[发明专利]互连结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种互连结构及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中，所述方法包括：提供在金属互连层上的电介质层；在所述电介质层上沉积碳氟化合物层；在所述碳氟化合物层上形成图案化的硬掩模层；以所述硬掩模层为掩模刻蚀所述碳氟化合物层和所述电介质层，以形成到所述电介质层中的沟槽和到所述金属互连层的通孔；沉积金属以填充所述沟槽和所述通孔；执行平坦化工艺，以使得剩余的金属和剩余的碳氟化合物层基本齐平。本发明能够提高互连结构的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种互连结构及其制造方法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展，器件的尺寸越来越小，为了降低金属互连线之间的寄生电容，低k电介质材料逐渐代替二氧化硅被用在互连结构中。多孔超低k材料可以进一步降低互连结构中的电介质材料的介电常数，因此在更小尺寸的器件中的互连结构中倾向于采用多孔超低k材料。

本发明的发明人发现，利用多孔超低k材料作为互连结构中的电介质材料时，多孔超低k材料可能会受到其他工艺的影响，例如，在形成的沟槽和通孔中填充金属后需要进行平坦化工艺，平坦化工艺可能会向多孔超低k材料中引入水，从而影响其介电性能和可靠性，进而影响互连结构的可靠性。

发明内容

本发明的一个实施例的目的在于提出一种互连结构的制造方法，能够提高互连结构的可靠性。

根据本发明的一个实施例，提供了一种互连结构的制造方法，包括：提供在金属互连层上的电介质层；在所述电介质层上沉积碳氟化合物层；在所述碳氟化合物层上形成图案化的硬掩模层；以所述硬掩模层为掩模刻蚀所述碳氟化合物层和所述电介质层，以形成到所述电介质层中的沟槽和到所述金属互连层的通孔；沉积金属以填充所述沟槽和所述通孔；执行平坦化工艺，以使得剩余的金属和剩余的碳氟化合物层基本齐平。

在一个实施例中，所述硬掩膜层具有延伸到所述硬掩膜层中的第一开口；所述以所述硬掩模层为掩模刻蚀所述碳氟化合物层和所述电介质层，以形成到所述电介质层中的沟槽和到所述金属互连层的通孔包括：在所述硬掩模层上形成图案化的第一掩模层，所述第一掩模层具有延伸到所述第一开口的底部的第二开口；以所述第一掩模层为掩模刻蚀所述硬掩模层、所述碳氟化合物层和所述电介质层，从而形成到所述电介质层中的第三开口；去除所述第一掩模层；以剩余的硬掩模层为掩模去除所述第三开口下的电介质层，并去除第一开口下的硬掩模层、碳氟化合物层和电介质层的一部分，从而形成所述沟槽和所述通孔。

在一个实施例中，所述第一掩模层具有延伸到所述第一开口的底部的两个第二开口，从而形成到所述金属互连层的两个通孔。

在一个实施例中，所述在所述碳氟化合物层上形成图案化的硬掩模层包括：在所述碳氟化合物层上依次形成第一硬掩模层、第二硬掩模层和第三硬掩模层；在所述第三硬掩模层之上形成图案化的第二掩模层；以所述第二掩模层为掩模刻蚀所述第三硬掩模层和所述第二硬掩模层，从而形成延伸到所述第二硬掩模层中或延伸到所述第一硬掩模层的表面的第一开口；去除所述第二掩模层。

在一个实施例中，所述在所述第三硬掩模层之上形成图案化的第二掩模层包括：在所述第三硬掩模层上形成遮蔽氧化物层；在所述遮蔽氧化物层上形成所述第二掩模层；所述以所述第二掩模层为掩模刻蚀所述第三硬掩模层和所述第二硬掩模层包括：以所述第二掩模层为掩模刻蚀所述遮蔽氧化物层、所述第三硬掩模层和所述第二硬掩模层；在去除所述第二掩模层之后，所述方法还包括：去除剩余的遮蔽氧化物层。

在一个实施例中，所述第一硬掩模层包括无孔的SiOCH；所述第二硬掩模层包括TEOS；所述第三硬掩模层包括TiN。

在一个实施例中，在沉积金属前，还包括：执行加热处理，以去除所述电介质层中的水分。

在一个实施例中，在100-400℃的温度范围内，并以氮气、氨气和联氨中的至少一种气体作为保护气体来执行所述加热处理。