不會(huì)向外擴(kuò)散，且其上表面不會(huì)受濕氣等污染物污染，提升半導(dǎo)體器件的良率和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1?圖3是現(xiàn)有技術(shù)的互連結(jié)構(gòu)在形成過(guò)程中各個(gè)階段的剖面圖；
[0036]圖4?圖12是本發(fā)明具體實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)在形成過(guò)程各個(gè)階段的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn):請(qǐng)參照?qǐng)D2，使用化學(xué)氣相沉積形成第二金屬間介質(zhì)層4，在沉積過(guò)程的高溫作用下，第一互連銅層3與氮化硅層40均會(huì)發(fā)生熱膨脹。由于銅的熱膨脹系數(shù)(約為17ppm/K)遠(yuǎn)大于氮化硅的熱膨脹系數(shù)(約為
2.lppm/K)，因此，第一互連銅層3的膨脹程度大于氮化硅層40，導(dǎo)致氮化硅層40與第一互連銅層3之間存在應(yīng)力失配，導(dǎo)致兩者粘附性差。
[0038]參照?qǐng)D3，尤其是圖中右側(cè)，在第一互連銅層3上接觸電連接有第二互連銅層5，第二互連銅層5受熱膨脹會(huì)更強(qiáng)力擠壓周?chē)牡鑼?0，導(dǎo)致氮化硅層40與圖4中左側(cè)的第一互連銅層3的界面之間存在更大的相互剪切作用，兩者的粘附性進(jìn)一步減弱。
[0039]當(dāng)繼續(xù)在第二互連銅層5和第一金屬間介質(zhì)層4上沉積形成氮化硅層6，在沉積工藝的高溫(約為400°C )條件下，與第一互連銅層3的上表面接觸的氮化硅層40受到第一互連銅層3更大應(yīng)力作用，以及第二互連銅層5的擠壓而斷裂，導(dǎo)致第二金屬間介質(zhì)層4剝離。
[0040]由于氮化硅層40剝落，第一互連銅層3中的銅會(huì)向外擴(kuò)散，且水、氧氣或其他污染物也會(huì)污染第一互連銅層3上表面，最終導(dǎo)致半導(dǎo)體器件良率和可靠性下降。
[0041]對(duì)此，發(fā)明人提出了一種新的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，以解決上述問(wèn)題。
[0042]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0043]參照?qǐng)D4，提供半導(dǎo)體襯底10，在半導(dǎo)體襯底10上形成有器件結(jié)構(gòu)(圖中未示出)、覆蓋半導(dǎo)體襯底10和器件結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層11、位于層間介質(zhì)層11上的第一金屬間介質(zhì)層12。其中，器件結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)特定功能。
[0044]在本實(shí)施例中，層間介質(zhì)層11的材料為氧化娃，在層間介質(zhì)層11中形成有導(dǎo)電插塞110，導(dǎo)電插塞110用于電連接器件結(jié)構(gòu)。第一金屬間介質(zhì)層12為底層金屬間介質(zhì)層，用于在其中形成互連金屬層。以下將以底層金屬間介質(zhì)層來(lái)闡述本發(fā)明技術(shù)方案，此僅為示例。在其他實(shí)施例中，第一金屬間介質(zhì)層還可以是底層金屬間介質(zhì)層與頂層金屬間介質(zhì)層之間的任一中間金屬間介質(zhì)層。
[0045]第一金屬間介質(zhì)層12包括:第一氮化娃層121、及位于第一氮化娃層121上的第一氧化硅層122，第一氮化硅層121與氧化硅材料的粘附性好，使得第一氮化硅層121與第一氧化硅層122和層間介質(zhì)層11能形成穩(wěn)定粘附，且第一氮化硅層121可以保護(hù)導(dǎo)電插塞110，阻擋第一氧化硅層122形成過(guò)程中的濕氣污染導(dǎo)電插塞110表面。具體地，可使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n, PECVD)工藝形成第一氮化硅層121，所得到的第一氮化硅層121致密性好。第一氧化硅層122和第一氮化硅層121起到絕緣隔離作用。
[0046]在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底10可以為硅襯底，也可以是鍺、鍺硅、砷化鎵襯底或絕緣體上硅襯底。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇襯底類(lèi)型，因此半導(dǎo)體襯底10的類(lèi)型不應(yīng)成為限制本發(fā)明的保護(hù)范圍的特征。本實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底10為硅襯底，因?yàn)樵诠枰r底上實(shí)施本技術(shù)方案要比在其他類(lèi)型襯底上實(shí)施本技術(shù)方案成本低。
[0047]之后，使用大馬士革工藝，在第一金屬間介質(zhì)層12中形成第一互連銅層。具體工藝步驟如下:
[0048]參照?qǐng)D5，對(duì)第一金屬間介質(zhì)層12進(jìn)行圖形化，形成溝槽123，溝槽123露出層間介質(zhì)層11，定義出互連銅層的位置，根據(jù)具體的布線設(shè)計(jì)，溝槽123露出導(dǎo)電插塞110 (參照?qǐng)D5左側(cè)溝槽123)，和/或露出層間介質(zhì)層11 (參照?qǐng)D5右側(cè)溝槽123);
[0049]參照?qǐng)D6，使用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積工藝，在第一氧化硅層122上及溝槽123 (參照?qǐng)D5)中形成銅材料13，銅材料13填充滿(mǎn)溝槽123 ；
[0050]參照?qǐng)D7，使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝，對(duì)銅材料13(參照?qǐng)D6)進(jìn)行平坦化處理，至第一氧化硅層122上表面與溝槽中剩余的銅材料上表面基本持平，溝槽中剩余的銅材料作為互連銅層130。由于銅材料硬度太大，不適于使用干法刻蝕工藝，因此使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對(duì)銅材料進(jìn)行平坦化處理。
[0051]參照?qǐng)D8，使用氣體轟擊互連銅層130上表面，以對(duì)互連銅層130上表面進(jìn)行粗糙處理，增大互連銅層130上表面的粗糙度而呈現(xiàn)凹凸不平，請(qǐng)參考圖8中的虛線框區(qū)域?；ミB銅層130上表面粗糙，使得后續(xù)第二金屬間介質(zhì)層與互連銅層130之間的粘附力增強(qiáng)，防止第二金屬間介質(zhì)層從與互連銅層130接觸的位置剝落。
[0052]考慮到在互連銅層130形成過(guò)程中，互連銅層130上表面暴露在空氣中會(huì)被氧化形成氧化銅，氧化銅會(huì)增大后續(xù)互連銅層130上表面的接觸電阻，影響信號(hào)傳遞。因此，在形成互連銅層130之后，通常會(huì)對(duì)互連銅層130上表面的氧化銅進(jìn)行還原處理，以將氧化銅還原為銅。在本實(shí)施例中，在對(duì)互連銅層130上表面進(jìn)行還原處理的同時(shí)，使用還原性氣體A轟擊互連銅層130上表面以形成若干凹坑。
[0053]在本實(shí)施例中，使用氮?dú)庾鳛檫€原性氣體，氨氣與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和氮?dú)?。在通入氨氣的同時(shí)，還向腔體內(nèi)通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。同時(shí)，還將氮?dú)夂桶睔飧咚俅蛳蚧ミB銅層130上表面。
[0054]在本實(shí)施例中，在使用還原性氣體對(duì)互連銅層130上表面的氧化銅進(jìn)行還原處理之后、或在還原處理過(guò)程中，使用未經(jīng)等離子體化的還原性氣體轟擊互連銅層130上表面以形成若干凹坑。
[0055]在轟擊過(guò)程中，還原性氣體的流量范圍為4000sccm?7000sccm，以提供足夠劑量的轟擊氣體，如果還原性氣體的流量小于4000sccm，互連銅層130上表面達(dá)不到所需的粗糙度，如果還原性氣體流量大于7000sCCm，會(huì)轟擊掉互連銅層130較多的量而造成其無(wú)法正常工作。轟擊過(guò)程中的壓強(qiáng)范圍為4Torr?5Torr。
[0056]除本實(shí)施例的方案外，在其他示例中，參照?qǐng)D9，對(duì)互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理的方法為:使用ST250酸性溶液腐蝕互連銅層130'上表面，形成凹坑(參見(jiàn)虛線框區(qū)域)，使用的酸性試劑為ST250酸性溶液B。ST250酸性溶液是由ATMI股份有限公司制造的商業(yè)清洗配方，包括水、氨水、以及少量的氫氟酸。除ST250外，還可使用其他可行的酸性溶劑。在對(duì)互連銅層上表面腐蝕后，使用清洗液清洗腐蝕過(guò)程生成的殘留物，并通入隊(duì)吹拂互連銅層上表面以實(shí)現(xiàn)干燥效果。
[0057]在本實(shí)施例中，使用ST250酸性溶液腐蝕互連銅層130丨上表面為:將酸性試劑滴注在第一金屬間介質(zhì)層12'上表面，并在滴注過(guò)程中控制半導(dǎo)體襯底10'自轉(zhuǎn)，受離心力作用，第一金屬間介質(zhì)層12'上的酸性試劑的液滴注在第一金屬間介質(zhì)層12'上表面的酸性試劑分散開(kāi)，并在互連銅層130'上表面與互連銅層130'反應(yīng)而對(duì)互連銅層130'上表面造成腐蝕，并形成凹坑。酸性試劑與互連銅層130'反應(yīng)的生成物因離心作用，從第一金屬間介質(zhì)層12'上表面甩出，因此不會(huì)對(duì)第一金屬件介質(zhì)層上表面12'造成污染。
[0058]半導(dǎo)體襯底1(V的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達(dá)到幾百r/min，時(shí)間大概30分鐘。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底W的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為300r/min?500r/min，以提供足夠的轉(zhuǎn)速，確保酸性試劑分散開(kāi)來(lái)。如果半導(dǎo)體襯底10'的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速小于300r/min，第一金屬間介質(zhì)層12'上表面的酸性試劑不能形成足夠分散，互連銅層130'上表面的酸性試劑量少，不能形成明顯的凹坑，無(wú)法達(dá)到本發(fā)明要到到的技術(shù)效果。如果半導(dǎo)體襯底10'的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速大于500r/min，酸性試劑過(guò)于分散，互連銅層130'上表面的大部分酸性試劑被甩出，而達(dá)不到腐蝕效果。
[0059]在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底10'的自轉(zhuǎn)時(shí)間范圍為27min?33min，以提供足夠的時(shí)間達(dá)到所需的腐蝕效果。
[0060]在本實(shí)施例中，對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理，互連銅層的損耗量特別少，基本不會(huì)改變互連銅層的電阻及互連銅層上表面的接觸電阻，因此不會(huì)影響正常的信號(hào)傳遞。另外，在使用高速離子轟擊互連銅層上表面時(shí)，還可能會(huì)轟擊到第一氧化硅層上表面，但后續(xù)第二金屬間介質(zhì)層會(huì)覆蓋第一氧化硅層上表面，不會(huì)影響其絕緣隔離效果。
[0061]參照?qǐng)D10，在第一金屬間介質(zhì)層12和互連銅層130上形成第二氮化娃層140，由于互連銅層130上表面凹凸不平，形成有若干凹坑，第二氮化硅層140與互連銅層130上表面的接觸面積增大，使得第二氮化硅層140與互連銅層130上表面的粘附性更強(qiáng)，可以克服第二氮化硅層140與互連銅層130之間的應(yīng)力作用，第二氮化硅層140穩(wěn)定性增強(qiáng)；
[0062]參照?qǐng)D11，在第二氮化硅層140上形成第二氧化硅層141，第二氮化硅層140用于隔絕外界濕氣，保護(hù)互連銅層130上表面免遭氧化污染，第二氮化硅層140和第二氧化硅層141共同作為第二金屬間介質(zhì)層14，其中，可使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成第二氮化硅層140和第二氧化硅層141 ;
[0063]參照?qǐng)D12，在第二金屬間介質(zhì)層14中形成互連金屬層15。在實(shí)施例中，互連金屬層15的材料為銅。在其他實(shí)施例中，也可為其他金屬材料。
[0064]在本實(shí)施例中，使用大馬士革工藝形成互連金屬層15:對(duì)第二金屬間介質(zhì)層14進(jìn)行圖形化，在第二金屬間介質(zhì)層14中形成I個(gè)或多個(gè)溝槽，根據(jù)具體布線安排，溝槽露出互連銅層或第一氧化硅層；在第二氧化硅層141上和溝槽中形成銅材料，銅材料填充滿(mǎn)溝槽；化學(xué)機(jī)械拋光銅材料，至溝槽中的銅材料上表面與第二氧化硅層141上表面持平，溝槽中的銅材料作為互連金屬層15，互連金屬層15與下層的部分互連銅層130接觸電連接(參見(jiàn)圖12右側(cè)的互連金屬層15部分)，而部分互連銅層130上未與互連金屬層15電連接(參見(jiàn)圖12左側(cè)的互連金屬層15)。
[0065]在圖12的右側(cè)，互連金屬層15與其下層的互連銅層130電連接，雖然互連金屬層15與互連銅層130組成的互連布線層具有較大厚度，導(dǎo)致第二氮化硅層140與互連銅層130的界面之間存在相互剪切作用，但第二氮化硅層140與互連銅層130之間較強(qiáng)的粘附力，能夠固定住第二氮化硅層140，防止第二氮化硅層140相對(duì)互連銅層130發(fā)生相對(duì)錯(cuò)位。
[0066]進(jìn)一步地，在后續(xù)互連結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中，如沉積金屬間介質(zhì)層中，高溫條件會(huì)促使互連銅層130與第二氮化硅層140熱膨脹，使得第二氮化硅層140所受互連銅層130應(yīng)力增強(qiáng)，第二氮化硅層140與互連銅層130之間的較強(qiáng)黏附性能夠克服該較強(qiáng)應(yīng)力作用，確保第二氮化硅層140緊緊粘附在互連銅層130上表面而不會(huì)剝落，極大降低了第二氮化硅層140剝落的風(fēng)險(xiǎn)。
[0067]在后續(xù)互連結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中和其他實(shí)施例中，在互連銅層上沉積金屬間介質(zhì)層，如氧化硅、氮化硅或其他介質(zhì)層材料之前，可使用本實(shí)施例技術(shù)方案對(duì)互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理，以增強(qiáng)互連銅層與上層的金屬間介質(zhì)層之間較強(qiáng)的粘附力。
[0068]參照?qǐng)D12，本發(fā)明還提供一種互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)包括:
[0069]半導(dǎo)體襯底10 ；
[0070]位于半導(dǎo)體襯底10上的第一金屬間介質(zhì)層12、位于第一金屬間介質(zhì)層12中的互連銅層130，互連銅層130上表面凹凸不平；
[0071]位于第一金屬間介質(zhì)層12和互連銅層130上的第二金屬間介質(zhì)層14 ；
[0072]位于第二金屬間介質(zhì)層14中的互連金屬層15。
[0073]在本實(shí)施例中，第二金屬間介質(zhì)層14包括:氮化硅層140、位于氮化硅蹭飯140上的氧化硅層141。
[0074]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有第一金屬間介質(zhì)層、及位于所述第一金屬間介質(zhì)層中的互連銅層，所述互連銅層上表面露出； 對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理，使所述互連銅層上表面凹凸不平； 在對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理后，在所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上形成第二金屬間介質(zhì)層。2.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理的方法為:使用氣體轟擊所述互連銅層的上表面以形成若干凹坑。3.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述互連銅層形成過(guò)程中會(huì)在上表面形成氧化銅，在所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上形成第二金屬間介質(zhì)層之前，使用還原性氣體對(duì)所述互連銅層上表面的氧化銅進(jìn)行還原處理。4.如權(quán)利要求3所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在使用還原性氣體對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行還原處理之后、或在還原處理的過(guò)程中，使用還原性氣體轟擊所述互連銅層上表面以形成若干凹坑。5.如權(quán)利要求3所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第二金屬間介質(zhì)層包括:氮化硅層、位于所述氮化硅層上的氧化硅層。6.如權(quán)利要求5所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成氮化硅層。7.如權(quán)利要求4所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述還原性氣體為氨氣或氨氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w。8.如權(quán)利要求7所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在使用還原性氣體轟擊所述互連銅層過(guò)程中，還原性氣體的流量范圍為4000sccm?7000sccm，壓強(qiáng)范圍為4Torr?5Torr。9.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行粗糙處理的方法為:使用酸性試劑對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行腐蝕處理以形成若干凹坑。10.如權(quán)利要求9所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，使用酸性試劑對(duì)所述互連銅層上表面進(jìn)行腐蝕處理的方法為:將所述酸性試劑滴注在第一金屬間介質(zhì)層上表面，并在滴注過(guò)程中控制所述半導(dǎo)體襯底自轉(zhuǎn)，所述酸性試劑受離心作用而分散，并在所述互連銅層上表面與所述互連銅層反應(yīng)而對(duì)互連銅層上表面造成腐蝕。11.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述第一金屬間介質(zhì)層中形成互連銅層的方法包括: 對(duì)所述第一金屬間介質(zhì)層進(jìn)行圖形化，在所述第一金屬間介質(zhì)層中形成溝槽； 在所述第一金屬間介質(zhì)層上及溝槽中形成銅材料，所述銅材料填充滿(mǎn)溝槽； 對(duì)所述銅材料進(jìn)行平坦化處理，至所述溝槽中的銅材料上表面與第一金屬間介質(zhì)層上表面持平，所述溝槽中剩余的銅材料作為互連銅層。12.如權(quán)利要求11所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對(duì)所述銅材料進(jìn)行平坦化處理。13.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括:在所述第二金屬間介質(zhì)層中形成互連金屬層。14.一種互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體襯底； 位于所述半導(dǎo)體襯底上的第一金屬間介質(zhì)層、位于所述第一金屬間介質(zhì)層中的互連銅層，所述互連銅層上表面凹凸不平； 位于所述第一金屬間介質(zhì)層和互連銅層上的第二金屬間介質(zhì)層。15.如權(quán)利要求14所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬間介質(zhì)層包括氮化硅層、位于所述氮化硅層上的氧化硅層。16.如權(quán)利要求14所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:位于所述第二金屬間介質(zhì)層中的互連金屬層。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK105826295SQ201510006942
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日
【發(fā)明人】許謝慧娜, 劉良, 喬仁明, 曾笑梅
【申請(qǐng)人】中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司