互连结构的形成方法以及半导体器件的形成方法与流程

本发明涉及集成电路生产制造，特别涉及一种互连结构的形成方法以及半导体器件的形成方法。

背景技术：

1、金属在完成沟槽(trench)金属填充后进行化学机械研磨的过程中，化学机械研磨的研磨液(slurry)将会沿着沟槽自上而下对金属进行侵蚀，造成金属凹陷(recess)，这在降低电性能的同时也降低了器件的可靠性。针对该问题，化学机械研磨工艺中，业界常采用调节研磨液的成分和ph值的方式来尽可能避免金属凹陷。但是，由于金属顶层的隔离层是采用pecvd的生长方式形成的氮化硅层，其台阶覆盖性较差，导致氮化硅(sin)与沟槽的侧壁不能很好地接触，而且为了在其他区域形成半导体器件需要在整个晶圆上形成氮化钛层(金属顶层氮化硅上也会形成氮化钛层)，在后续湿法刻蚀去除金属顶层氮化硅上的氮化钛层的过程中，酸性溶剂会沿着沟槽的侧壁进入到金属填充区域，导致金属缺失，使得金属导线的电阻变大或者金属连线断路，从而引起器件的失效。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种互连结构的形成方法以及半导体器件的形成方法，以解决湿法刻蚀去除氮化钛层时，酸性溶剂会沿着沟槽侧壁进入到金属填充区域导致金属缺失的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种互连结构的制造方法，包括：

3、提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有鳍结构，所述鳍结构上形成有至少两个栅极结构，所述栅极结构上方还形成介电层，相邻所述栅极结构之间形成有沟槽；

4、在所述沟槽内形成金属层；以及，

5、采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二阻挡层，所述第二阻挡层直接覆盖所述介电层和所述金属层。

6、可选的，所述第二阻挡层的厚度为10埃～100埃。

7、可选的，形成所述第二阻挡层之后，还包括：形成覆盖层，所述覆盖层直接覆盖所述第二阻挡层。

8、可选的，采用化学气相沉积工艺形成所述覆盖层。

9、可选的，在形成所述覆盖层的步骤之后，还包括：

10、形成氮化钛层，所述氮化钛层覆盖所述覆盖层；

11、去除所述金属层上的所述氮化钛层。

12、可选的，在所述沟槽内形成金属层之前，

13、形成第一阻挡层，所述第一阻挡层覆盖所述沟槽的侧壁、所述沟槽的底面和所述介电层的顶面；

14、去除所述沟槽的底面和所述介电层的顶面的所述第一阻挡层，保留所述沟槽的侧壁的所述第一阻挡层。

15、可选的，在所述沟槽内形成金属层的步骤包括；

16、形成金属材料层，所述金属材料层填满所述沟槽并延伸至所述介电层的顶面；

17、采用化学机械研磨工艺去除所述介电层的顶面的所述金属材料层。

18、可选的，所述栅极结构与所述介电层之间还形成有金属栅极阻挡层。

19、基于同一发明构思，本发明还提供一种半导体器件的形成方法，采用上述任一项所述的金属互连结构的形成方法形成金属互连结构。

20、在本发明提供的一种互连结构的形成方法中，采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二阻挡层，所述第二阻挡层直接覆盖所述介电层和所述金属层。采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二阻挡层的台阶覆盖性较好，且致密性佳，完整覆盖金属层的顶部，在后续酸性溶剂去除氮化钛层的过程中，可减少酸性溶剂接触金属层，避免或减少下层金属缺失，从而阻碍金属导线电阻变大或者金属连线断路引起的器件的失效，有利于降低器件的失效率。

技术特征：

1.一种互连结构的制造方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的互连结构的制造方法，其特征在于，所述第二阻挡层的厚度为10埃～100埃。

3.如权利要求1所述的互连结构的制造方法，其特征在于，形成所述第二阻挡层之后，还包括：

4.如权利要求3所述的互连结构的制造方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺形成所述覆盖层。

5.如权利要求3所述的互连结构的制造方法，其特征在于，在形成所述覆盖层的步骤之后，还包括：

6.如权利要求1所述的互连结构的制造方法，其特征在于，在所述沟槽内形成金属层之前，

7.如权利要求1所述的互连结构的制造方法，其特征在于，在所述沟槽内形成金属层的步骤包括；

8.如权利要求1所述的互连结构的制造方法，其特征在于，所述栅极结构与所述介电层之间还形成有金属栅极阻挡层。

9.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，采用如权利要求1至8中任一项所述的金属互连结构的形成方法形成金属互连结构。

技术总结
本发明提供了一种互连结构的形成方法以及半导体器件的形成方法，所述互连结构的形成方法包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有鳍结构，所述鳍结构上形成有至少两个栅极结构，所述栅极结构上方还形成介电层，相邻所述栅极结构之间形成有沟槽；在所述沟槽内形成金属层；以及，采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二阻挡层，所述第二阻挡层直接覆盖所述介电层和所述金属层。采用高密度等离子体化学气相沉积工艺形成第二阻挡层的台阶覆盖性较好，致密性好，完整覆盖金属层的顶部，在酸性溶剂去除氮化钛层的过程中，可减少酸性溶剂接触金属层，降低器件的失效率。

技术研发人员：孙忠祥,张文广,张华,成国良,张旭
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17