[发明专利]金属互连结构及其制作方法

说明书

本发明提供了一种金属互连结构及其制作方法，所述方法包括：提供一衬底，在衬底上形成介质层与第一金属层，且介质层包围第一金属层，刻蚀介质层及其下方的部分第一金属层，以形成多个第一凹槽，且第一凹槽在第一金属层内的开口尺寸大于第一凹槽在介质层内靠近第一金属层处的开口尺寸，以及，形成第二金属层在第一凹槽内，扩大了第一凹槽在第一金属层内的开口尺寸，可以增加第二金属层与第一金属层的接触面积，从而减小第一金属层与第二金属层之间的接触电阻，提高第一金属层与第二金属层的接触性能，最终提高半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种金属互连结构及其制作方法。

背景技术

金属互连结构，是半导体器件不可或缺的结构。在半导体制造过程中，形成的金属互连结构的质量对半导体器件的性能有很大影响。

随着超大规模集成电路工艺技术的不断进步，半导体器件的特征尺寸不断缩小，半导体器件的性能越来越强。然而，随着半导体尺寸的不断缩小，越来越小的互连结构中承载越来越高的电流，且互连结构的响应时间要求越来越短，传统铝互连结构已经不能满足要求。由此不断发展出新材料的互连结构，例如铜铝互连(Cu/Al)、钨铜互连(W/Cu)、钨铝互连(W/Al)等互连结构。然而新的互连结构也并非完美无缺的，也不可避免的存在各种问题。例如：在铝铜互连工艺中，由于铝的晶粒较大，表面形貌不平坦，厚度均一性差等性质，导致通过铜将铝接出时，铜和铝的接触容易出现短路或者接触电阻过大等异常情况，从而影响到器件的性能和使用寿命。

因此，希望提供一种能够减小接触电阻的金属互连结构形成方法及金属互连结构。

发明内容

基于以上所述的问题，本发明的目的在于提供一种金属互连结构及其制作方法，减小金属互连结构的接触电阻，提高半导体器件的性能。

为实现上述目的，本发明提供一种金属互连结构的制作方法，包括：

提供一衬底，在所述衬底上形成介质层与第一金属层，且所述介质层包围所述第一金属层；

刻蚀所述介质层及其下方的部分所述第一金属层，以形成多个第一凹槽，且所述第一凹槽在所述第一金属层内的开口尺寸大于所述第一凹槽在所述介质层内靠近所述第一金属层处的开口尺寸；以及，

形成第二金属层在所述第一凹槽内。

可选的，在所述金属互连结构的制作方法中，形成所述介质层与所述第一金属层的方法包括：

依次形成第一介质层与第一金属材料层在所述衬底上；

图形化所述第一金属材料层，以形成第一金属层；

形成第二介质层，所述第二介质层覆盖所述第一金属层与所述第一介质层。

可选的，在所述金属互连结构的制作方法中，在形成第一金属材料层之后，在图形化所述第一金属材料层之前，还包括：

依次形成硬掩膜层与抗反射层在所述第一金属材料层上。

可选的，在所述金属互连结构的制作方法中，刻蚀所述介质层与部分所述第一金属层，以形成多个第一凹槽的方法包括：

对所述介质层进行第一次图形化，以形成多个第二凹槽在所述介质层内；

对所述第二凹槽内的所述介质层及及其下方的部分所述第一金属层进行第二次图形化，以形成多个通孔，所述通孔的开口尺寸小于所述第二凹槽的开口尺寸，所述第二凹槽与所述通孔共同组成所述第一凹槽。

可选的，在所述金属互连结构的制作方法中，所述第一次图形化的步骤包括：

形成图形化的第一光刻胶层在所述介质层上；