形成互連結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路的集成度越來越高，相應(yīng)的，集成電路中半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的排布也更為密集。互連結(jié)構(gòu)之間寄生電容等原因而產(chǎn)生的RC延遲(RC delay)對半導(dǎo)體器件的影響越來越大。
[0003]為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)開始采用低k介電材料(low-k)或超低k介電材料(ultra low-k)形成互連結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層，以降低金屬插塞之間的寄生電容,進(jìn)而減小RC延遲。
[0004]與此同時，現(xiàn)有技術(shù)還采用電阻系數(shù)更小的銅來取代傳統(tǒng)的鋁作為互連結(jié)構(gòu)中的金屬插塞的材料，以降低金屬插塞自身的電阻。同時，由于銅的熔點(diǎn)高，且抗電致遷移能力也比較強(qiáng)，相對于傳統(tǒng)的鋁材料的金屬插塞，能夠承載更高的電流密度，進(jìn)有利于而提高形成的芯片的封裝密度。具體地，現(xiàn)有技術(shù)采用大馬士革(Damascene)或者雙大馬士革(DualDamascene)工藝形成銅的金屬插塞。
[0005]但是，上述的低k介電材料或者超低k介電材料很容易在雙大馬士革工藝過程中受到損傷。例如，雙大馬士革工藝中一般需要通過光刻膠來定義需要形成的溝槽(Trench)以及通孔(Via)，然而光刻膠是需要被剝除(strip)的，由于低k介電材料或者超低k介電材料多為疏松多孔的結(jié)構(gòu)，不僅容易氧化，而且機(jī)械強(qiáng)度低，去除光刻膠的過程很容易對所述低k介電材料或者超低k介電材料的層間介質(zhì)層造成損傷。
[0006]所以，如何減少低k介電材料或者超低k介電材料的層間介質(zhì)層受到的損傷，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題是提供一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，在形成半導(dǎo)體的互連結(jié)構(gòu)時盡量減少層間介質(zhì)層的損傷。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，包括:
[0009]提供襯底；
[0010]在所述襯底上形成層間介質(zhì)層；
[0011]在所述層間介質(zhì)層上形成阻擋層；
[0012]在所述阻擋層上形成硬掩模，所述硬掩模中形成有貫穿所述硬掩模厚度的第一開Π ；
[0013]在所述第一開口中填充犧牲層，直至所述犧牲層覆蓋所述硬掩模；
[0014]圖形化所述犧牲層，在位于第一開口中的犧牲層中形成露出所述阻擋層第二開口，所述第二開口小于所述第一開口 ；
[0015]去除第二開口露出的阻擋層；
[0016]對圖形化后的犧牲層以及犧牲層中第二開口露出的層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，以形成通孔；
[0017]以所述硬掩模為掩模，刻蝕所述第一開口露出的層間介質(zhì)層以及通孔露出的層間介質(zhì)層，在所述第一開口露出的層間介質(zhì)層中形成溝槽并使所述通孔貫穿所述層間介質(zhì)層。
[0018]可選的，在所述第一開口中填充犧牲層的步驟包括:采用旋涂或者流體化學(xué)氣相沉積的方式形成所述犧牲層。
[0019]可選的，在所述第一開口中填充犧牲層的步驟包括:所述犧牲層的材料為低k介電材料、超低k介電材料、氧化物材料、氮化物材料、四乙基原娃酸鹽、氮氧化娃、無定形碳和有機(jī)抗反射層中的一種或者多種。
[0020]可選的，圖形化所述犧牲層，在位于第一開口中的犧牲層中形成第二開口的步驟包括:
[0021 ] 在所述犧牲層上形成抗反射層；
[0022]光刻所述抗反射層以及犧牲層以形成所述第二開口 ；
[0023]去除剩余的抗反射層。
[0024]可選的，形成抗反射層的步驟包括:在所述犧牲層上依次形成非晶碳層以及介質(zhì)抗反射層。
[0025]可選的，形成抗反射層的步驟包括:在所述犧牲層上依次形成有機(jī)底部抗刻蝕劑層以及基于硅的抗反射層。
[0026]可選的，采用氮?dú)馀c氫氣的混合氣體去除剩余的抗反射層，或者，采用氧氣、二氧化碳、一氧化碳中的任意一種去除剩余的抗反射層。
[0027]可選的，在層間介質(zhì)層中形成溝槽的步驟之后，還包括:
[0028]向所述通孔以及溝槽中填充金屬層；
[0029]平坦化所述金屬層去除多余的金屬層，保留位于所述通孔以及溝槽中的金屬層。
[0030]可選的，在所述襯底上形成層間介質(zhì)層的步驟包括:在襯底上形成低k介電材料的層間介質(zhì)層。
[0031]可選的，在襯底上形成低k介電材料的層間介質(zhì)層的步驟包括:形成k值小于3的低k介電材料。
[0032]可選的，形成硬掩模的步驟包括，形成氮化鈦或氮化硼材料的硬掩模。
[0033]可選的，對圖形化后的犧牲層以及犧牲層中第二開口露出的層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，以形成通孔的步驟中，犧牲層被去除。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]本發(fā)明先在所述硬掩模形成的第一開口，以定義后續(xù)在層間介質(zhì)層中形成的溝槽，然后在犧牲層中形成第二開口，以定義后續(xù)在層間介質(zhì)層中形成的通孔。由于所述通孔由所述犧牲層中的第二開口來定義，且形成的第二開口僅僅是將阻擋層暴露，層間介質(zhì)層此時并沒有露出，相較于現(xiàn)有技術(shù)中通過光刻膠來定義的形成的通孔的方式，不存在現(xiàn)有技術(shù)中，去除光刻膠的同時會損傷到層間介質(zhì)層的情況。
[0036]此外，以圖形化后的犧牲層為掩模，刻蝕第二開口露出的層間介質(zhì)層，以形成通孔的過程中，犧牲層可以被完全去除，也就是說，無需再設(shè)置一道去除犧牲層的步驟，也不會因去除犧牲層而造成對層間介質(zhì)層的過多損傷，因此，本發(fā)明不會增加互連結(jié)構(gòu)制造的復(fù)雜度，同時也提高了互連結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0037]圖1至圖9是本發(fā)明形成互連結(jié)構(gòu)的方法一實(shí)施例中各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]在半導(dǎo)體制造的后段工藝(backend of the line technology, BEOL)中，常米用到大馬士革(Damascene)或者雙大馬士革(Dual Damascene)工藝形成互連結(jié)構(gòu)。在所述工藝中，需要通過形成光刻膠來定義要形成的溝槽以及通孔的尺寸和位置，在這之后，還需要將光刻膠去除。由于低k或者超低k介電材料通常比較疏松多孔，機(jī)械強(qiáng)度很小，且十分容易被氧化，所以在對光刻膠進(jìn)行去除時，很容易對低k或者超低k介電材料的層間介質(zhì)層造成損傷。
[0039]例如，一些情況下可能采用濕法清洗去除光刻膠，但是由于低k或者超低k介電材料的層間介質(zhì)層很容易被氧化，在清洗過程中很容易對層間介質(zhì)層造成損傷；另外一些情況下可能采用干法清洗，但是機(jī)械強(qiáng)度較低的低k或者超低k介電材料也很容易受到等離子體的轟擊而損傷。
[0040]相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括:提供襯底；在所述襯底上形成層間介質(zhì)層；在所述層間介質(zhì)層上形成阻擋層；在所述阻擋層上形成硬掩模，所述硬掩模中形成有貫穿所述硬掩模厚度的第一開口 ；在所述第一開口中填充犧牲層，直至所述犧牲層覆蓋所述硬掩模；圖形化所述犧牲層，在位于第一開口中的犧牲層中形成露出所述阻擋層第二開口，所述第二開口小于所述第一開口 ；去除第二開口露出的阻擋層；對圖形化后的犧牲層以及犧牲層中第二開口露出的層間介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，以形成通孔；以所述硬掩模為掩模，刻蝕所述第一開口露出的層間介質(zhì)層以及通孔露出的層間介質(zhì)層，在所述第一開口露出的層間介質(zhì)層中形成溝槽并使所述通孔貫穿所述層間介質(zhì)層。
[0041]本發(fā)明先在所述硬掩模形成的第一開口，以定義后續(xù)在