10造成的应力。
[0059] 反过来说，如果选择在硬掩膜层230中形成开口 260之前进行退火工艺，虽然相应 的退火工艺能够初步消除硬掩膜层230内部的应力，即此时消除了硬掩膜层230形成过程 中产生的应力作用，但是在硬掩膜层230中形成开口 260后，硬掩膜层230内部会产生新的 应力作用，因此硬掩膜层230会重新对下方的帽盖层220和低K介质层210造成新的应力 作用。运个由于开口 260的形成而引入的新应力在后续低K介质层210刻蚀过程中，仍然 会导致低K介质层210中的接触孔出现摇摆倾斜现象（请参考图2)。而本实施例选择在硬 掩膜层230中形成了开口 260之后再进行退火工艺，可W避免上述情况的发生。
[0060] 需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可W选择在硬掩膜层230形成之后， 先进行一次退火工艺，然后在硬掩膜层230中形成开口 260之后，再进行一次退火工艺。然 而，那种进行两次退火工艺的实施例对于应力的消除效果，并不明显好于本实施例（仅在 形成开口 260之后进行一次退火工艺）的应力消除效果，但是那种进行两次退火工艺的实 施例却增加了相应的工艺操作步骤，浪费了相应的工艺时间，并且增加了相应的工艺热预 算。
[0061] 请参考图6,在所述退火工艺后，W硬掩膜层230为掩模，沿开口 260刻蚀帽盖层 220和低K介质层210, W形成接触孔270。
[0062] 本实施例中，可W采用含氣的气体（例如CF4、CHFs、CH2F2、或者C&F等）对帽盖层 220和低K介质层210进行干法刻蚀。
[0063] 本实施例中，图6中显示刻蚀停止层仍未被刻蚀，但本实施例后续工艺步骤仍然 可W刻穿刻蚀停止层200, W使得最终形成的接触插塞能够电连接位于刻蚀停止层200下 方的导电结构（例如栅极等结构）。
[0064] 需要说明的是，在低K介质层中形成接触孔时，还可W在低K介质层中形成沟槽 (未示出），所述沟槽和接触孔可W形成双镶嵌孔槽结构，W用于后续形成双镶嵌互连结 构。当形成双镶嵌互连结构时，可W采用整体一次刻蚀（all in one etch)的方式形成进 行刻蚀，此时硬掩膜层中的开口用于沟槽，具体的：在具有开口的硬掩膜层上形成=明治掩 膜层，所述=明治掩膜层包括底部有机光刻胶层、氧化娃层和顶部光刻胶层；然后图案化顶 部光刻胶层W形成位于顶部光刻胶层中的开孔，所述开孔位置与后续所要形成的接触孔位 置对应，并且所述开孔的位置也位于硬掩膜层开口的正上方；再W顶部光刻胶层为掩模，刻 蚀氧化娃层、底部有机光刻胶层、帽盖层和低K介质层，直至在帽盖层和低K介质层中形成 接触孔的一部分（可称为初步接触孔），此时氧化娃层和顶部光刻胶层也在该刻蚀过程中 完全消耗，并且底部有机光刻胶层也被部分消耗，之后去除底部有机光刻胶层W重新暴露 硬掩膜层及硬掩膜层中的开口，并W所述硬掩膜层为掩模，沿所述开口和所述初步接触孔 继续刻蚀帽盖层和低K介质层，直至形成相互连通的沟槽和接触孔，从而形成双镶嵌孔槽 结构（亦称大马±革孔槽结构）。 阳0化]请参考图7,采用金属填充满图6所示接触孔270 (并且金属同时填充满刻蚀停止 层200被刻穿的部分），形成金属插塞280。在金属填充之后进行平坦化工艺，W去除图6 所示的硬掩膜层230和帽盖层220。
[0066] 本实施例中，在接触孔270内沉积金属时，如果低K介质层210中形成有沟槽，金 属也同时填充在沟槽中，即所述金属填充满所述沟槽和接触孔270。
[0067] 本实施例中，所述金属的形成方法可W为物理气相沉积、化学气相沉积、电锻等方 法。所述金属的材质可W为铜。
[0068] 在进行所述平坦化工艺时，除了去除位于低K介质层210上方的多余的铜之外，还 同时去除了硬掩膜层230和帽盖层220,从而得至位于接触孔270内的金属插塞280。
[0069] 本实施例中，由于在刻蚀硬掩膜层230形成开口 260之后，再对具有开口 260的 硬掩膜层230进行退火工艺，因此能够利用退火工艺消除了硬掩膜层230与帽盖层220之 间可能产生的全部应力，从而消除硬掩膜层230对低K介质层210的应力作用，即消除了 低K介质层210受到的应力作用。后续沿开口 260刻蚀低K介质层210时，形成的接触孔 270 (和沟槽）形貌良好，并且呈上宽下窄的漏斗形，即各接触孔270的顶部宽度更加均匀， 不出现摇摆倾斜现象，有利于后续金属的填充。填充金属后，能够形成质量良好的接触插塞 280(和互连线）等互连结构，减小接触插塞280(和互连线）等互连结构的电阻，从而减小 了器件的RC时间常数，提高了器件的性能，满足了应用的需求。
[0070] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当W权利要求所 限定的范围为准。
【主权项】
1. 一种互连结构的制作方法，其特征在于，包括： 提供半导体衬底； 在所述半导体衬底上形成低K介质层； 在所述低K介质层上形成硬掩膜层； 形成贯穿所述硬掩膜层厚度的开口； 在形成所述开口后，进行退火工艺； 在所述退火工艺后，以所述硬掩膜层为掩模，沿所述开口刻蚀所述低K介质层，以形成 接触孔； 采用金属填充满所述接触孔。2. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，所述退火工艺采用的温度 范围为300°C~500°C。3. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，所述退火工艺采用的退火 时间为100s~1000s。4. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，所述退火工艺采用的压力 为 ITorr ~10Torr〇5. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料包括 TiN、Ti和CuN的至少其中之一。6. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，所述硬掩膜层的厚度范围 为 ι()οΑ~3(κ)Α。7. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，在形成所述开口之后，且在 进行所述退火工艺之前，还包括对所述开口进行清洗的步骤。8. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，形成贯穿所述硬掩膜层厚 度的开口包括以下步骤： 在所述硬掩膜层上形成图案化的光刻胶层； 以所述光刻胶层为掩模刻蚀所述硬掩膜层，以形成所述开口； 在形成所述开口后，去除所述光刻胶层。9. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，在形成所述硬掩膜层前，还 包括在所述低K介质层上形成帽盖层的步骤，所述硬掩膜层形成在所述帽盖层上。10. 如权利要求1所述的互连结构的制作方法，其特征在于，在所述半导体衬底上形成 所述低K介质层前，还包括在所述半导体衬底上形成刻蚀停止层的步骤，所述低K介质层形 成在所述刻蚀停止层上。
【专利摘要】一种互连结构的制作方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成低K介质层；在所述低K介质层上形成硬掩膜层；形成贯穿所述硬掩膜层厚度的开口；在形成所述开口后，进行退火工艺；在所述退火工艺后，以所述硬掩膜层为掩模，沿所述开口刻蚀所述低K介质层，以形成接触孔；采用金属填充满所述接触孔。所述互连结构的制作方法能够减小器件的RC延迟，提高了器件的开关速度，从而满足运用需求。
【IPC分类】H01L21/768
【公开号】CN105633011
【申请号】CN201410707599
【发明人】周俊卿, 何其暘, 胡敏达, 曹轶宾
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月27日