互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，半導(dǎo)體器件的集成度不斷增加，半導(dǎo)體器件特征尺寸(Critical Dimens1n，⑶)越來(lái)越小，這對(duì)晶體管等元器件的性能提出了更高的要求。
[0003]在半導(dǎo)體工藝的后段工藝(BEOL)中，隨著半導(dǎo)體功能器件(如晶體管)的密度不斷增大，互連結(jié)構(gòu)的密度也相應(yīng)增大，金屬插塞之間的間距不斷縮小，覆蓋于金屬插塞上的金屬引線之間的間距也不斷縮小。為了使金屬插塞之間的間距或者金屬引線之間的間距盡可能縮小，同時(shí)保證金屬插塞之間或者金屬引線之間不會(huì)發(fā)生橋接等缺陷，經(jīng)常在金屬引線和金屬插塞的布局設(shè)計(jì)時(shí)，使金屬引線設(shè)計(jì)成一些不規(guī)則形狀，并將金屬插塞設(shè)計(jì)在靠近金屬引線邊緣區(qū)域的位置處。
[0004]先參考圖1所示，示出了現(xiàn)有技術(shù)一種互連結(jié)構(gòu)的俯視圖。在圖1所示互連結(jié)構(gòu)中，第一插塞01、第二插塞02和第三插塞03呈品字型分布，以節(jié)約空間。在第一插塞01、第二插塞02和第三插塞03上形成有介質(zhì)層04，介質(zhì)層04中形成有露出第一插塞01的第一溝槽06以及露出第二插塞02、第三插塞03的第二溝槽05。第一溝槽06用于形成第一引線以連接第一插塞01，第二溝槽05用于形成第二引線以連接第二插塞02和第三插塞03。其中第一插塞01位于第一溝槽06邊緣區(qū)域的位置處，并且第一溝槽06在第一插塞01上方形成梯形區(qū)域，使得在第一引線和第二引線保持一定距離的情況下，第一插塞01、第二插塞02和第三插塞03之間的間距更小。
[0005]但是，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于曝光過(guò)程的衍射作用，梯形區(qū)域的邊緣容易形成圓角。參考圖2，示出了圖1所示互連結(jié)構(gòu)的電鏡圖。圖2中圈中區(qū)域即第一溝槽06的梯形區(qū)域，在曝光刻蝕工藝后，梯形區(qū)域與設(shè)計(jì)圖中圖形相比發(fā)生變形，梯形區(qū)域的邊緣圓角化，梯形區(qū)域的面積較小，使得部分第一插塞01被介質(zhì)層04部分覆蓋，第一插塞01與第一溝槽06中將要形成的金屬引線之間接觸面積較小，從而造成接觸不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，以改善互連結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電插塞與金屬引線之間的接觸性能。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底上形成第一介質(zhì)層；
[0010]在所述第一介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔開(kāi)口處一側(cè)側(cè)壁中的缺口；
[0011 ] 在所述通孔和缺口中形成導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞具有位于通孔中的主體和位于缺口中的凸出部；
[0012]在所述第一介質(zhì)層和導(dǎo)電插塞上形成第二介質(zhì)層；
[0013]在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽，所述溝槽至少能露出所述導(dǎo)電插塞的凸出部；
[0014]在所述溝槽中填充金屬材料，形成金屬引線。
[0015]可選的，所述缺口的深度為所述通孔深度的10?50%。
[0016]可選的，所述凸出部凸出于主體側(cè)壁的長(zhǎng)度在15到30納米的范圍內(nèi)。
[0017]可選的，在所述第一介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔開(kāi)口處一側(cè)側(cè)壁中的缺口的步驟包括:
[0018]在第一介質(zhì)層中形成底部位于所述第一介質(zhì)層中的凹槽；
[0019]沿凹槽的邊沿繼續(xù)刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成貫穿所述第一介質(zhì)層且尺寸小于所述凹槽尺寸的通孔，所述凹槽位于通孔之外的部分形成所述缺口。
[0020]可選的，在第一介質(zhì)層中形成凹槽的步驟包括:在所述第一介質(zhì)層上形成第一掩模層；以所述第一掩模層為掩模，去除部分厚度的第一介質(zhì)層，形成凹槽；
[0021]沿凹槽的邊沿繼續(xù)刻蝕所述第一介質(zhì)層，形成貫穿所述第一介質(zhì)層且尺寸小于所述凹槽尺寸的通孔的步驟包括:在所述凹槽中以及所述第一介質(zhì)層表面形成平坦層；在所述平坦層上形成第二掩模層；以所述第二掩模層為掩模，刻蝕所述平坦層和第一介質(zhì)層至露出襯底，形成貫穿所述第一介質(zhì)層的通孔；去除所述第二掩模層和平坦層。
[0022]可選的，所述第一掩模層為第一抗反射層，形成凹槽的步驟包括:采用干法刻蝕工藝，去除部分厚度的第一介質(zhì)層，形成凹槽；
[0023]所述第二掩模層為第二抗反射層，形成通孔的步驟包括:采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一介質(zhì)層至露出襯底。
[0024]可選的，在所述第一介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔開(kāi)口處一側(cè)側(cè)壁中的缺口的步驟包括:
[0025]在第一介質(zhì)層中形成露出襯底的通孔；
[0026]去除通孔開(kāi)口處一側(cè)側(cè)壁中部分厚度的第一介質(zhì)層，以在所述通孔開(kāi)口處一側(cè)側(cè)壁中形成缺口。
[0027]可選的，形成通孔的步驟包括:在所述第一介質(zhì)層上形成第三掩模層；以所述第三掩模層為掩?？涛g所述第一介質(zhì)層，形成通孔；
[0028]形成缺口的步驟包括:在所述通孔中和第一介質(zhì)層上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第四掩模層；以所述第四掩模層為掩模，刻蝕犧牲層并去除部分厚度的第一介質(zhì)層，形成缺口 ；去除所述犧牲層。
[0029]可選的，所述犧牲層的材料包括無(wú)定形碳、有機(jī)抗反射涂層材料或無(wú)機(jī)抗反射涂層材料；
[0030]去除所述犧牲層的步驟包括:采用等離子體刻蝕工藝去除所述犧牲層；
[0031]等離子體刻蝕工藝采用的刻蝕劑包括氧氣、氫氣或者氮?dú)狻?br>[0032]可選的，在所述通孔和缺口中形成導(dǎo)電插塞的步驟包括:
[0033]采用物理氣相沉積法，在所述通孔和缺口中填充鎢，以形成導(dǎo)電插塞。
[0034]可選的，在所述溝槽中填充金屬材料，形成金屬引線的步驟包括:
[0035]采用銅電鍍工藝，在所述溝槽中填充銅，以形成金屬引線。
[0036]可選的，在提供襯底之后，在所述襯底上形成第一介質(zhì)層的步驟之前，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)以及位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)襯底中的源極和漏極；
[0037]在所述第一介質(zhì)層中形成通孔的步驟中，所述通孔露出所述源極或漏極。
[0038]可選的，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)以及柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源極或和漏極之后，在所述襯底上形成第一介質(zhì)層的步驟之前，在所述源極和漏極上形成金屬硅化物，在所述第一介質(zhì)層中形成通孔的步驟中，所述通孔露出所述金屬硅化物。
[0039]可選的，在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽的步驟中，所述溝槽露出所述導(dǎo)電插塞的凸出部和所述導(dǎo)電插塞的部分主體，或者所述溝槽露出所述導(dǎo)電插塞的凸出部和所述導(dǎo)電插塞的全部主體。
[0040]本發(fā)明還提供一種互連結(jié)構(gòu)，包括:
[0041]襯底；
[0042]位于所述襯底上的第一介質(zhì)層；
[0043]位于所述第一介質(zhì)層中的導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞具有主體和從所述主體頂端一側(cè)側(cè)壁凸出的凸出部；
[0044]位于所述第一介質(zhì)層和導(dǎo)電插塞上的第二介質(zhì)層；
[0045]位于所述第二介質(zhì)層中的金屬引線，所述金屬引線至少能與所述導(dǎo)電插塞的凸出部相接觸。
[0046]可選的，所述凸出部的厚度為所述主體厚度的10?50%。
[0047]可選的，所述凸出部凸出于主體側(cè)壁的長(zhǎng)度在15到30納米的范圍內(nèi)。
[0048]可選的，所述金屬引線與所述導(dǎo)電插塞的凸出部以及導(dǎo)電插塞的部分主體相接觸，或者所述金屬引線與所述導(dǎo)電插塞的凸出部以及導(dǎo)電插塞的全部主體相接觸。
[0049]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0050]在本發(fā)明提供的互連結(jié)構(gòu)的形成方法中，在襯底上的第一介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔開(kāi)口處側(cè)壁中的缺口 ；在所述通孔和缺口中形成導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞具有位于通孔中的主體和位于缺口中的凸出部；在所述第一介質(zhì)層和導(dǎo)電插塞上形成第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽，所述溝槽至少能露出所述導(dǎo)電插塞的凸出部；在所述溝槽中填充金屬材料，形成金屬引線。當(dāng)導(dǎo)電插塞的主體和金屬引線發(fā)生形變、錯(cuò)位等缺陷，使金屬引線與主體之間接觸面積減小時(shí)，所述凸出部仍然在金屬引線的覆蓋下并與金屬引線相接觸，從而能夠保證導(dǎo)電插塞與金屬引線之間良好地接觸。
【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1和圖2現(xiàn)有技術(shù)一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖3?圖10是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各步驟的示意圖；
[0053]圖11?圖15是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)的形成方法另一實(shí)施例的示意圖；
[0054]圖16是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)互連結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電插塞與覆蓋導(dǎo)電插塞的金屬引線之間容易產(chǎn)生接觸面積過(guò)小的缺陷，從而造成接觸不良。
[0056]為此，本發(fā)明提供了一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，在襯底上的第一介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔開(kāi)口處一側(cè)側(cè)壁中的缺口 ；在所述通孔和缺口中形成導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞具有位于通孔中的主體和位于缺口中的凸出部；在所述第一介質(zhì)層和導(dǎo)電插塞上形成第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層中形成溝槽，所述溝槽至少能露出所述導(dǎo)電插塞的凸出部；