[发明专利]大马士革结构的制备方法

说明书

本发明提供一种大马士革结构的制备方法，包括：提供一表面镶嵌有金属结构的半导体结构，在所述半导体结构上依次形成层间阻挡层、层间绝缘介质层、牺牲层和硬掩膜层；形成多个沟槽；形成多个接触孔；形成光刻胶层；去除所述硬掩膜层上表面的所述光刻胶层和所述沟槽、所述接触孔中部分厚度的所述光刻胶层；去除所述硬掩膜层；去除所述接触孔和所述沟槽中的剩余厚度的光刻胶层；形成扩散阻挡层；形成金属互连层。本申请通过在形成填充接触孔和沟槽的金属互连层之前，去除硬掩膜层，降低需要填充金属材料的接触孔和沟槽的深宽比，避免了金属材料填充高深宽比的通孔容易出现孔洞/空洞缺陷的情况，提高了器件的可靠性和有效性。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种大马士革结构的制备方法。

背景技术

随着关键尺寸的缩小，后段制程由铝线变更为铜线互连，同时由于铜的特性，目前后段制程开始采用双大马士革工艺。随着铜线宽的进一步减小，在双大马士革工艺中，铜的填充能力受到了挑战，更小的线宽，更大的深宽比，导致铜的填充窗口变得更小，在制程中更容易产生孔洞/空洞(void)。

铜互连中存在孔洞/空洞缺陷，一方面会导致铜线的断开，致使整个芯片失效；另一方面，即使铜线孔洞附件仍相连，但在长期使用中，电迁移和应力迁移仍会导致导线的断路，极大的缩短了其使用寿命，导致可靠性失效。

发明内容

本申请提供了一种大马士革结构的制备方法，可以解决在目前的大马士革工艺中，金属材料填充高深宽比的通孔容易出现孔洞/空洞缺陷的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种大马士革结构的制备方法，包括：

提供一表面镶嵌有金属结构的半导体结构，在所述半导体结构上依次形成层间阻挡层、层间绝缘介质层、牺牲层和硬掩膜层；

刻蚀所述硬掩膜层、所述牺牲层和部分厚度的所述层间绝缘介质层以得到多个沟槽；

在部分所述沟槽中刻蚀剩余厚度的所述层间绝缘介质层和所述层间阻挡层至所述金属结构表面以得到多个接触孔；

形成光刻胶层，所述光刻胶层填充所述接触孔和所述沟槽，以及覆盖所述硬掩膜层；

去除所述硬掩膜层上表面的所述光刻胶层和所述沟槽、所述接触孔中部分厚度的所述光刻胶层，其中，剩余厚度的光刻胶层的上表面不高于所述硬掩膜层的下表面；

去除所述硬掩膜层；

去除所述接触孔和所述沟槽中的剩余厚度的光刻胶层；

形成扩散阻挡层，所述扩散阻挡层覆盖所述接触孔的侧壁以及所述沟槽的的底壁和侧壁；

形成金属互连层，所述金属互连层填充所述接触孔和所述沟槽。

可选的，在所述大马士革结构的制备方法中，所述牺牲层的厚度为

可选的，在所述大马士革结构的制备方法中，在去除所述硬掩膜层之后、以及在去除所述接触孔和所述沟槽中的剩余厚度的光刻胶层之前，所述大马士革结构的制备方法还包括：

采用各向同性干法刻蚀工艺，刻蚀去除部分厚度的所述牺牲层。

可选的，在所述大马士革结构的制备方法中，刻蚀去除的所述牺牲层的部分厚度为

可选的，在所述大马士革结构的制备方法中，采用干法刻蚀工艺去除所述硬掩膜层上表面的所述光刻胶层和所述沟槽、所述接触孔中部分厚度的所述光刻胶层。

可选的，在所述大马士革结构的制备方法中，采用灰化工艺去除所述接触孔和所述沟槽中的剩余厚度的光刻胶层。

可选的，在所述大马士革结构的制备方法中，采用干法刻蚀工艺去除所述硬掩膜层。