[发明专利]改善可靠性的铜互连层制备方法及半导体器件

摘要

一种改善可靠性的铜互连层制备方法，包括：执行步骤S1：提供衬底：执行步骤S2：在所述衬底上沉积功能膜系：执行步骤S3：形成第一刻蚀窗口：执行步骤S4：形成第二刻蚀窗口：执行步骤S5：形成连通衬底的沟槽：执行步骤S6：在所述沟槽内壁沉积所述密封层：执行步骤S7：去除所述沟槽内壁之底侧的密封层，并沉积铜阻挡层以及铜籽晶层，铜填充淀积层：执行步骤S8：化学机械研磨以形成铜互连层。本发明所述改善可靠性的铜互连层制备方法不仅在溅射沉积铜阻挡层过程中不会引入杂质，并使得所述溅射沉积的势垒层连续，而且减小漏电流，改善所述超低介电常数薄膜之铜互连层的可靠性。另外，所述密封层仅存在于第一层铜互连层的沟槽侧壁，保证了器件的有效k值。

主权项

一种改善可靠性的铜互连层制备方法，其特征在于，所述改善可靠性的铜互连层制备方法包括：执行步骤S1：提供衬底，所述衬底用于承载所述功能膜系：执行步骤S2：在所述衬底上依次沉积刻蚀阻隔层、超低介电常数薄膜、超低介电常数薄膜保护层，以及金属硬掩膜层：执行步骤S3：在所述具有功能膜系的衬底顶层旋涂光刻胶，并光刻形成第一刻蚀窗口：执行步骤S4：在所述第一刻蚀窗口内刻蚀所述金属硬掩膜层，所述刻蚀停止在所述超低介电常数薄膜保护层上，灰化去除所述光刻胶并形成所述第二刻蚀窗口，所述第二刻蚀窗口用于在后续步骤中作为刻蚀沟槽的窗口：执行步骤S5：刻蚀所述第二刻蚀窗口内的超低介电常数薄膜保护层、超低介电常数薄膜以及刻蚀阻隔层，以形成连通衬底的沟槽：执行步骤S6：在所述沟槽内壁沉积所述密封层：执行步骤S7：去除所述沟槽内壁之底侧的密封层，并依次溅射沉积铜阻挡层以及铜籽晶层，并采用电镀工艺形成铜填充淀积层：执行步骤S8：通过化学机械研磨去除所述金属硬掩膜、超低介电常数薄膜保护层、以及部分超低介电常数薄膜，所述化学机械研磨停留在所述超低介电常数薄膜上，以形成铜互连层。