[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，其中，半导体结构的形成方法包括：提供具有互连区的衬底；在衬底表面形成第一阻挡薄膜、导电薄膜、第二阻挡薄膜和第一介质薄膜；刻蚀部分第一介质薄膜、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、第一导电层、第二阻挡层和第一介质层；在第一导电层的侧壁表面形成第三阻挡层；在衬底表面、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，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，第二开口底部暴露出部分第一导电层表面。所形成的半导体结构性能改善。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在半导体制造领域中，为了实现半导体器件之间的电连接，目前已发展出各种金属互连结构以及形成工艺，例如铜互连结构，以及形成铜互连结构的铜电镀工艺（ECP，electro-coppering plating）。然而，随着超大规模集成电路（ULSI）的发展，半导体器件的特征尺寸（CD）不断缩小，形成金属互连结构的工艺也受到了挑战。

以现有的铜互连结构为例，图1至图4是现有技术的铜互连结构的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图1，提供衬底100，所述衬底100内具有导电层105，所述衬底100暴露出导电层105；在所述衬底100和导电层105表面形成介质层101。

请参考图2，在所述介质层101内形成暴露出衬底100内的导电层105的开口102。

请参考图3，所述介质层101的表面和开口102（如图2所示）的侧壁和底部表面形成种子层103，所述种子层的材料为导电材料；采用电镀工艺在所述种子层103表面形成填充满开口102的铜互连层104。

请参考图4，刻蚀去除部分所述介质层101表面的铜互连层104（如图3所示），形成铜互连结构104a。

此外，也可以采用化学机械抛光工艺去除高于介质层101表面的铜互连层104（如图3所示），形成铜互连结构。

然而，现有技术所形成的铜互连结构性能较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高所形成的电互连结构的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，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；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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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；对所述导电薄膜进行热退火；在热退火之后，减薄所述导电薄膜的厚度。

可选的，在热退火之前，采用电镀工艺形成的导电薄膜的厚度为1500埃～2500埃

可选的，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。