[发明专利]金属互连结构及其形成方法

说明书

本发明技术方案公开了一种金属互连结构及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底层，所述基底层中含有器件结构；在所述基底层上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层内形成贯穿其厚度的接触孔，所述接触孔底部暴露所述器件结构；在所述第一绝缘层表面及接触孔内形成导电层，当接触孔内所述导电层中的缝隙开口宽度为接触孔宽度的十分之一～八分之一时，停止形成所述导电层工艺；在所述导电层表面及所述缝隙内形成第二绝缘层；采用抛光液抛光所述第二绝缘层及所述导电层至露出所述第一绝缘层，形成导电插塞，其中所述抛光液抛光所述第二绝缘层的速率小于抛光所述导电层的速率。上述方法形成的金属互连结构有效减少碟型缺陷，保证金属互连的性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及金属互连结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体器件制作技术的飞速发展，半导体器件已经具有深亚微米结构。由于集成电路中所含器件的数量不断增加，器件的尺寸也因集成度的提升而不断地缩小。为了提高集成度，降低制造成本，元件的关键尺寸不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。

现有在半导体器件金属互连结构形成过程中，对导电层抛光时，极易产生碟型缺陷，而在后续绝缘层沉积时，在碟型缺陷处，绝缘层厚度偏厚，刻蚀工艺后导致绝缘层的残留，进而引起断路，使金属互连失败。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是提供一种金属互连结构及其形成方法，防止金属互连结构中产生断路现象。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种金属互连结构的形成方法，包括：提供基底层，所述基底层中含有器件结构；在所述基底层上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层内形成贯穿其厚度的接触孔，所述接触孔底部暴露所述器件结构；在所述第一绝缘层表面及接触孔内形成导电层，当接触孔内所述导电层中的缝隙开口宽度为接触孔宽度的十分之一～八分之一时，停止形成所述导电层工艺；在所述导电层表面及所述缝隙内形成第二绝缘层；采用抛光液抛光所述第二绝缘层及所述导电层至露出所述第一绝缘层，形成导电插塞，其中所述抛光液抛光所述第二绝缘层的速率小于抛光所述导电层的速率。

可选的，所述导电层的材料为钨或铝，形成所述导电层的工艺为化学气相沉积法。

可选的，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材料为氮化硅或氧化硅。

可选的，形成所述第二绝缘层的工艺为原子层沉积法。

可选的，形成所述第一绝缘层的工艺为化学气相沉积法。

可选的，抛光所述第二绝缘层及所述导电层的抛光液材料与所述导电层材料匹配。

可选的，抛光所述第二绝缘层及所述导电层的工艺，包括下列步骤：先采用抛光液抛光所述第二绝缘层至所述导电层，使所述缝隙中的第二绝缘层表面与所述导电层表面齐平；采用抛光液抛光所述导电层及所述缝隙中的第二绝缘层至露出所述第一绝缘层。

可选的，所述抛光液抛光所述导电层与所述第二绝缘层的速率比为10:1～20:1。

可选的，在所述第一绝缘层表面及接触孔内形成所述导电层步骤之前，还包括如下步骤：在所述接触孔侧壁及底部形成阻挡层。

可选的，所述阻挡层的材料为钛或氮化钛。

采用上述方法形成的金属互连结构，包括：基底层，所述基底层中含有器件结构；第一绝缘层，位于所述基底层上；接触孔，位于所述第一绝缘层内且贯穿其厚度，所述接触孔底部暴露所述器件结构；导电层，填充所述接触孔；缝隙，位于导电层中，且所述缝隙开口宽度为接触孔宽度的十分之一～八分之一；第二绝缘层，填充满所述缝隙。