[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底具有互连区；

在衬底表面形成第一阻挡薄膜、以及位于第一阻挡薄膜表面的导电薄膜，所述导电薄膜的形成方法包括：采用电镀工艺在所述第一阻挡层表面形成导电薄膜，采用电镀工艺形成的导电薄膜的厚度为1500埃～2500埃；对所述导电薄膜进行热退火，所述热退火的工艺为：温度为200摄氏度～450摄氏度，时间为5分钟～30分钟；在热退火之后，减薄所述导电薄膜的厚度；

在所述导电薄膜表面形成第二阻挡薄膜、以及位于第二阻挡薄膜表面的第一介质薄膜；

刻蚀部分所述第一介质薄膜、第二阻挡薄膜、导电薄膜和第一阻挡薄膜直至暴露出衬底表面为止，以在衬底的互连区表面形成第一阻挡层、位于第一阻挡层表面的第一导电层、位于第一导电层表面的第二阻挡层、以及位于第二阻挡层表面的第一介质层；

在所述第一导电层的侧壁表面形成第三阻挡层；

在所述衬底表面、第三阻挡层表面和第一介质层的侧壁表面形成第二介质层，所述第二介质层的表面与第一介质层表面齐平；

去除部分第一介质层，在第二介质层和第一介质层内形成第二开口，所述第二开口底部暴露出部分第一导电层表面。

2.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述互连区的数量大于或等于1，所述衬底的互连区内具有第一开口。

3.如权利要求2所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一开口内具有第一导电结构，所述第一导电结构的表面与衬底表面齐平、或低于所述衬底表面。

4.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述减薄导电薄膜厚度的工艺为化学机械抛光工艺或回刻蚀工艺。

5.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层的材料为导电材料，包括：Ta和TaN的组合、Ru、CuAl、CuSi、CuAlSi、CuMn或Co；所述第二阻挡层的材料包括Ta和TaN的组合、Ru、CuAl、CuSi、CuAlSi、CuMn、SiN、NDC或BN；所述第一导电层的材料包括铜。

6.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的材料与第二介质层的材料不同；所述第一介质层的材料包括：NDC、SiN、SiO₂、SiCN、BN、SiCOH和低k材料中的一种或多种组合；所述第二介质层的材料包括：SiO₂、SiN、SiON、SiCOH或低k材料。

7.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三阻挡层的形成工艺为选择性沉积工艺，所述第三阻挡层的材料包括CoWP、CuAl、CuSi、CuAlSi或CuMn。

8.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二介质层的形成工艺包括：采用沉积工艺在衬底表面、第三阻挡层表面和第一介质层的侧壁和顶部表面形成第二介质薄膜；采用化学机械抛光工艺对所述第二介质薄膜进行抛光，直至暴露出第一介质层的顶部表面为止，形成第二介质层。

9.如权利要求8所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述形成第二介质薄膜的沉积工艺为等离子体增强化学气相沉积工艺。

10.如权利要求9所述半导体结构的形成方法，其特征在于，相邻第一导电层之间的第二介质层内形成有空隙。

11.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二开口的形成工艺包括：在所述第一介质层和第二介质层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出部分第一介质层和第二介质层表面；以所述图形化层为掩膜，刻蚀部分所述第一介质层并暴露出部分第二阻挡层表面，形成第二开口；在刻蚀工艺之后，去除所述图形化层。