[发明专利]半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，超大规模集成电路的芯片集成度已经高达几亿乃至几十亿个器件的规模，两层以上的多层金属互连技术广泛得以使用。传统的金属互连是由铝金属制成的，但随着集成电路芯片中器件特征尺寸的不断减小，金属互连线中的电路密度不断增加，要求的响应时间不断减小，传统的铝互连线已经不能满足要求。工艺尺寸小于130nm以后，铜互连技术已经取代了铝互连技术。与铝相比，金属铜的电阻率更低，可以降低互连线的电阻电容(RC)延迟，改善电迁移，提高半导体器件的稳定性。

一般形成互连线是利用镶嵌工艺来进行，互连线会被填充在介质层的凹槽内。现有技术中，所形成的互连线侧处往往存在一定的空洞，从而降低了整个半导体器件的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件的互连线结构及半导体器件的互连线制造方法，以解决现有技术中所形成的互连线侧处存在一定空洞的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种半导体器件的互连线制造方法，所述半导体器件的互连线制造方法包括：

提供一衬底，所述衬底上形成有一介质层；

形成一图案化刻蚀阻挡层在所述介质层上，所述图案化刻蚀阻挡层具有一开口，所述开口暴露出部分所述介质层；

利用一刻蚀剂刻蚀位于所述开口中的所述介质层，以形成一凹槽在所述介质层中，其中，在刻蚀形成所述凹槽的过程中同时生成一钝化薄膜并附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上，利用所述钝化薄膜的分隔使所述刻蚀剂不侧蚀所述介质层位于所述凹槽侧壁的部分；及

填充一金属互连线于所述凹槽中。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述钝化薄膜的组成不完全相同于所述介质层的组成，所述钝化薄膜和所述介质层的组成元素皆包含硅基。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述刻蚀剂的材料包含四氟甲烷和三氟甲烷。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述四氟甲烷和所述三氟甲烷的比例介于45:120至100:65之间。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述四氟甲烷和所述介质层中暴露在所述开口中的部分反应，以消耗所述介质层；所述三氟甲烷和所述介质层中暴露在所述开口中的部分反应，以形成所述钝化薄膜附着在所述介质层位于所述凹槽内的侧壁上。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在填充所述金属互连线之前，所述半导体器件的互连线制造方法还包括：

去除所述图案化刻蚀阻挡层和所述钝化薄膜。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在去除所述钝化薄膜的步骤后，所形成的所述凹槽的侧壁和底壁之间的空隙夹角大于等于90°。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在去除所述钝化薄膜的步骤后，所述凹槽的宽度介于80nm～125nm，所述凹槽的深度介于200nm～300nm。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线沿着所述凹槽的边界填充所述凹槽，以使所述金属互连线的侧壁与所述凹槽的侧壁贴合。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线的材料包含铜，填充所述金属互连线于所述凹槽中的步骤包括：

覆盖一铜籽晶层在所述介质层上，所述铜籽晶层还覆盖所述凹槽的底壁和侧壁；

覆盖一铜电镀层在所述铜籽晶层上，所述铜电镀层还填充所述凹槽；及

研磨所述铜电镀层和所述铜籽晶层至暴露出所述介质层，以形成所述金属互连线。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，附着在所述凹槽的侧壁上的所述钝化薄膜构成一接触窗口，在刻蚀所述介质层的步骤后，所形成的所述接触窗口的侧壁和底壁之间的空隙夹角大于等于90°。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线沿着所述接触窗口的边界填充所述接触窗口，以使所述金属互连线的侧壁与所述接触窗口的侧壁贴合。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，在填充所述金属互连线之前，所述半导体器件的互连线制造方法还包括：

去除所述图案化刻蚀阻挡层。

可选的，在所述的半导体器件的互连线制造方法中，所述金属互连线的材料包含铜，填充所述金属互连线于所述接触窗口中的步骤包括：