金属互连结构的制作方法与流程

本申请涉及半导体集成电路制造，具体涉及一种金属互连结构的制作方法。

背景技术：

1、半导体后段金属互连是半导体工艺中的一个重要环节，它承担着将芯片内部不同功能模块连接起来的任务。金属互连是一种使用金属接触孔或互连线等互连结构将半前段工艺制造而成的半导体器件连接起来的技术，它能够实现电子信号的传输、功耗的降低以及整个芯片功能的实现。

2、相关技术中的金属互连结构的制作方法依次包括以下步骤：在低介电常数的介质层中开设孔/槽、在该孔/槽中填充金属结构、使用研磨液对金属结构进行化学机械研磨、然后在热过程中沉积覆盖在金属互连结构上的ndc(nitride doped silicon carbide，碳化硅薄膜)层，该ndc层用作介质阻挡层，防止金属向戒指层中扩散。

3、但是，实际操作中该相关技术容易导致最终形成的晶片表面出现严重丘状缺陷。

技术实现思路

1、本申请提供了一种金属互连结构的制作方法，可以解决相关技术中导致最终形成的晶片表面出现严重丘状缺陷的问题。

2、为了解决背景技术中所述的技术问题，本申请提高一种金属互连结构的制作方法，所述金属互连结构的制作方法包括以下步骤：

3、提供开设有孔槽结构的低介电常数介质层；

4、淀积形成金属种籽层，所述金属种籽层覆盖所述孔槽结构的内表面；

5、通过电化学镀膜工艺淀积形成金属结构，所述金属结构填充满带有所述金属种籽层的孔槽结构；

6、使用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化所述金属结构；

7、其中，在使用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化所述金属结构的步骤进行前，在通过电化学镀膜工艺淀积形成金属结构，所述金属结构填充满带有所述金属种籽层的孔槽结构的步骤完成后，还进行以下步骤：

8、进行热退火工艺，释放所述金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力。

9、可选地，所述进行热退火工艺，释放所述金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力的步骤，包括：

10、在240℃至250℃范围内进行热退火工艺，释放所述金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力。

11、可选地，所述在240℃至250℃范围内进行热退火工艺，释放所述金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力的步骤中所述热退火工艺持续的时间为150秒至180秒。

12、可选地，所述使用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化所述金属结构的步骤进行时，所述碱性研磨液与所述金属结构反应形成金属氧化物，在化学机械研磨步骤结束后，所述金属氧化物覆盖在金属结构的研磨面上。

13、可选地，在所述用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化所述金属结构的步骤完成后，还进行：

14、在热过程中沉积覆盖在金属互连结构上的ndc层，在所述热过程中所述金属结构中金属晶粒之间的晶界处进行均匀再结晶。

15、可选地，所述金属种籽层和所述金属结构的材质为铜。

16、可选地，所述淀积形成金属种籽层，所述金属种籽层覆盖所述孔槽结构的内表面的步骤，包括：

17、通过溅射、cvd和pvd中的任意一种工艺淀积形成金属种籽层，所述金属种籽层覆盖所述孔槽结构的内表面。

18、本申请技术方案，至少包括如下优点：提高所淀积形成金属结构中金属晶格晶界处的应力均匀性，避免器件表面出现丘状隆起。

技术特征：

1.一种金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述金属互连结构的制作方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述进行热退火工艺，释放所述金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述在240℃至250℃范围内进行热退火工艺，释放所述金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力的步骤中所述热退火工艺持续的时间为150秒至180秒。

4.如权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述使用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化所述金属结构的步骤进行时，所述碱性研磨液与所述金属结构反应形成金属氧化物，在化学机械研磨步骤结束后，所述金属氧化物覆盖在金属结构的研磨面上。

5.如权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，在所述用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化所述金属结构的步骤完成后，还进行：

6.如权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述金属种籽层和所述金属结构的材质为铜。

7.如权利要求1所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述淀积形成金属种籽层，所述金属种籽层覆盖所述孔槽结构的内表面的步骤，包括：

技术总结
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种金属互连结构的制作方法，包括以下步骤：提供开设有孔槽结构的低介电常数介质层；淀积形成金属种籽层，金属种籽层覆盖孔槽结构的内表面；通过电化学镀膜工艺淀积形成金属结构，金属结构填充满带有金属种籽层的孔槽结构；使用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化金属结构；其中，在使用碱性研磨液进行化学机械研磨，平坦化金属结构的步骤进行前，在通过电化学镀膜工艺淀积形成金属结构，金属结构填充满带有金属种籽层的孔槽结构的步骤完成后，还进行以下步骤：进行热退火工艺，释放金属结构中金属晶粒之间晶界处的残余应力。

技术研发人员：李存宝,孙少俊,冯冰,郭振强
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10