[发明专利]一种金属硬掩膜层及铜互连结构的制备方法

权利要求书

1.一种金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，并在所述半导体衬底上多次交替进行一定厚度的金属硬掩膜层的沉积操作以及采用包含氮气的混合载气热退火氮化处理所述金属硬掩膜层的操作；

经过多次金属硬掩膜层的沉积和热退火氮化处理后，金属硬掩膜层达到预定厚度。

2.如权利要求1所述的金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，所述金属硬掩膜层为氮化钛。

3.如权利要求1所述的金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，每次沉积的金属硬掩膜层的工艺为MOCVD或PVD或ALD，沉积厚度相同或不同。

4.如权利要求1所述的金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，每次沉积的金属硬掩膜层厚度为，沉积时通入氮气的流量为10sccm～1000sccm，沉积时间为10s～1000s，沉积厚度为。

5.如权利要求1所述的金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，所述热退火氮化处理为快速热处理、炉管工艺或者激光快速退火。

6.如权利要求1所述的金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，所述混合载气还包括氩气和/或氢气。

7.如权利要求1所述的金属硬掩膜层的制备方法，其特征在于，所述热退火氮化处理的工艺参数包括：退火温度为200℃～400℃；退火时间为10s～100s；通入的氮气的流量为100sccm～10000sccm，氩气或氢气的流量为10sccm～1000sccm。

8.一种铜互连结构的制备方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成衬垫层、低K介质层；

采用权利要求1至7中任一项所述的金属硬掩膜层的制备方法，在所述低K介质层上形成预定义厚度的金属硬掩膜层；

在所述金属硬掩膜层上形成覆盖层；

采用单大马士革刻蚀工艺和/或双大马士革刻蚀工艺刻蚀所述覆盖层、金属硬掩膜层、低K介质层以及衬垫层，从而在所述低K介质层中形成一层铜互连结构。

9.如权利要求8所述的铜互连结构的制备方法，其特征在于，所述衬垫层为含氮的碳化硅；所述低K介质层包括多孔硅层以及其上方的正硅酸乙酯层；所述覆盖层为氧化硅。

10.如权利要求8所述的铜互连结构的制备方法，其特征在于，所述单大马士革刻蚀工艺和/或双大马士革刻蚀工艺的步骤包括：

沟道曝光、刻蚀；过孔曝光、刻蚀；去除光阻层；沟道和过孔刻蚀；衬垫层开口；沟道和过孔的籽晶层沉积、铜填充以及填充后的化学机械抛光。