本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造中，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢(shì)，集成電路特征尺寸越來(lái)越小，后段互連電阻電容(Resistance Capacitor，簡(jiǎn)稱RC)延遲出現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)，為了減少RC延遲，多孔低介電常數(shù)材料在半導(dǎo)體制造中被廣泛使用。

隨著集成電路特征尺寸越來(lái)越小，后段溝槽和通孔的刻蝕工藝也變得越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性，為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入了金屬硬掩模層雙大馬士革工藝，所述雙大馬士革工藝是在介電層內(nèi)形成通孔和溝槽，然后以進(jìn)行金屬材料等填充物填充所述通孔和溝槽的一種常用工藝；雙大馬士革工藝根據(jù)刻蝕方式主要分為先溝槽刻蝕、先通孔刻蝕和溝槽通孔一體化刻蝕等三種技術(shù)，目前主要采用溝槽通孔一體化刻蝕。

但是現(xiàn)有金屬硬掩模層雙大馬士革工藝容易引起金屬導(dǎo)電層空洞缺陷或金屬方塊電阻變高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，提高通孔填充質(zhì)量，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的電性穩(wěn)定性和器件可靠性。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法。包括如下步驟：

形成半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有待連接結(jié)構(gòu)；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層；

在所述介電層上形成金屬硬掩模層；

以所述金屬硬掩模層為掩模刻蝕所述介電層，在所述介電層內(nèi)形成露出 所述待連接結(jié)構(gòu)的溝槽和通孔，所述溝槽底部和通孔頂部相連通且所述溝槽開(kāi)口尺寸大于所述通孔開(kāi)口尺寸；

形成溝槽和通孔后，去除所述金屬硬掩模層；

去除所述金屬硬掩模層后，向所述溝槽和通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料，以形成互連結(jié)構(gòu)。

可選的，去除所述金屬硬掩模層的工藝為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝。

可選的，去除所述金屬硬掩模層的工藝為干法刻蝕工藝，形成所述溝槽和通孔的步驟包括主刻蝕工藝，以及主刻蝕工藝之后的過(guò)刻蝕工藝；

在主刻蝕工藝之后，過(guò)刻蝕工藝之前，采用第一刻蝕工藝去除所述金屬硬掩模層，或者，在過(guò)刻蝕工藝之后，采用第二刻蝕工藝去除所述金屬硬掩模層，或者，在主刻蝕工藝之后過(guò)刻蝕工藝之前進(jìn)行第一刻蝕工藝且在過(guò)刻蝕工藝之后進(jìn)行第二刻蝕工藝以去除所述金屬硬掩模層。

可選的，所述第一刻蝕工藝采用刻蝕氣體或刻蝕氣體與中性氣體構(gòu)成的混合氣體進(jìn)行刻蝕；所述第二刻蝕工藝采用刻蝕氣體進(jìn)行刻蝕。

可選的，所述第一刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕，工藝溫度為40℃至80℃，工藝低頻功率為0W，工藝高頻功率為100W至200W，壓強(qiáng)為20mTorr至60mTorr，工藝時(shí)間為10秒至20秒。

可選的，所述第一刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為CF₄或NF₃。

可選的，所述第一刻蝕工藝采用的刻蝕氣體的氣體流量為100sccm至500sccm。

可選的，所述第一刻蝕工藝采用刻蝕氣體與中性氣體構(gòu)成的混合氣體，所述刻蝕氣體為CF₄或NF₃，所述中性氣體為氬氣、氦氣或氮?dú)狻?/p>

可選的，所述刻蝕氣體和所述中性氣體的體積比為3:2至3:1。

可選的，所述第一刻蝕工藝采用的刻蝕氣體的氣體流量為100sccm至500sccm，所述第一刻蝕工藝采用的中性氣體的氣體流量為100sccm至500sccm。

可選的，所述第二刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為CF₄或NF₃。

可選的，所述第二刻蝕工藝采用的刻蝕氣體的氣體流量為100sccm至500sccm。

可選的，所述第二刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕，工藝溫度為40℃至80℃，工藝低頻功率為0W，工藝高頻功率為100W至200W，壓強(qiáng)為20mTorr至60mTorr，工藝時(shí)間為10秒至20秒。

可選的，去除所述金屬硬掩模層的工藝為濕法刻蝕工藝，形成所述溝槽和通孔的步驟包括主刻蝕工藝和過(guò)刻蝕工藝；

在過(guò)刻蝕工藝之后，采用刻蝕溶液去除所述金屬硬掩模層。

可選的，所述刻蝕溶液為羥胺基溶液和H₂O₂構(gòu)成的混合溶液。

可選的，所述羥胺基溶液和H₂O₂構(gòu)成的混合溶液中，羥胺基溶液與H₂O₂溶液的體積比為1:3至1:5。

可選的，所述制造方法還包括：向所述溝槽和通孔內(nèi)填充金屬導(dǎo)電材料之前，在所述溝槽和通孔側(cè)壁、所述通孔底部形成籽晶層。

可選的，所述制造方法還包括：在形成介電層之前，在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層；

在形成介電層之后，金屬硬掩模層之前，在介電層上形成氧化層；

在形成金屬硬掩模層之后，在金屬硬掩模層上形成硬掩模覆蓋層；

形成溝槽和通孔的步驟包括：刻蝕所述硬掩模覆蓋層、金屬硬掩模層、氧化層以及介電層，且以所述刻蝕阻擋層作為停止層。

可選的，所述金屬硬掩模層的材料為氮化鈦、鈦或氮化銅。

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)：通過(guò)刻蝕所述金屬硬掩模層和介電層以形成溝槽和通孔后，向所述溝槽和通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料之前完全去除所述金屬硬掩模層，以釋放所述金屬硬掩模層內(nèi)殘留的應(yīng)力，減小所述應(yīng)力所引起的介電層形變，使位于介質(zhì)層中的溝槽和通孔具有較好的形貌，從而減少互連結(jié)構(gòu)中的空洞缺陷，進(jìn)而防止互連結(jié)構(gòu)方塊電阻變高， 提高了半導(dǎo)體器件的電性穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1至圖2是是現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制造方法各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖10是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制造方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在現(xiàn)有技術(shù)中，金屬互連結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程容易在金屬導(dǎo)電層中形成空洞缺陷。

參考圖1至圖2，示出了現(xiàn)有技術(shù)采用溝槽通孔一體化形成通孔和溝槽一實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。形成通孔和溝槽的方法包括：在已沉積的介電層100上沉積一層氮化鈦層110作為第一掩模層，通過(guò)干法刻蝕工藝圖形化所述第一掩模層，形成部分溝槽；然后沉積第二掩模層，所述第二掩模層覆蓋所述第一掩模層及所述部分溝槽，圖形化所述第二掩模層，在所述第二掩模層內(nèi)形成通孔圖形；沿著所述通孔圖形進(jìn)行干法刻蝕，形成部分通孔后去除所述第二掩模層，然后沿著所述部分溝槽和所述部分通孔進(jìn)行刻蝕直至形成溝槽130和通孔120，最后向所述溝槽130及所述通孔120內(nèi)填充導(dǎo)電層材料140。

但是現(xiàn)有金屬硬掩模層雙大馬士革工藝容易引起金屬導(dǎo)電層空洞缺陷150或金屬方塊電阻變高的問(wèn)題。

分析所述空洞缺陷150產(chǎn)生的原因：金屬互連結(jié)構(gòu)的形成工藝采用的是金屬硬掩模層的雙大馬士革一體化工藝(Dual Damascene All in One Process)，但是，通過(guò)所述金屬硬掩模層的雙大馬士革一體化工藝進(jìn)行刻蝕后，所述刻蝕工藝形成的應(yīng)力容易在所述金屬硬掩模層內(nèi)殘留，尤其是低k介電層應(yīng)用到互連結(jié)構(gòu)中時(shí)，由于低k介電層的機(jī)械延展性較差，所述金屬硬掩模層內(nèi)殘留的應(yīng)力容易導(dǎo)致所述溝槽開(kāi)口處的介電層向所述溝槽中心方向彎曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致所述溝槽開(kāi)口處的尺寸過(guò)小(如圖2所示)，隨后向所述溝槽中沉積導(dǎo)電材料時(shí)，過(guò)小的溝槽開(kāi)口容易使導(dǎo)電材料難以沉積進(jìn)入所述溝槽內(nèi)， 從而在溝槽內(nèi)還未填充滿導(dǎo)電材料時(shí)先將溝槽開(kāi)口處填滿并封閉，繼續(xù)沉積的導(dǎo)電材料無(wú)法進(jìn)入溝槽內(nèi)部而在金屬導(dǎo)電層內(nèi)形成空洞(Void)。所述金屬導(dǎo)電層空洞缺陷容易使金屬方塊電阻升高，增加信號(hào)在各金屬層間的RC延遲，阻礙信號(hào)傳輸；也可能引起金屬導(dǎo)電層斷路問(wèn)題，從而影響半導(dǎo)體器件的可靠性問(wèn)題，甚至引起產(chǎn)品的報(bào)廢。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，形成半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有待連接結(jié)構(gòu)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層；在所述介電層上形成金屬硬掩模層；以所述金屬硬掩模層為掩?？涛g所述介電層，在所述介電層內(nèi)形成露出所述待連接結(jié)構(gòu)的溝槽和通孔，所述溝槽底部和通孔頂部相連通且所述溝槽開(kāi)口尺寸大于所述通孔開(kāi)口尺寸；形成溝槽和通孔后，去除所述金屬硬掩模層；去除所述金屬硬掩模層后，向所述溝槽和通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料，以形成互連結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明通過(guò)刻蝕所述金屬硬掩模層和介電層以形成溝槽和通孔后，向所述溝槽和通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料之前完全去除所述金屬硬掩模層，以釋放所述金屬硬掩模層內(nèi)殘留的應(yīng)力，減小所述應(yīng)力所引起的介電層形變，使位于介質(zhì)層中的溝槽和通孔具有較好的形貌，從而減少金屬導(dǎo)電層空洞缺陷，進(jìn)而防止金屬方塊電阻變高，提高了半導(dǎo)體器件的電性穩(wěn)定性和可靠性。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

圖3至圖10是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制造方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖3，提供一半導(dǎo)體襯底(未標(biāo)注)，所述半導(dǎo)體襯底(未標(biāo)注)中形成有待連接結(jié)構(gòu)200。

本實(shí)施例中，所述待連接結(jié)構(gòu)200包括底層刻蝕阻擋層210，底層介電層220和底層金屬層230。

具體地，在所述待連接結(jié)構(gòu)200表面依次形成刻蝕阻擋層300、介電層310、氧化層320、金屬硬掩模層330和硬掩模覆蓋層340。

刻蝕阻擋層300用于在后續(xù)形成通孔時(shí)作為主刻蝕停止層。具體地，所 述刻蝕阻擋層300的材料可以為氮化硅層、碳化硅層或摻氮碳化硅層，本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層300為摻氮碳化硅層，形成所述刻蝕阻擋層300的工藝為化學(xué)氣相沉積法。

介電層310用于起到絕緣作用。在半導(dǎo)體制造中，后段互連電阻電容(Resistance Capacitor，簡(jiǎn)稱RC)延遲是影響集成電路速度的重要因素之一，RC延遲越嚴(yán)重，集成電路速度越慢。本實(shí)施例中，為了減少RC延遲，所述介電層310為低k介質(zhì)層，可以是含碳氧化硅膜、超低k介質(zhì)層、摻氟二氧化硅或超低k介質(zhì)層和摻氟二氧化硅的組合膜等膜層。

本實(shí)施例中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在所述刻蝕阻擋層300表面沉積介電層310，所述介電層310為含有硅、氧、碳、氫元素的類似氧化物的黑鉆石材料；所述化學(xué)氣相沉積法的工藝溫度為300℃至400℃，氣壓為2Torr至10Torr，低頻功率為50W至700W，高頻功率為50W至700W。

所述氧化層320作為后續(xù)溝槽刻蝕工藝的停止層。在實(shí)際溝槽形成工藝中，刻蝕部分厚度的所述氧化層320后停止刻蝕，形成部分溝槽，由于所述介電層310為低k介質(zhì)層，特性松軟，容易發(fā)生過(guò)刻蝕現(xiàn)象，而所述氧化層320致密度和硬度更好，因此在所述介電層310表面形成氧化層320，使后續(xù)刻蝕工藝中更好地控制刻蝕部分所述氧化層320的厚度，進(jìn)而可以保證后續(xù)形成的溝槽和通孔的形貌與尺寸滿足工藝規(guī)格。本實(shí)施例中，所述氧化層320為氧化硅層，形成所述氧化層320的工藝均為化學(xué)氣相沉積法。

所述金屬硬掩模層330用于在雙大馬士革一體化工藝過(guò)程中起到掩模的作用。通過(guò)所述金屬硬掩模層330可以更好的控制圖形形貌，以所述圖形化的金屬硬掩模層330為掩膜進(jìn)行刻蝕，形成的溝槽和通孔的形貌更光滑。

所述金屬硬掩模層330的材料可以為氮化鈦、鈦或氮化銅。本實(shí)施例中，所述金屬硬掩模層330為氮化鈦層，形成所述金屬硬掩模層330的工藝為物理氣相沉積法，沉積時(shí)通入的氮?dú)饬髁繛?0sccm至1000sccm，沉積時(shí)間為10秒至1000秒，形成的所述金屬硬掩模層330的厚度為至

所述硬掩模覆蓋層340用于避免所述金屬硬掩模層330與后續(xù)工藝采用的光刻膠層直接接觸。在后續(xù)刻蝕工藝中需采用光刻膠層作為掩模，光刻膠 層在金屬硬掩模層330表面的黏附性較差，容易引起光刻膠層形變或倒塌等缺陷，而光刻膠層與氧化硅具有良好的黏附性，從而使后續(xù)光刻工藝形成的圖形滿足預(yù)設(shè)尺寸且形貌光滑。因此本實(shí)施例中，在所述金屬硬掩模層330表面形成硬掩模覆蓋層340，所述硬掩模覆蓋層340的材料為氧化硅層，形成所述硬掩模覆蓋層340的工藝為化學(xué)氣相沉積法。

參考圖4，在硬掩模覆蓋層340、金屬硬掩模層330和氧化層320內(nèi)形成部分溝槽360。

具體地，在所述硬掩模覆蓋層340表面形成圖形化的第一光刻膠層350，所述圖形化的第一光刻膠層350內(nèi)形成有溝槽圖形；以所述圖形化的第一光刻膠層350為掩模，沿所述溝槽圖形依次刻蝕所述硬掩模覆蓋層340、金屬硬掩模層330和氧化層320，在相應(yīng)位置形成部分溝槽360。形成所述部分溝槽360后，采用濕法刻蝕或等離子體干法刻蝕工藝去除所述圖形化的第一光刻膠層350。

本實(shí)施例中，形成所述部分溝槽360的工藝為等離子體干法刻蝕工藝，所述等離子體干法刻蝕工藝具體可以為：以所述圖形化的第一光刻膠層350為掩模，通入刻蝕氣體CF₄、CHF₃或CH₂F₂，輔以稀釋氣體CO、He或Ar，依次刻蝕所述硬掩模覆蓋層340、金屬硬掩模層330和氧化層320，圖形化所述硬掩模覆蓋層340、金屬硬掩模層330和氧化層320以形成部分溝槽360；完成所述等離子體干法刻蝕工藝后，所述部分溝槽360位置的硬掩模覆蓋層340和金屬硬掩模層330被刻蝕去除，部分氧化層320被保留，其中剩余的氧化層320的厚度根據(jù)實(shí)際工藝而定。

本實(shí)施例中，采用的刻蝕氣體為CH₂F₂，稀釋氣體為CO；所述刻蝕氣體與所述稀釋氣體的體積比為1:12至1:17，所述刻蝕氣體的氣體流量為10sccm至30sccm，所述稀釋氣體的氣體流量為300sccm至400sccm，刻蝕反應(yīng)腔體內(nèi)的氣壓為100mTorr至200mTorr。

當(dāng)刻蝕氣體的氣體流量小于10sccm時(shí)，導(dǎo)致刻蝕量不足，難以形成工藝所需的部分溝槽；當(dāng)刻蝕氣體的氣體流量大于30sccm時(shí)，刻蝕速率比較大且較難控制，容易導(dǎo)致所述部分溝槽的形貌和尺寸超出預(yù)定值。

形成所述部分溝槽360后，采用濕法刻蝕或等離子體干法刻蝕工藝去除所述圖形化的第一光刻膠層350，去除所述圖形化的第一光刻膠層350后以去離子水進(jìn)行清洗。

參考圖5，在氧化層320和介電層310內(nèi)形成部分通孔390。

具體地，在所述硬掩模覆蓋層340表面形成底部抗反射層370和圖形化的第二光刻膠層380，所述底部抗反射層370覆蓋所述硬掩模覆蓋層340和所述部分溝槽360(參考圖4)，所述圖形化的第二光刻膠層380內(nèi)形成有通孔圖形；以所述圖形化的第二光刻膠層380為掩模，沿所述通孔圖形依次刻蝕所述底部抗反射層370、剩余的氧化層320和介電層310，在相應(yīng)位置形成部分通孔390，所述部分通孔390頂部的尺寸小于所述部分溝槽360底部的尺寸且所述部分通孔390與所述部分溝槽360相連通。形成所述部分通孔390后，采用濕法刻蝕或等離子體干法刻蝕工藝去除所述圖形化的第二光刻膠層380和剩余的底部抗反射層370。

本實(shí)施例中，形成所述部分通孔390的工藝為等離子體干法刻蝕工藝，所述等離子體干法刻蝕工藝具體可以為：以所述圖形化的第二光刻膠層380為掩模，通入刻蝕氣體CF₄和CHF₃的混合氣體，輔以稀釋氣體Ar，依次刻蝕所述底部抗反射層370、氧化層320和介電層310，形成所述部分通孔390；完成所述等離子體干法刻蝕工藝后，所述部分通孔390圖形處的剩余氧化層320被刻蝕去除，部分介電層310被保留，其中剩余的介電層310厚度根據(jù)實(shí)際工藝而定。

本實(shí)施例中，所述刻蝕氣體的氣體流量為80ccm至120sccm，所述稀釋氣體的氣體流量為80sccm至120sccm，刻蝕反應(yīng)腔體內(nèi)的氣壓為50mTorr至80mTorr。

形成所述部分通孔390后，采用濕法刻蝕或等離子體干法刻蝕工藝去除所述圖形化的第二光刻膠層380和剩余的底部抗反射層370，然后以去離子水進(jìn)行清洗。

參考圖6，通過(guò)主刻蝕工藝，形成溝槽400和通孔410，所述溝槽400底部和通孔410頂部相連通且所述溝槽400的開(kāi)口尺寸大于所述通孔410的開(kāi) 口尺寸。

具體地，以所述圖形化的硬掩模覆蓋層340(參考圖5)、金屬硬掩模層330和氧化層320為掩模進(jìn)行主刻蝕工藝，所述主刻蝕工藝包括：沿部分溝槽360(參考圖4)圖形和部分通孔390(參考圖5)圖形同時(shí)刻蝕所述氧化層320和介電層310，直至暴露出所述刻蝕阻擋層300，形成溝槽400和通孔410。在所述主刻蝕工藝中，所述硬掩模覆蓋層340被刻蝕去除。

本實(shí)施例中，形成溝槽400和通孔410的工藝為等離子體干法刻蝕工藝，所述等離子體干法刻蝕工藝具體可以為：以所述圖形化的硬掩模覆蓋層340、金屬硬掩模層330和氧化層320為掩模，通入刻蝕氣體CF₄，輔以稀釋氣體Ar，同時(shí)刻蝕所述部分溝槽360(參考圖4)和部分通孔390(參考圖5)內(nèi)的氧化層320和介電層310，直至暴露出所述刻蝕阻擋層300，形成所述溝槽400和通孔410，所述溝槽400和所述通孔410相連通且所述溝槽400的開(kāi)口尺寸大于所述通孔410的開(kāi)口尺寸。

本實(shí)施例中，所述刻蝕氣體的氣體流量為80sccm至120sccm，所述稀釋氣體的氣體流量為80sccm至120sccm，刻蝕反應(yīng)腔體內(nèi)的壓力為50mTorr至80mTorr。

參考圖7，去除部分所述金屬硬掩模層330。

需要說(shuō)明的是，在形成溝槽和通孔后，所述金屬硬掩模層330內(nèi)容易有應(yīng)力殘留，所述應(yīng)力容易使介電層310發(fā)生形變，進(jìn)而使位于介電層310中的溝槽400和通孔410的形貌發(fā)生改變，后續(xù)在向所述溝槽400和通孔410內(nèi)填充滿導(dǎo)電材料后容易引起空洞缺陷。為了避免由所述應(yīng)力引起的介電層310形變問(wèn)題，在向所述溝槽400和通孔410內(nèi)填充導(dǎo)電材料之前，需通過(guò)完全去除所述金屬硬掩模層330以釋放所述金屬硬掩模層330內(nèi)殘留的應(yīng)力。

去除所述金屬硬掩模層330的工藝可以為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝。本實(shí)施例中以干法刻蝕工藝為例進(jìn)行說(shuō)明。具體地，通過(guò)對(duì)所述金屬硬掩模層330進(jìn)行第一刻蝕工藝，以去除部分所述金屬硬掩模層330。

本實(shí)施例中，所述第一刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕，所述等離子體干法刻蝕的工藝溫度為40℃至80℃，工藝低頻功率為0W，工藝高頻功率為100W 至200W，壓強(qiáng)為20mTorr至60mTorr，工藝時(shí)間為10秒至20秒。

根據(jù)實(shí)際金屬硬掩模層330的厚度，所述第一刻蝕工藝采用刻蝕氣體或刻蝕氣體與中性氣體構(gòu)成的混合氣體；相比于刻蝕氣體和中性氣體構(gòu)成的混合氣體，刻蝕氣體的刻蝕速率更快。

當(dāng)中性氣體流量過(guò)大時(shí)，刻蝕效果減弱，等離子體刻蝕工藝結(jié)束后，所述金屬硬掩模層330無(wú)法完全去除，或使所述刻蝕工藝的工藝時(shí)間變長(zhǎng)以達(dá)到原有的刻蝕效果，從而降低了半導(dǎo)體制造工藝的效率；當(dāng)中性氣體流量過(guò)小時(shí)，在所述金屬硬掩模層330厚度較薄的情況下，容易發(fā)生過(guò)刻現(xiàn)象，對(duì)其他膜層的產(chǎn)生損傷。

當(dāng)刻蝕氣體的氣體流量過(guò)小時(shí)，刻蝕效果減弱，等離子體刻蝕工藝結(jié)束后，所述金屬硬掩模層330無(wú)法達(dá)到所需去除量，或需要更多的工藝時(shí)間以達(dá)到刻蝕效果，從而降低了半導(dǎo)體制造工藝的效率；當(dāng)刻蝕氣體的氣體流量過(guò)大時(shí)，所述刻蝕氣體的刻蝕速率難以控制，且在刻蝕所述金屬硬掩模層330時(shí)，對(duì)其他膜層的形貌具有很大的影響。

本實(shí)施例中，當(dāng)所述第一刻蝕工藝只采用刻蝕氣體時(shí)，所述刻蝕氣體為CF₄或NF₃，所述刻蝕氣體的氣體流量為100sccm至500sccm。

或者，當(dāng)所述第一刻蝕工藝采用刻蝕氣體與中性氣體構(gòu)成的混合氣體時(shí)，所述刻蝕氣體為CF₄或NF₃，所述中性氣體為氬氣、氦氣或氮?dú)狻Ｋ鲋行詺怏w的分子量較大，可以使等離子體刻蝕工藝過(guò)程更加穩(wěn)定。

本實(shí)施例中，所述刻蝕氣體和所述中性氣體的體積比為3:2至3:1。具體地，所述刻蝕氣體的氣體流量為100sccm至500sccm，所述中性氣體的氣體流量為100sccm至500sccm。

參考圖8，對(duì)所述通孔410進(jìn)行過(guò)刻蝕工藝，使所述通孔410露出所述待連接結(jié)構(gòu)200。

本實(shí)施例中，所述刻蝕工藝為等離子體干刻刻蝕工藝。所述等離子體干法刻蝕工藝具體可以為：通入刻蝕氣體CF₄，輔以稀釋氣體Ar，沿通孔410圖形刻蝕所述通孔410底部的刻蝕阻擋層300，直至暴露出待連接結(jié)構(gòu)200表面。

本實(shí)施例中，所述刻蝕氣體的氣體流量為80ccm至120sccm，所述稀釋氣體的氣體流量為80sccm至120sccm，刻蝕反應(yīng)腔體內(nèi)的氣壓為50mTorr至80mTorr。

參考圖9，去除剩余的金屬硬掩模層330(參考圖8)。

通過(guò)對(duì)所述金屬硬掩模層330進(jìn)行第二刻蝕工藝，所述第二刻蝕工藝采用刻蝕氣體，完全去除所述金屬硬掩模層330。所述第二刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕，所述等離子體干法刻蝕的工藝溫度為40℃至80℃，工藝低頻功率為0W，工藝高頻功率為100W至200W，壓強(qiáng)為20mTorr至60mTorr，工藝時(shí)間為10秒至20秒。

本實(shí)施例中，所述刻蝕氣體為CF₄或NF₃。

當(dāng)所述刻蝕氣體的氣體流量過(guò)小時(shí)，刻蝕效果減弱，所述金屬硬掩模層330無(wú)法完全去除；由于剩余金屬硬掩模層330的厚度較薄，當(dāng)刻蝕氣體的氣體流量過(guò)大時(shí)，會(huì)發(fā)生過(guò)刻現(xiàn)象，對(duì)其他膜層的形貌具有很大的影響。因此本實(shí)施例中，所述刻蝕氣體的氣體流量為100sccm至500sccm。所述第二刻蝕工藝的刻蝕量較少，對(duì)其他膜層的形貌幾乎不產(chǎn)生影響。

本實(shí)施例中，在主刻蝕工藝之后過(guò)刻蝕工藝之前進(jìn)行第一刻蝕工藝且在過(guò)刻蝕工藝之后進(jìn)行第二刻蝕工藝以去除所述金屬硬掩模層330為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不僅限于此方法，實(shí)際工藝中可以根據(jù)金屬硬掩模層330的厚度選定進(jìn)行第一刻蝕工藝和第二刻蝕工藝中的一步或兩步。

具體地，由于所述第一刻蝕工藝的刻蝕量較大、刻蝕速率較快，第二刻蝕工藝的刻蝕量較小、刻蝕速率較慢，當(dāng)所述金屬硬掩模層330可以通過(guò)單次刻蝕工藝去除時(shí)，所述方法也可以包括：在主刻蝕工藝之后，過(guò)刻蝕工藝之前，采用第一刻蝕工藝完全去除所述金屬硬掩模層330；或者，當(dāng)所述金屬硬掩模層330的厚度更薄時(shí)，所述方法還可以包括：在過(guò)刻蝕工藝之后，僅采用第二刻蝕工藝完全去除所述金屬硬掩模層330。

由于在向所述溝槽400和通孔410內(nèi)填充導(dǎo)電材料之前，所述金屬硬掩模層330已完全被去除，可以釋放所述金屬硬掩模層330內(nèi)殘留的應(yīng)力，防止所述介電層310發(fā)生形變，進(jìn)而避免后續(xù)向所述溝槽400和通孔410內(nèi)填 充導(dǎo)電材料后，形成的互連結(jié)構(gòu)出現(xiàn)空洞缺陷或金屬方塊電阻變高的問(wèn)題。

除了采用干法刻蝕工藝去除所述金屬硬掩模層330，還可以采用濕法刻蝕工藝。當(dāng)采用濕法刻蝕工藝時(shí)，去除所述金屬硬掩模層330的步驟包括：在過(guò)刻蝕工藝之后，采用刻蝕溶液去除所述金屬硬掩模層330。

本實(shí)施例中，去除所述金屬硬掩模層330的刻蝕溶液為羥胺基(EKC)溶液和H₂O₂構(gòu)成的混合溶液。具體地，羥胺基(EKC)溶液與H₂O₂溶液的體積比為1:3至1:5，刻蝕工藝時(shí)間為1分鐘至2.5分鐘。

參考圖10，去除所述金屬硬掩模層330(參考圖8)后，向所述溝槽和通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料，以形成互連結(jié)構(gòu)420。

具體地，先在所述溝槽400(參考圖9)和所述通孔410(參考圖9)內(nèi)填充滿導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料覆蓋所述氧化層320表面、溝槽400和通孔410。之后采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述導(dǎo)電材料并去除所述氧化層320和部分介電層310，使所述溝槽400和所述通孔410內(nèi)的導(dǎo)電材料厚度達(dá)到預(yù)定值，形成互連結(jié)構(gòu)420。

由于通過(guò)去除所述金屬硬掩模層330，釋放了金屬硬掩模層330的應(yīng)力，所述溝槽400和所述通孔410的形貌較好，在向所述溝槽400和所述通孔410中填充導(dǎo)電材料時(shí)具有較好的填充效果，因此所述導(dǎo)電材料中形成的空洞較少或沒(méi)有。

需要說(shuō)明的是，在填充所述導(dǎo)電材料之前，先在所述溝槽400和所述通孔410側(cè)壁、以及所述通孔410底部濺射沉積金屬勢(shì)壘層和銅的籽晶層(未標(biāo)注)，然后采用電鍍工藝進(jìn)行所述導(dǎo)電材料的填充沉積，最后采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除所述氧化層320和部分介電層310。經(jīng)研磨工藝后，所述溝槽400和所述通孔410內(nèi)的導(dǎo)電材料厚度達(dá)到預(yù)定值，形成互連結(jié)構(gòu)420。

本實(shí)施例中，所述互連結(jié)構(gòu)420為金屬互連結(jié)構(gòu)。通過(guò)上所述制造方法減少互連結(jié)構(gòu)中的空洞缺陷，進(jìn)而防止互連結(jié)構(gòu)方塊電阻變高，提高了半導(dǎo)體器件的電性穩(wěn)定性和可靠性。

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