[发明专利]金属互连结构及其制作方法

权利要求书

1.一种金属互连结构的制作方法，其特征在于，包括：

提供具有目标电连接区域的半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成刻蚀终止层；

在所述刻蚀终止层上形成介电层；

在所述介电层上形成Cu₃N硬掩膜层；

在所述Cu₃N硬掩膜层上定义出用以形成沟槽的条状区域，去除所述条状区域外的Cu₃N硬掩膜层；

利用光刻工艺在保留的Cu₃N硬掩膜层上定义出用以形成通孔的图形化光刻胶，定义的所述通孔位于所述保留的Cu₃N硬掩膜层的相邻条状区域之间；

以所述图形化光刻胶为掩膜刻蚀所述介电层以形成通孔；

以所述条状区域的Cu₃N硬掩膜层为掩膜刻蚀所述介电层以形成沟槽，所述通孔底部的刻蚀终止层暴露；

对所述Cu₃N硬掩膜层进行处理形成Cu硬掩膜层，并湿法去除；

干法去除所述通孔底部的刻蚀终止层以使半导体衬底的目标电连接区域暴露，并将所述沟槽开口处的尺寸进行扩大；

在所述通孔及所述沟槽内填充导电材质。

2.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述目标电连接区域为前层金属互连结构的金属区域。

3.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，在所述Cu₃N硬掩膜层上定义出用以形成沟槽的条状区域，去除所述条状区域外的Cu₃N硬掩膜层是采用光刻刻蚀工艺实现的。

4.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述刻蚀终止层的材质为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述介电层包括介电常数依次增大的第一介电层、第二介电层及第三介电层，所述第一介电层与所述刻蚀终止层相邻，所述第三介电层与所述Cu₃N硬掩膜层相邻。

6.根据权利要求5所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述第一介电层的介电常数k<2.0，第二介电层的介电常数k的范围为2.0-4.0，第三介电层的介电常数k>4.0。

7.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述导电材质为铜、铜合金、铝、铝合金、钨、钨合金、或掺杂多晶硅中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，以所述条状区域的Cu₃N硬掩膜层为掩膜刻蚀所述介电层以形成沟槽步骤中，所述通孔底部的介电层进一步刻蚀直至所述刻蚀终止层暴露。

9.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，以所述图形化光刻胶为掩膜刻蚀所述介电层以形成通孔步骤中，所述通孔底部的刻蚀终止层暴露。

10.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，对所述Cu₃N硬掩膜层进行处理形成Cu硬掩膜层采用的处理气体为N₂与H₂的混合气体。

11.根据权利要求10所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述N₂与H₂的混合气体中，N₂的比例范围为：40%-80%。

12.根据权利要求10或11所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，对所述Cu₃N硬掩膜层进行处理形成Cu硬掩膜层采用的温度范围为：200℃-300℃。

13.根据权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，湿法去除所述Cu硬掩膜层采用酸与H₂O₂的混合溶液。

14.根据权利要求13所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述酸为HCl酸或H₂SO₄酸。

15.一种根据上述权利要求1至14中任意一项的制作方法形成的金属互连结构。