[发明专利]互连结构及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体制造工艺，更具体地，涉及一种互连结构及其制 造方法。

背景技术

互连结构广泛地应用于半导体器件中。通常，互连可以通过在电介 质层中形成沟槽，并向沟槽中填充金属膜(在铜互连的情况下，铜膜) 来形成。但是，随着半导体器件的尺寸进一步缩小，难以向越来越小的 沟槽中填充金属膜。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了一种互连结构及其制造方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种制造互连结构的方法，包括： 在电介质层中形成沟槽；向沟槽中填充导电材料粉末；以及对填充的导 电材料粉末进行激光退火，以形成导电材料层，所述导电材料层形成所 述互连结构。

根据本公开的另一方面，提供了一种互连结构，包括实质上无空洞 和毛孔的导电材料。例如，导电材料可以包括熔融后再结晶的导电材料。

根据本公开的实施例，可以通过填充导电材料粉末并进行激光退火 来形成导电材料层。由于粉末的填充要比金属膜的填充容易，从而可以 相对容易地制造互连结构。此外，可以提供更紧密、没有空洞和毛孔的 填充效果。

可以逐层进行填充和退火，以形成多个连续的导电材料层，这些导 电材料层可以构成互连结构，如过孔(via)、接触部(contact)和/或互 连线(interconnectline)。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他 目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1-8是示出了根据本公开实施例的制造互连结构的流程中一些阶 段的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描 述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中， 省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非 是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可 能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的 相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限 制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不 同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上” 时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在 居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”， 那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

根据本公开的实施例，提供了一种制造互连结构的方法。该方法可 以包括在电介质中形成沟槽。例如，可以按照大马士革(Damascene) 工艺如单大马士革工艺或双大马士革工艺的方式来形成沟槽。电介质层 可以与器件相邻，从而形成的沟槽可以形成为接触孔(contacthole)。或 者，电介质层可以是金属化叠层中的某一层，形成的沟槽可以是贯穿电 介质层的通孔或在电介质层平面内延伸的通道。可以在沟槽内形成导电 材料层，从而形成各种互连结构。例如，在接触孔内可以形成例如到器 件源/漏区和/或栅极的接触部(contact)；在通孔内可以形成导电过孔 (via)；在通道内可以形成互连线(interconnectline)。

导电材料层可以通过向沟槽中填充导电材料粉末并对填充的导电材 料粉末进行激光退火来形成。激光可以使粉末熔化/融化，并形成致密的 导电材料层。由于粉末的尺寸较小，从而可以相对容易地填充到沟槽中。 此外，可以提供更紧密、没有空洞和毛孔的填充效果。

可以逐层来形成这样的导电材料层。例如，可以分多次向沟槽中填 充导电材料粉末，且在每次填充后进行激光退火，直至形成的导电材料 层填满沟槽。每次填充的导电材料粉末可以大致均匀地分布于沟槽中， 从而退火后形成厚度大致均匀的导电材料层。各导电材料层彼此连续而 成一体，从而构成互连结构。

在填充导电材料粉末时，可以使导电材料粉末仅处于沟槽中。例如， 在填充时，可以去除位于沟槽外部的导电材料粉末。这种去除可以通过 胶带来实现。