[发明专利]一种互连结构的形成方法

说明书

本发明提供一种互连结构的形成方法，包括：提供一衬底，衬底表面形成有介质层，介质层中形成有暴露衬底表面的通孔；依次形成粘附层及阻挡层，粘附层覆盖介质层及通孔的内壁，阻挡层覆盖粘附层；形成第一导电层，第一导电层填充通孔并覆盖阻挡层；以阻挡层为研磨停止层，执行化学机械研磨工艺；以及，形成第二导电层，第二导电层覆盖阻挡层以及通孔中的第一导电层。通过利用阻挡层作为CMP的研磨停止层，只形成一次粘附层及阻挡层，简化互连结构的形成方法，可缩短工艺制程、降低成本；通过简化形成方法及减少形成介质层所需的厚度，可减少物料消耗，同时还可减小衬底的翘曲度，以解决上述形成互连结构过程中工艺繁琐且成本较高的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种互连结构的形成方法。

背景技术

金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)器件以其价格低廉，技术成熟、开关速度快、驱动简单等诸多优点被广泛应用在便携电子设备、汽车电子、工业控制以及照明等领域。

在传统技术中，在填充钨于通孔(接触孔)后，需通过化学机械研磨(CMP)去除多余的钨，防止不同通孔之间短路，以形成钨塞，便于形成金属互连(例如铝)。其中，在CMP过程中通常以层间介质层(例如氧化硅)作为研磨停止层，于是会将位于衬底表面的Ti/TiN层去除，而且考虑到工艺容忍度以防止钨残留，当检测到研磨停止层时，还要进行一定程度的过研磨，由此损失一定厚度的层间介质层损失。然而，在后续实现金属互连结构的过程中，为了防止铝与层间介质层相互扩散以及进一步改善铝的电迁移，会再次沉积Ti/TiN层，然后才沉积一定厚度的铝用于器件的金属互连。

由此可见，在传统技术中，过量形成层间介质层后再去除部分层间介质层，接着形成Ti/TiN层，再接着去除掉部分Ti/TiN层，最后还需再形成Ti/TiN层。整个形成互连结构的过程中，部分层间介质层及Ti/TiN层在重复沉积与去除，工艺繁琐，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种互连结构的形成方法，以解决上述形成互连结构过程中工艺繁琐且成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种互连结构的形成方法，包括：提供一衬底，所述衬底表面形成有介质层，所述介质层中形成有暴露所述衬底表面的通孔；依次形成粘附层及阻挡层，所述粘附层覆盖所述介质层及所述通孔的内壁，所述阻挡层覆盖所述粘附层；形成第一导电层，所述第一导电层填充所述通孔并覆盖所述阻挡层；以所述阻挡层为研磨停止层，执行化学机械研磨工艺；以及，形成第二导电层，所述第二导电层覆盖所述阻挡层以及所述通孔中的第一导电层。

可选的，执行化学机械研磨时，通过检测所述第一导电层的光学反射率的变化以确定所述研磨停止层。

可选的，所述阻挡层的光学反射率小于所述第一导电层的光学反射率。

可选的，检测到所述阻挡层后，继续执行化学机械研磨以过研磨200～300埃的厚度。

可选的，直接在所述粘附层上形成所述阻挡层，或者对所述粘附层执行氮化从而形成所述阻挡层。

可选的，所述粘附层为钛，所述阻挡层为氮化钛。

可选的，所述阻挡层的厚度为800～1200埃。

可选的，所述介质层为氧化硅。

可选的，所述一导电层的材质为钨。

可选的，所述第二导电层的材质为铝。

综上所述，本发明提供的一种互连结构的形成方法具有以下有益效果：

1)利用阻挡层作为CMP的研磨停止层，可只形成一次粘附层及阻挡层，可简化互连结构的形成方法，可缩短工艺制程、降低成本；