金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法
【專利摘要】一種金屬互連結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：提供半導(dǎo)體基底，在所述半導(dǎo)體基底上形成第一介質(zhì)層，在第一介質(zhì)層中形成若干平行排布的下層金屬線；再依次形成第二介質(zhì)層，隔絕層；去除部分下層金屬線正上方的隔絕層；形成第三介質(zhì)層；形成光刻膠層，所述光刻膠層中形成有通孔的掩膜圖形，所述通孔的掩膜圖形對應(yīng)于所述隔絕層中的圖形；在所述第三介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成暴露出所述下層金屬線的通孔；在所述通孔中填充導(dǎo)電層，以形成接連下層金屬線的導(dǎo)電插塞。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠避免發(fā)生金屬互連結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電插塞的底部與不需要連接的下層金屬線短路的問題。
【專利說明】金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著超大規(guī)模集成電路（ULSI)工藝的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷縮小，導(dǎo) 致金屬互連線的尺寸也不斷縮小。
[0003] 現(xiàn)有一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法如圖1所示，提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)從下至上依次形成有：下層金屬線400,刻蝕停止層410,層間介質(zhì)層300,硬掩膜層320， 有機(jī)涂層200,光刻膠層220。在所述光刻膠層220中形成有通孔的掩膜圖形70,在所述硬 掩膜層320中形成有金屬互連槽的掩模圖形80。其中，通孔的掩膜圖形70的直徑大于溝槽 的掩膜圖形80的寬度。
[0004] 之后利用刻蝕工藝，在層間介質(zhì)層300中形成通孔和金屬互連槽相連通的開口， 最后在開口中填充滿銅，即形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0005] -般情況下，通孔的掩膜圖形70的面積遠(yuǎn)小于金屬互連槽的掩膜圖形80的面積。 在利用光刻工藝形成所述通孔的掩膜圖形70和金屬互連槽的掩膜圖形80時，相同曝光條 件下，光刻膠上通孔的掩膜圖形70所接受到的曝光量也遠(yuǎn)小于金屬互連槽的掩膜圖形80 所接受到的曝光量。在掩膜圖形的寬度減小到一定程度后，光刻膠上通孔的掩膜圖形70接 受到的曝光量不能使得光刻膠都完全反應(yīng)，在顯影時容易出現(xiàn)光刻膠浮渣現(xiàn)象（scumming 現(xiàn)象)，導(dǎo)致形成的通孔的掩膜圖形70不清晰。而形成的相同寬度的金屬互連槽的掩膜圖 形80依然清晰?，F(xiàn)有技術(shù)中，從工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)為0. 13 μ m起，為了保證在光刻膠中形成清 晰的通孔的掩膜圖形70,需要形成的通孔的掩膜圖形70的直徑大于溝槽的掩膜圖形80的 覽度。
[0006] 圖2所示，為一種金屬互連結(jié)構(gòu)中金屬部分的示意圖。其中，圖1所示的結(jié)構(gòu)可形 成如圖2中AA'截面處的金屬互連結(jié)構(gòu)。圖2所示的結(jié)構(gòu)包括：若干條平行排列的下層金 屬線400,若干條平行排列的上層金屬線800 ;所述上層金屬線800與下層金屬線400異面 垂直。在下層金屬線400和上層金屬線800相交處還形成有導(dǎo)電插塞700,以實(shí)現(xiàn)上層金屬 線800和下層金屬線400的導(dǎo)通。與圖1對應(yīng)的，導(dǎo)電插塞700和上層金屬線800會形成 在圖1中的層間介質(zhì)層300中。
[0007] 由于通孔的掩膜圖形70的直徑大于溝槽的掩膜圖形80的寬度，導(dǎo)致在圖2中AA' 和BB'截面處，導(dǎo)電插塞的線寬大于金屬線的線寬。這使得相鄰的導(dǎo)電插塞700之間的距 離很小，兩者之間容易擊穿或者短路。
[0008] 為了解決這個問題，現(xiàn)有技術(shù)通過提高硬掩膜層320與有機(jī)涂層200和層間介質(zhì) 層300的刻蝕選擇比的方法來限制所述通孔的尺寸在刻蝕的過程中不被增大。在刻蝕形成 通孔過程中，刻蝕層間介質(zhì)層300時會受到硬掩膜層320的限制，使得在AA'方向上于層 間介質(zhì)層300中形成的通孔的寬度和金屬互連槽的掩模圖形80的寬度相同，如圖3所示。 上述形成通孔的的工藝稱為自對準(zhǔn)通孔工藝（Self-aligned Via Approach工藝，又可記為 SAV Approach 工藝）。
[0009] 但是，在利用SAV Approach工藝形成的金屬互連結(jié)構(gòu)中，由于BB'方向上方向上 沒有硬掩膜層320的限制，所述通孔依然會發(fā)生擴(kuò)大的問題。在線寬進(jìn)一步縮小的工藝制 程中，這會導(dǎo)致在通孔中填充金屬形成導(dǎo)電插塞700后，導(dǎo)電插塞700與所相連的下層金屬 線400相鄰的金屬線橋接，產(chǎn)生短路現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明解決的問題是提供一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法及其金屬互連結(jié)構(gòu)，避免 通孔底部短路的問題。
[0011] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：
[0012] 提供半導(dǎo)體基底，在所述半導(dǎo)體基底上形成第一介質(zhì)層，在第一介質(zhì)層中形成若 干平行排布的下層金屬線；
[0013] 在所述第一介質(zhì)層和下層金屬線上形成第二介質(zhì)層；
[0014] 在所述第二介質(zhì)層上形成隔絕層，利用光刻和刻蝕工藝去除部分所述下層金屬線 正上方的隔絕層，以在隔絕層中形成圖形；
[0015] 在所述第二介質(zhì)層和所述隔絕層上形成第三介質(zhì)層；
[0016] 在所述第三介質(zhì)層上形成光刻膠層，所述光刻膠層中形成有通孔的掩膜圖形，所 述通孔的掩膜圖形對應(yīng)于所述隔絕層中的圖形；
[0017] 利用刻蝕工藝在所述第三介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成暴露出所述下層金屬線的 通孔；
[0018] 在所述通孔中填充導(dǎo)電層，以形成接連下層金屬線的導(dǎo)電插塞。
[0019] 可選的，所述形成圖形后的隔絕層為長條結(jié)構(gòu)，與所述下層金屬線互相平行。
[0020] 可選的，所述形成圖形后的隔絕層位于后續(xù)形成的所述導(dǎo)電插塞的外圍。
[0021] 可選的，所述隔絕層的材質(zhì)為氮摻雜的碳化硅、氧摻雜的碳化硅或氮化硅。
[0022] 可選的，在所述第三介質(zhì)層和所述光刻膠層之間還有形成有硬掩膜層，在所述硬 掩膜層中形成有金屬互連槽的掩膜圖形，所述金屬互連槽與所述下層金屬線互為異面垂 直。
[0023] 可選的，所述形成暴露出下層金屬線的通孔的步驟包括：利用光刻膠層作為掩膜 刻蝕部分第三介質(zhì)層，在所述第三介質(zhì)層中形成通孔；去除光刻膠層，露出所述硬掩膜層； 利用所述硬掩膜層作為掩膜繼續(xù)刻蝕所述第三介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，使得所述通孔暴露出 下層金屬線，并在所述第三介質(zhì)層表面形成與所述通孔互連的金屬互連槽。
[0024] 可選的，在所述通孔中填充導(dǎo)電層的同時還包括在所述金屬互連槽中填充導(dǎo)電 層，以構(gòu)成上層金屬線。
[0025] 可選的，所述隔絕層與下層金屬線之間的高度差記為g，上層金屬線與下層金屬線 之間的高度差記為h,設(shè)置g與h的比例為1/4?1/6。
[0026] 可選的，去除所述下層金屬線正上方的隔絕層的光刻工藝中所利用的掩膜版與在 所述第三介質(zhì)層上的光刻膠層中形成通孔的掩膜圖形的光刻工藝中所利用的掩膜版相同。
[0027] 可選的，所述硬掩膜層為TiN。
[0028] 可選的，在所述第一介質(zhì)層和下層金屬線上形成第二介質(zhì)層之前還包括在所述第 一介質(zhì)層和下層金屬線的表面形成刻蝕停止層。
[0029] 本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了 一種由前面所述的制造方法制作的金屬互連結(jié)構(gòu)，包 括：
[0030] 若干下層金屬線，所述下層金屬線平行排布，且各下層金屬線之間由第一介質(zhì)層 分隔；
[0031] 第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層位于所述下層金屬線和所述第一介質(zhì)層上；
[0032] 第三介質(zhì)層，所述第三介質(zhì)層位于所述第二介質(zhì)層上；
[0033] 導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞與下層金屬線連接，其特征在于，還包括：
[0034] 隔絕層，所述隔絕層位于所述第二介質(zhì)層上，且所隔絕層位于第一介質(zhì)層上的正 投影處于相鄰的所述下層金屬線之間，且所述隔絕層被第三介質(zhì)層覆蓋，緊鄰導(dǎo)電插塞的 側(cè)壁。
[0035] 可選的，所述隔絕層與所述下層金屬線互相平行。
[0036] 可選的，所述隔絕層位于所述導(dǎo)電插塞外圍，且覆蓋所述第一介質(zhì)層和下層金屬 線。
[0037] 可選的，所述金屬互連結(jié)構(gòu)還包括：
[0038] 上層金屬線，所述上層金屬線位于所述第三介質(zhì)層的表面；
[0039] 所述導(dǎo)電插塞連接所述下層金屬線與上層金屬線。
[0040] 可選的，所述上層金屬線為若干條互相平行的金屬線，且與所述下層金屬線互為 異面垂直。
[0041] 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)：
[0042] 在金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法中，通過增加位于下層金屬線中的相鄰金屬線間隔上 方的隔絕層，確保在利用刻蝕形成導(dǎo)電插塞需要的通孔時，所述隔絕層能限制通孔底部的 擴(kuò)大，在通孔中填充金屬形成導(dǎo)電插塞后不會發(fā)生導(dǎo)電插塞的底部與不需要連接的下層金 屬線短路的問題。
[0043] 在金屬互連結(jié)構(gòu)中，在下層金屬線和第一介質(zhì)層上設(shè)置有隔絕層，所述隔絕層位 于下層金屬線中的相鄰兩金屬線之間，以限定與金屬線相連的導(dǎo)電插塞的底部的寬度，避 免導(dǎo)電插塞的底部與不需要連接的下層金屬線短路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種形成金屬互連結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0045] 圖2至圖3為一種現(xiàn)有技術(shù)中形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0046] 圖4至圖5為本發(fā)明的技術(shù)方案中的實(shí)施例一中提供的一種金屬互連結(jié)構(gòu)的示意 圖；
[0047] 圖6至圖17為本發(fā)明的技術(shù)方案中提供的形成圖4至圖5中所示金屬互連結(jié)構(gòu) 的形成方法的示意圖；
[0048] 圖18至圖20為本發(fā)明的技術(shù)方案中的實(shí)施例二中提供的一種金屬互連結(jié)構(gòu)的示 意圖；
[0049] 圖21至圖22為本發(fā)明的技術(shù)方案中提供的形成圖18至圖20中所示金屬互連結(jié) 構(gòu)的形成方法的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 為了解決在金屬互連結(jié)構(gòu)的尺寸逐漸變小后出現(xiàn)的導(dǎo)電插塞容易和下層金屬線 短路的問題，發(fā)明人提出了在上層金屬線和下層金屬線之間的層間介質(zhì)層中形成一層隔絕 層，所述隔絕層處于下層金屬線的間隔之上，限制處于隔絕層下的通孔部分的寬度的擴(kuò)大， 避免形成的導(dǎo)電插塞與所連的金屬線的相鄰金屬線短路的問題的發(fā)生。
[0051] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0052] 實(shí)施例一
[0053] 具體的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供的一種金屬互連結(jié)構(gòu)的實(shí)施情況如圖4至圖5所 /_J、1 〇
[0054] 其中，圖4為本實(shí)施例中提供的金屬互連結(jié)構(gòu)的俯視示意圖，圖5為圖4中CC'截 面處結(jié)構(gòu)示意圖。為了能夠清晰的表示各層的關(guān)系，在圖4中，各層的層間介質(zhì)層未顯示。
[0055] 具體的，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括下層金屬層、第二介質(zhì)層52、隔絕層10、第三介質(zhì) 層53、導(dǎo)電插塞70和上層金屬層。
[0056] 在所述下層金屬層包括若干平行排布的下層金屬線40和第一介質(zhì)層51，下層金 屬線40之間由第一介質(zhì)層51分隔。相鄰所述下層金屬線40之間的間距為w，在本實(shí)施例 中，所述w小于0. 13 μ m。
[0057] 在所述下層金屬層上從下至上依次為第二介質(zhì)層52,隔絕層10,第三介質(zhì)層53。 其中，在所述隔絕層10為條狀結(jié)構(gòu)，且所述隔絕層10位于所述第二介質(zhì)層52上，且所隔絕 層10位于第一介質(zhì)層51上的正投影處于相鄰的所述下層金屬線40之間。
[0058] 所述上層金屬層中包括若干上層金屬線80,所述上層金屬線80形成在所述第三 介質(zhì)層53的表面。且所述上層金屬線80和下層金屬線40為異面垂直，由于角度所限，圖 5中僅不出一條上層金屬線80。
[0059] 所述導(dǎo)電插塞70實(shí)現(xiàn)下層金屬線40與上層金屬線80相連。在所述第二介質(zhì)層 52中，所述導(dǎo)電插塞70的寬度由其兩側(cè)緊鄰的隔絕層10的間距限定。
[0060] 其中，隔絕層10的寬度d小于等于相鄰兩條下層金屬線40之間的間距W，以能限 制住所述導(dǎo)電插塞70只接觸到其正下方的下層金屬線40,避免接觸到旁邊的下層金屬線 40發(fā)生短路。
[0061] 隔絕層10與下層金屬線40之間的高度差記為g，上層金屬線80與下層金屬線40 之間的高度差記為h，設(shè)置g與h的比例為1/4?1/6。這樣的設(shè)置使得所述導(dǎo)電插塞70 寬度較小的部分的高度不至于太高，確保導(dǎo)電插塞70和下層金屬線40的接觸電阻較小。
[0062] 在本實(shí)施例中，所述下層金屬層和第二介質(zhì)層52之間還包括一層刻蝕停止層42， 設(shè)置刻蝕停止層42是為了滿足工藝的需要，在后續(xù)會詳細(xì)解釋。
[0063] 以下結(jié)合圖6至圖17,詳細(xì)闡述本發(fā)明的技術(shù)方案中利用雙大馬士革工藝形成如 圖4至圖5所示的通孔和溝槽互連的金屬互連結(jié)構(gòu)的工藝過程，具體如下：
[0064] 如圖6和圖7所示，提供半導(dǎo)體基底(未圖示)，在所述半導(dǎo)體基底上形成下層金屬 層（未標(biāo)示)，所述下層金屬層中包括若干間隔排布的下層金屬線40和將下層金屬線40間 隔開的第一介質(zhì)層51 ;其中，圖6為下層金屬層的俯視圖，圖7為下層金屬層的側(cè)視圖。
[0065] 在本實(shí)施例中，所述下層金屬線40為若干平行排布的金屬線，間隔為w。
[0066] 在本實(shí)施例中，形成所述下層金屬層的工藝為：利用沉積工藝在半導(dǎo)體基底上形 成第一介質(zhì)層51，所述第一介質(zhì)層51為氧化硅；利用光刻和刻蝕工藝在第一介質(zhì)層51中 形成若干平行排布的，間隔為w的溝槽；然后在溝槽中填充滿金屬，以構(gòu)成下層金屬線40。 在其它實(shí)施方式中，所述第一介質(zhì)層51也可以為其它適合做層間介質(zhì)層的材質(zhì)，比如低K 介質(zhì)層。
[0067] 如圖8和圖9所示，在所述下層金屬層上形成隔絕層10。所述隔絕層10為與下層 金屬線40平行的條狀結(jié)構(gòu)，寬度為d，位于所述相鄰兩下層金屬線40的間隔的上方。且所 述隔絕層10的寬度d小于等于相鄰兩下層金屬線40的間隔w。
[0068] 本實(shí)施例中，所述隔絕層10的材質(zhì)為NDC (氮摻雜的碳化硅)、0DC (氧摻雜的碳化 硅）或氮化硅。
[0069] 具體的，在本實(shí)施例中，形成所述隔絕層10的方式為：
[0070] 利用沉積工藝在下層金屬層上形成第二介質(zhì)層52,再在第二介質(zhì)層52上沉積隔 絕層材料，然后利用光刻形成隔絕層10的光刻膠圖形，再利用刻蝕工藝去除所述下層金屬 線40正上方的隔絕層材料，保留相鄰兩條所述下層金屬線40的間隔上的隔絕層10,去除光 刻膠，即形成條狀的隔絕層10。
[0071] 本實(shí)施例中，如圖8中所示，在下層金屬線40上形成第二介質(zhì)層52之前，還包括 在所述下層金屬線40上形成刻蝕停止層42。在后續(xù)工藝中，所述刻蝕停止層42起到控制 刻蝕停止在下層金屬線40上的作用。并且在刻蝕時，通過對所述刻蝕停止層42進(jìn)行過刻 蝕，以確保所有通孔都連通至下層金屬線40。一般的，所述過刻蝕量為30%?150%?？涛g 停止層42的材質(zhì)可以為NDC (氮摻雜的碳化硅）或氮化硅。
[0072] 如圖10和圖11所示，利用沉積工藝在所述隔絕層10上形成第三介質(zhì)層53,所述 第三介質(zhì)層53為氧化硅或者低K介質(zhì)材料；然后在所述第三介質(zhì)層53上形成光刻膠層22， 所述光刻膠層22中形成通孔的掩膜圖形7,所述通孔的掩膜圖形7位于其對應(yīng)的下層金屬 線40的正上方。
[0073] 在本實(shí)施例中，在所述第三介質(zhì)層53和所述光刻膠層22之間還形成有硬掩膜層 32,材質(zhì)為氮化硅。在所述硬掩膜層32中形成有金屬互連槽的掩膜圖形8,所述金屬互連槽 的長度方向與所述隔絕層10的長度方向互為相交。由于半導(dǎo)體版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的要求，所述 金屬互連槽的長度方向與所述隔絕層的長度方向優(yōu)選為互相垂直。圖10和圖11所示，分 別為所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)互相垂直的側(cè)面方向的剖面圖。
[0074] 另外，在本實(shí)施例中，在所述光刻膠層22和硬掩膜層32之間還形成有有機(jī)涂層 20。在所述光刻膠層22和有機(jī)涂層20之間還形成有底部涂層21，作為光刻膠22的輔助 層。
[0075] 所述硬掩膜層32和第三介質(zhì)層53之間形成有TE0S層（正硅酸乙酯）層31，作為 硬掩膜層32和第三介質(zhì)層53之間的應(yīng)力緩沖層。
[0076] 當(dāng)特征尺寸減小到一定程度之后，由于通孔的圖形的面積比較小，在光刻膠中形 成通孔的掩膜圖形7時，通孔的掩膜圖形7處的光刻膠會被曝光得不徹底，顯影后容易出現(xiàn) 光刻膠浮渣現(xiàn)象（scumming現(xiàn)象)。而金屬互連槽的掩膜圖形8的面積比通孔的掩膜圖形 7大，接受到的曝光量比較多，在光刻膠中形成的金屬互連槽的掩膜圖形8會很清晰。為了 確保形成清晰的通孔的掩膜圖形7和金屬互連槽的掩膜圖形8,在特征尺寸縮小到一定值 之后(如0. 13 μ m之后)，通孔的掩膜圖形7的直徑會大于下層金屬線40或者上層金屬線80 的寬度。表現(xiàn)在圖11所示的結(jié)構(gòu)中，會有通孔的掩膜圖形7的寬度大于所述金屬互連槽的 掩膜圖形8的現(xiàn)象。
[0077] 如圖12和圖13所示，利用所述光刻膠層22作為掩膜對底部涂層21、有機(jī)涂層20、 硬掩膜層32、TE0S (正硅酸乙酯）層31和第三介質(zhì)層53進(jìn)行刻蝕，直至去除部分第三介質(zhì) 層53的厚度，在第三介質(zhì)層53中形成通孔17。
[0078] 由于光刻膠層22的質(zhì)地比較軟，在刻蝕過程中，光刻膠22中的通孔的掩膜圖形7 的邊沿較容易被消耗掉。而本步驟中，所述刻蝕過程需要刻蝕的薄膜比較多，刻蝕過程比較 長，所述光刻膠22被消耗得比較多，所以形成的通孔17的會比較明顯的寬于原本通孔的掩 膜圖形7。
[0079] 而由于硬掩膜層32與第三介質(zhì)層53的刻蝕選擇比很大，抗刻蝕的能力較強(qiáng)。在 圖13中可見，在硬掩膜層32中，所述金屬互連槽的掩膜圖形8沒有被擴(kuò)寬，所述硬掩膜層 32下的通孔17的寬度被限制為金屬互連槽的掩膜圖形8的寬度。
[0080] 如圖14和圖15所示，去除硬掩膜層32以上的有機(jī)涂層20、底部涂層21和光刻膠 層22。然后利用硬掩膜層32中金屬互連槽的掩膜圖形8作為掩膜，繼續(xù)進(jìn)行刻蝕，將所述 通孔17的深度加深，從而暴露出所述下層金屬線40,形成通孔17,并在第三介質(zhì)層53表面 形成與所述通孔17相通的金屬互連槽18。
[0081] 如圖14中所示，在第二介質(zhì)層52和刻蝕停止層42中，由于在所述金屬互連槽18 的長度延伸方向有隔絕層10的限制，所述通孔的寬度被隔絕層10的間隔所限制，從而被縮 小。
[0082] 所述隔絕層10與刻蝕停止層42之間必須有層間介質(zhì)層(第二介質(zhì)層52)隔開。 如前所述，在暴露下層金屬線40時，需要對所述刻蝕停止層42進(jìn)行過刻蝕確保所有通孔 17都把下層金屬線40暴露出來。若隔絕層10直接覆蓋在刻蝕停止層42上，隔絕層10也 會被刻蝕劑消耗掉，隔絕層10中的間距就也會被擴(kuò)寬，使得最后隔絕層10不能對導(dǎo)電插塞 起到限制作用。而所述隔絕層10與下層金屬層之間有層間介質(zhì)層隔開，可以通過刻蝕停止 層42與層間介質(zhì)層(本實(shí)施例中為氧化硅)的較高的刻蝕選擇比來保護(hù)隔絕層10不被刻蝕 至IJ，從而保證隔絕層10之間的間距在過刻蝕過程中不被擴(kuò)大，以實(shí)現(xiàn)足夠的過刻蝕量。
[0083] 優(yōu)選的，所述隔絕層10與下層金屬層的高度差記為g，所述金屬互連槽與下層金 屬線的高度差記為h，設(shè)置所述g和h的比例為1/4?1/6。這個高度差的設(shè)置使得后續(xù)工 藝中形成的導(dǎo)電插塞70低于所述隔絕層10的部分的寬度被隔絕層10限制而不被拓寬，并 且又使得所述導(dǎo)電插塞70寬度較小的部分的高度不至于太高，確保最后的導(dǎo)電插塞70和 下層金屬線40的接觸電阻較小。
[0084] 如圖16至圖17所示，在所述通孔17和溝槽18中填充導(dǎo)電層，以形成上層金屬線 80和導(dǎo)電插塞70。至此，即形成好本實(shí)施例提供的如圖5至圖6所示的金屬連接結(jié)構(gòu)。其 中，在低于隔絕層10的位置處，所述導(dǎo)電插塞70部分的寬度被隔絕層10限定，沒有沿著金 屬互連槽的方向擴(kuò)大，從而也不會與所連接的下層金屬線40相鄰的金屬線短路。
[0085] 在本實(shí)施例中，隔絕層10在下層金屬線40的間隔的上方，與金屬線40相平行的 隔絕層10,在利用刻蝕形成通孔17時，隔絕層10能夠在金屬互連槽18的延伸方向上限制 通孔17擴(kuò)大，避免了通孔17的底部過大，在填充金屬后發(fā)生與下層金屬線40短路的問題。
[0086] 實(shí)施例二
[0087] 與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例的不同在于所述隔絕層10為其中帶有隔絕層通孔的 薄膜，所述通孔暴露出需要實(shí)現(xiàn)連接的下層金屬線40,使得后續(xù)形成的導(dǎo)電插塞70正好從 隔絕層通孔穿過，所述隔絕層10則位于后續(xù)形成的導(dǎo)電插塞70的外圍。本實(shí)施例中形成 所述隔絕層10的掩膜版可以和在光刻膠層22中形成通孔的掩膜版為同一塊，不需要制造 新的掩膜版。與實(shí)施例一相比，簡化了工藝流程，節(jié)省了工藝成本。
[0088] 具體的，實(shí)施例二提供的一種金屬互連結(jié)構(gòu)的實(shí)施情況如圖18至圖20所示。
[0089] 其中，圖18為本實(shí)施例中提供的金屬互連結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖19為沿著圖18中DD' 截面處結(jié)構(gòu)的示意圖，圖20為沿著圖18中EE'截面處結(jié)構(gòu)的示意圖。為了能夠清晰的表 示各層的關(guān)系，在圖18中只顯示了金屬部分和隔絕層，各層的層間介質(zhì)層未顯示。
[0090] 與實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例中，所述隔絕層10中形成有隔絕層通孔60,所述 隔絕層通孔60暴露出需要連接的下層金屬線40。所述導(dǎo)電插塞70低于所述隔絕層10的 部分的寬度由隔絕層10的通孔的大小所限定。
[0091] 所述隔絕層通孔60的大小需要滿足其邊緣不超過與隔絕層通孔60正下方的下層 金屬線40緊鄰的下層金屬線40的邊緣，以能夠限制住所形成的導(dǎo)電插塞70不接觸到相鄰 的下層金屬線。
[0092] 隔絕層10與下層金屬線40的高度差記為g，與上層金屬線80與下層金屬線40的 高度差記為h，設(shè)置g與h的比例為1/4?1/6。這樣的設(shè)置能夠使得導(dǎo)電插塞70接觸到 下層金屬線40的接觸面被隔絕層10限制而不被拓寬，又使得所述導(dǎo)電插塞70寬度較小的 部分的高度不至于太高，確保最后的導(dǎo)電插塞70和下層金屬線40的接觸電阻較小。
[0093] 本實(shí)施例形成如圖18至圖20所示的金屬互連結(jié)構(gòu)的方法與實(shí)施例一類似。其中， 不同的步驟有：
[0094] 如圖21和圖22所示，其中，圖21為圖20中所示結(jié)構(gòu)的俯視圖。在所述下層金屬 層上形成隔絕層10時，在所述隔絕層10中形成若干隔絕層通孔60。
[0095] 所述隔絕層10中的隔絕層通孔60暴露出需要連接的下層金屬線40,與后續(xù)需要 形成的導(dǎo)電插塞70--對應(yīng)。
[0096] 本實(shí)施例中，形成所述隔絕層10的方式與實(shí)施例一類似，不同的是形成隔絕層10 中隔絕層通孔60的光刻工藝中，在利用光刻工藝形成隔絕層通孔60時，曝光所利用的掩膜 版（MASK)可以為后續(xù)工藝中，形成導(dǎo)電插塞所需要的通孔時所利用的掩膜版（MASK)。在形 成好具有隔絕層通孔60的圖形的光刻膠后，利用刻蝕工藝對所述隔絕層10進(jìn)行刻蝕。由于 這一步刻蝕工藝僅僅刻蝕一薄層隔絕層10,刻蝕時間較短?？涛g過程中對所述光刻膠的消 耗比較少，幾乎可以忽略。使得在隔絕層10中形成的隔絕層通孔60幾乎沒有被擴(kuò)大，在后 續(xù)利用刻蝕形成通孔的工藝中，能夠起到限制通孔擴(kuò)大的作用，進(jìn)而使得形成的導(dǎo)電插塞 70的底部不會接觸到旁邊的下層金屬線40,實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一相同的效果。并且，與實(shí)施例 一相比，本實(shí)施例不需要單獨(dú)為隔絕層10制作新的掩膜版（MASK)，節(jié)省光刻工藝的成本。
[0097] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。
[〇〇98] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi) 容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此， 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單 修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括： 提供半導(dǎo)體基底，在所述半導(dǎo)體基底上形成第一介質(zhì)層，在第一介質(zhì)層中形成若干平 行排布的下層金屬線； 在所述第一介質(zhì)層和下層金屬線上形成第二介質(zhì)層； 在所述第二介質(zhì)層上形成隔絕層，利用光刻和刻蝕工藝去除部分所述下層金屬線正上 方的隔絕層，以在隔絕層中形成圖形； 在所述第二介質(zhì)層和所述隔絕層上形成第三介質(zhì)層； 在所述第三介質(zhì)層上形成光刻膠層，所述光刻膠層中形成有通孔的掩膜圖形，所述通 孔的掩膜圖形對應(yīng)于所述隔絕層中的圖形； 利用刻蝕工藝在所述第三介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成暴露出所述下層金屬線的通 孔； 在所述通孔中填充導(dǎo)電層，以形成接連下層金屬線的導(dǎo)電插塞。
2. 如權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述形成圖形后的隔 絕層為長條結(jié)構(gòu)，與所述下層金屬線互相平行。
3. 如權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述形成圖形后的隔 絕層位于后續(xù)形成的所述導(dǎo)電插塞的外圍。
4. 如權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述隔絕層的材質(zhì)為 氮摻雜的碳化硅、氧摻雜的碳化硅或氮化硅。
5. 如權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，在所述第三介質(zhì)層和 所述光刻膠層之間還有形成有硬掩膜層，在所述硬掩膜層中形成有金屬互連槽的掩膜圖 形，所述金屬互連槽與所述下層金屬線互為異面垂直。
6. 如權(quán)利要求5所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述形成暴露出下層 金屬線的通孔的步驟包括：利用光刻膠層作為掩膜刻蝕部分第三介質(zhì)層，在所述第三介質(zhì) 層中形成通孔；去除光刻膠層，露出所述硬掩膜層；利用所述硬掩膜層作為掩膜繼續(xù)刻蝕 所述第三介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，使得所述通孔暴露出下層金屬線，并在所述第三介質(zhì)層表 面形成與所述通孔互連的金屬互連槽。
7. 如權(quán)利要求6所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，在所述通孔中填充導(dǎo) 電層的同時還包括在所述金屬互連槽中填充導(dǎo)電層，以構(gòu)成上層金屬線。
8. 如權(quán)利要求7所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述隔絕層與下層金 屬線之間的高度差記為g，上層金屬線與下層金屬線之間的高度差記為h，設(shè)置g與h的比 例為1/4?1/6。
9. 如權(quán)利1或6所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，去除所述下層金屬線正 上方的隔絕層的光刻工藝中所利用的掩膜版，與在所述第三介質(zhì)層上的光刻膠層中形成通 孔的掩膜圖形的光刻工藝中所利用的掩膜版相同。
10. 如權(quán)利要求5所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜層為TiN 層。
11. 如權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，在所述第一介質(zhì)層和 下層金屬線上形成第二介質(zhì)層之前，還包括在所述第一介質(zhì)層和下層金屬線的表面形成刻 蝕停止層。
12. -種由如權(quán)利要求1所述的制造方法形成的金屬互連結(jié)構(gòu)，包括： 若干下層金屬線，所述下層金屬線平行排布，且各下層金屬線之間由第一介質(zhì)層分 隔； 第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層位于所述下層金屬線和所述第一介質(zhì)層上； 第三介質(zhì)層，所述第三介質(zhì)層位于所述第二介質(zhì)層上； 導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞與下層金屬線連接，其特征在于，還包括： 隔絕層，所述隔絕層位于所述第二介質(zhì)層上，且所隔絕層位于第一介質(zhì)層上的正投影 處于相鄰的所述下層金屬線之間，且所述隔絕層被第三介質(zhì)層覆蓋，緊鄰導(dǎo)電插塞的側(cè)壁。
13. 如權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔絕層與所述下層金屬線 互相平行。
14. 如權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔絕層位于所述導(dǎo)電插塞 外圍，且覆蓋所述第一介質(zhì)層和下層金屬線。
15. 如權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連結(jié)構(gòu)還包括： 上層金屬線，所述上層金屬線位于所述第三介質(zhì)層的表面； 所述導(dǎo)電插塞連接所述下層金屬線與上層金屬線。
16. 如權(quán)利要求15所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上層金屬線為若干條互相 平行的金屬線，且與所述下層金屬線互為異面垂直。
【文檔編號】H01L23/528GK104112703SQ201310140861
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】周俊卿, 張海洋 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司