[发明专利]互连结构及其形成方法

权利要求书

1.一种互连结构，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底上的介质层；

位于所述半导体衬底上的第一金属层，所述第一金属层位于介质层内且第一金属层的上表面低于所述介质层的上表面，即第一金属层上方具有凹槽；

位于凹槽内的第二金属层，所述第二金属层防止第一金属层扩散，所述第二金属层的材质为钴，所述第二金属层的厚度为10～100埃，所述第二金属层为表面经过氢气等离子体或氨气等离子体轰击的金属层；

其中，

所述第二金属层未填满所述凹槽，则所述互连结构还包括：

位于所述凹槽内且覆盖所述第二金属层的第一阻挡层，

覆盖所述第一阻挡层、第二金属层和介质层的第二阻挡层；

其中，形成所述覆盖所述第一阻挡层、第二金属层和介质层的第二阻挡层包括：

采用化学机械研磨工艺，去除位于所述介质层上的第二金属层和第一阻挡层以及所述第二金属层上的部分所述第一阻挡层；

在所述第一阻挡层、所述第二金属层和所述介质层上表面沉积第二阻挡层；

所述第一阻挡层的材质为碳氮化硅。

2.如权利要求1所述的互连结构，其特征在于，所述第二金属层位于凹槽的侧壁以及底部上。

3.如权利要求1所述的互连结构，其特征在于，所述阻挡层的材质为碳氮化硅。

4.一种互连结构的形成方法，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介质层；

刻蚀介质层至露出半导体衬底，形成沟槽；

于沟槽内填充满第一金属层；

刻蚀第一金属层，使所述第一金属层的上表面低于介质层的上表面，于第一金属层上方形成凹槽；

于凹槽内形成第二金属层，所述第二金属层防止第一金属层扩散，所述第二金属层的材质为钴，所述第二金属层的厚度为10～100埃；

通过氢气等离子体或氨气等离子体对所述第二金属层表面进行轰击；

其中，

所述第二金属层未填满所述凹槽，则所述互连结构的形成方法还包括：

在所述凹槽内形成覆盖所述第二金属层的第一阻挡层，

形成覆盖所述第一阻挡层、第二金属层和介质层的第二阻挡层；

其中，形成所述覆盖所述第一阻挡层、第二金属层和介质层的第二阻挡层包括：

采用化学机械研磨工艺，去除位于所述介质层上的第二金属层和第一阻挡层以及所述第二金属层上的部分所述第一阻挡层；

在所述第一阻挡层、所述第二金属层和所述介质层上表面沉积第二阻挡层；

所述第一阻挡层的材质为碳氮化硅。

5.如权利要求4所述的互连结构的形成方法，其特征在于，于凹槽的侧壁以及底部上形成所述第二金属层。

6.如权利要求4所述的互连结构的形成方法，其特征在于，形成第二金属层的方法为物理气相沉积工艺。

7.如权利要求4所述的互连结构的形成方法，其特征在于，刻蚀第一金属层的方法为湿法刻蚀法，采用的溶液为硫酸和双氧水的混合溶液。

8.如权利要求7所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述硫酸和双氧水的混合溶液的温度为25～90℃，硫酸和双氧水的体积比为100：1～1000:1，湿法刻蚀法的刻蚀时间为10～180s。

9.如权利要求4所述的互连结构的形成方法，其特征在于，于沟槽内填充满第一金属层之前，还包括：通过氯气等离子体对所述沟槽进行回刻。

10.如权利要求9所述的互连结构的形成方法，其特征在于，形成所述氯气等离子体的射频电源的功率为100～1500W，压强为1～10mTorr，氯气流量为100～2000sccm。