金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法。其中，該金屬互連結(jié)構(gòu)包括：內(nèi)部互連層，包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層，以及填充于第一通孔中的內(nèi)部金屬層；頂層互連層，包括依次設(shè)置于內(nèi)部互連層上的擴散阻擋層、緩沖介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，依次貫穿第二介質(zhì)層、緩沖介質(zhì)層和擴散阻擋層并與第一通孔連通的第二通孔，以及填充于第二通孔中的頂層金屬層，且緩沖介質(zhì)層的機械強度大于第一介質(zhì)層的機械強度。由于具有較大機械強度的緩沖介質(zhì)層能夠承受來自頂層金屬層的較大壓應(yīng)力，從而減少了頂層金屬層的較大壓應(yīng)力對位于其下方的介質(zhì)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，進而降低了介質(zhì)層發(fā)生擊穿的幾率。
【專利說明】
金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種金屬互連結(jié)構(gòu)及其 制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有半導(dǎo)體領(lǐng)域中，半導(dǎo)體電路已經(jīng)發(fā)展為具有多層互連的集成電路 (integrated circuit，1C)。在多層互連的1C中，形成金屬互連結(jié)構(gòu)的過程包括：通過刻 蝕介質(zhì)層以形成溝槽或通孔，然后在溝槽或通孔中填充導(dǎo)電材料。其中，應(yīng)用的很多新的材 料和工藝可以進一步改善器件的性能。例如超低介電常數(shù)（Ultra low K，ULK，其中K為介 電常數(shù)且小于或等于2. 5)的介電材料作為介質(zhì)層能夠有效降低集成電路的RC (電阻和電 容）延遲。
[0003] 現(xiàn)有金屬互連結(jié)構(gòu)通常包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層10'(通常為低介電材 料層），以及在第一介質(zhì)層上依次形成的擴散阻擋層20'和第二介質(zhì)層30'(通常為Si0 2 層），其中，第二介質(zhì)層30'和擴散阻擋層20'中具有與第一介質(zhì)層10'中的第一通孔連 通的第二通孔，并且第一通孔中填充有內(nèi)部金屬層410 '，第二通孔中填充有頂層金屬層 420'，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0004] 但是，上述頂層金屬層420'具有較大的壓應(yīng)力，會破壞第一介質(zhì)層10'以及第 二介質(zhì)層30'的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使第一介質(zhì)層10'和第二介質(zhì)層30'難以承受來自頂層金屬 層420'的較大壓應(yīng)力，從而使第一介質(zhì)層10'和第二介質(zhì)層30'很容易發(fā)生擊穿，并且 由于第一介質(zhì)層KV和第二介質(zhì)層30'具有很大的密度差，從而使第一介質(zhì)層10'以及 第二介質(zhì)層30'更容易受到損傷，進而提高了第一介質(zhì)層10'和第二介質(zhì)層30'發(fā)生擊 穿的幾率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請旨在提供一種金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法，以減少金屬互連結(jié)構(gòu)的頂層金 屬層對位于其下方的介質(zhì)層的損傷，并降低介質(zhì)層發(fā)生擊穿的幾率。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種金屬互連結(jié)構(gòu)，該金屬互 連結(jié)構(gòu)包括：內(nèi)部互連層，包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層，以及填充于第一通孔中的內(nèi)部 金屬層；頂層互連層，包括依次設(shè)置于內(nèi)部互連層上的擴散阻擋層、緩沖介質(zhì)層和第二介質(zhì) 層，依次貫穿第二介質(zhì)層、緩沖介質(zhì)層和擴散阻擋層并與第一通孔連通的第二通孔，以及填 充于第二通孔中的頂層金屬層，且緩沖介質(zhì)層的機械強度大于第一介質(zhì)層的機械強度。
[0007] 進一步地，緩沖介質(zhì)層包括依次設(shè)置于擴散阻擋層上的SiN層和第三介質(zhì)層。
[0008] 進一步地，第一介質(zhì)層和第三介質(zhì)層的材料為低介電材料，并且第三介質(zhì)層的密 度大于第一介質(zhì)層的密度。
[0009] 進一步地，SiN層的厚度為50~500Λ
[0010] 進一步地，第三介質(zhì)層的厚度為3000~5000,\,.
[0011] 進一步地，擴散阻擋層的材料為SiN或TiN，第二介質(zhì)層的材料為Si02。
[0012] 進一步地，內(nèi)部金屬層和頂層金屬層的材料為銅或鋁。
[0013] 根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，該制作方法包括 以下步驟：形成內(nèi)部互連層，內(nèi)部互連層包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層，以及填充于第一 通孔中的內(nèi)部金屬層；以及形成頂層互連層，頂層互連層包括依次設(shè)置于內(nèi)部互連層上的 擴散阻擋層、緩沖介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，依次貫穿第二介質(zhì)層、緩沖介質(zhì)層和擴散阻擋層并 與第一通孔連通的第二通孔，以及填充于第二通孔中的頂層金屬層，其中緩沖介質(zhì)層的機 械強度大于第一介質(zhì)層的機械強度。
[0014] 進一步地，形成頂層互連層的步驟包括：在內(nèi)部互連層上依次形成擴散阻擋材料 層、緩沖介質(zhì)材料層和第二介質(zhì)材料層；依次刻蝕貫穿第二介質(zhì)材料層、緩沖介質(zhì)材料層和 擴散阻擋材料層以形成第二通孔，從而形成第二介質(zhì)層、緩沖介質(zhì)層和擴散阻擋層；以及在 第二通孔中填充金屬材料以形成所述頂層金屬層。
[0015] 進一步地，形成緩沖介質(zhì)材料層的步驟包括在擴散阻擋材料層上依次形成SiN材 料層和第三介質(zhì)材料層，并且第三介質(zhì)材料層的密度大于第一介質(zhì)層的密度；在刻蝕緩沖 介質(zhì)材料層的步驟中，依次刻蝕貫穿第三介質(zhì)材料層和SiN材料層，以形成包括SiN層和第 三介質(zhì)層的緩沖介質(zhì)層。
[0016] 進一步地，在形成SiN材料層的步驟中，在SiN材料層的表面上形成抗紫外線涂 層。
[0017] 進一步地，形成第三介質(zhì)材料層的步驟包括：在SiN材料層上形成低介電材料層； 對低介電材料層進行紫外線硬化處理以形成第三介質(zhì)材料層。
[0018] 進一步地，SiN材料層的厚度為第三介質(zhì)材料層的厚度為3:0tK)~5Q0QA。
[0019] 應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，在金屬互連結(jié)構(gòu)的頂層互連層中設(shè)置了緩沖介質(zhì)層，且 緩沖介質(zhì)層設(shè)置于頂層互連層中頂層金屬層的下方以及第一介質(zhì)層的上方，并且緩沖介質(zhì) 層的機械強度大于第一介質(zhì)層的機械強度。由于緩沖介質(zhì)層具有較大的機械強度，并且設(shè) 置于頂層互連層下方，因此能夠承受來自頂層金屬層的較大壓應(yīng)力；同時由于緩沖介質(zhì)層 還位于第一介質(zhì)層上方，從而減少了頂層金屬層的較大壓應(yīng)力對位于其下方的介質(zhì)層內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的損傷，進而降低了介質(zhì)層發(fā)生擊穿的幾率。
【附圖說明】
[0020] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示 意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0021] 圖1示出了現(xiàn)有金屬互連結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2示出了本申請實施方式所提供的金屬互連結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3示出了本申請實施方式所提供的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖；
[0024] 圖4示出了在本申請實施方式所提供的金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法中，形成包括具 有第一通孔的第一介質(zhì)層，以及填充于第一通孔中的內(nèi)部金屬層的內(nèi)部互連層后的基體剖 面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5示出了在圖4所示的內(nèi)部互連層上依次形成擴散阻擋材料層、緩沖介質(zhì)材料 層和第二介質(zhì)材料層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5-1示出了在圖5所示的擴散阻擋材料層上依次形成SiN材料層和第三介質(zhì)材 料層以形成緩沖介質(zhì)材料層后的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖6示出了依次刻蝕貫穿圖5所示的第二介質(zhì)材料層、緩沖介質(zhì)材料層和擴散阻 擋材料層以形成第二通孔，并形成第二介質(zhì)層、緩沖介質(zhì)層和擴散阻擋層后的基體剖面結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0028] 圖7示出了在圖6所示的第二通孔中填充金屬材料以形成頂層金屬層后的基體剖 面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。
[0030] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0031] 為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特 征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為"在其他器 件或構(gòu)造上方"或"在其他器件或構(gòu)造之上"的器件之后將被定位為"在其他器件或構(gòu)造下 方"或"在其他器件或構(gòu)造之下"。因而，示例性術(shù)語"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方 位），并且對這里所使用的空間相對描述做出相應(yīng)解釋。
[0032] 正如【背景技術(shù)】中所介紹的，現(xiàn)有金屬互連結(jié)構(gòu)的頂層金屬層420'具有較強的壓 應(yīng)力，并且第一介質(zhì)層KV和第二介質(zhì)層30'具有很大的密度差，從而使第一介質(zhì)層10' 和第二介質(zhì)層30'很容易發(fā)生擊穿。本申請的發(fā)明人針對上述問題進行研究，提出了一種 金屬互連結(jié)構(gòu)及其制作方法。如圖2所示，該金屬互連結(jié)構(gòu)包括：內(nèi)部互連層，包括具有第 一通孔的第一介質(zhì)層10,以及填充于第一通孔中的內(nèi)部金屬層410 ;頂層互連層，包括依次 設(shè)置于內(nèi)部互連層上的擴散阻擋層20、緩沖介質(zhì)層30和第二介質(zhì)層50,依次貫穿第二介質(zhì) 層50、緩沖介質(zhì)層30和擴散阻擋層20并與第一通孔連通的第二通孔，以及填充于第二通孔 中的頂層金屬層420,且緩沖介質(zhì)層30的機械強度大于第一介質(zhì)層10的機械強度。
[0033] 上述金屬互連結(jié)構(gòu)通過設(shè)置具有較大機械強度的緩沖介質(zhì)層30,并且緩沖介質(zhì)層 30設(shè)置于頂層互連層下方，使緩沖介質(zhì)層30能夠承受來自頂層金屬層420的較大壓應(yīng)力； 同時由于緩沖介質(zhì)層30還位于第一介質(zhì)層10上方，從而減少了頂層金屬層420的較大壓 應(yīng)力對位于其下方的第一介質(zhì)層10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，進而降低了介質(zhì)層發(fā)生擊穿的幾 率。
[0034] 在本申請上述的金屬互連結(jié)構(gòu)中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本申請的教導(dǎo)設(shè)定 緩沖介質(zhì)層30的結(jié)構(gòu)組成。優(yōu)選地，緩沖介質(zhì)層30包括依次設(shè)置于擴散阻擋層20上的 SiN層310和第三介質(zhì)層320。進一步地，第一介質(zhì)層10和第三介質(zhì)層320的材料可以為 低介電材料，并且第三介質(zhì)層320的密度大于第一介質(zhì)層10的密度。由于上述緩沖介質(zhì)層 30中具有密度較大的第三介質(zhì)層320,從而使緩沖介質(zhì)層30具有較大的機械強度，進而能 夠承受來自頂層金屬層420的較大壓應(yīng)力。
[0035] 在本申請上述的金屬互連結(jié)構(gòu)中，SiN層310和第三介質(zhì)層320的厚度可以根 據(jù)實際需求進行設(shè)定，優(yōu)選地，SiN層310的厚度為50~500Λ;第三介質(zhì)層320的厚度為 3000~5000Λ在上述優(yōu)選的厚度范圍內(nèi)，SiN層310和第三介質(zhì)層320能夠具有更大的機械 強度，進一步承受來自頂層金屬層420的較大壓應(yīng)力。
[0036] 在本申請上述的金屬互連結(jié)構(gòu)中，擴散阻擋層20、第二介質(zhì)層50、內(nèi)部金屬層410 和頂層金屬層420的材料也可以根據(jù)實際需求進行設(shè)定，優(yōu)選地，擴散阻擋層20的材料為 SiN或TiN，第二介質(zhì)層50的材料為Si0 2;內(nèi)部金屬層410和頂層金屬層420的材料為銅或 鋁。更為優(yōu)選地，內(nèi)部金屬層410和頂層金屬層420的材料可以為具有更高導(dǎo)電率的銅材 料。其中，擴散阻擋層20還可以包括BD (Black Diamond，黑鉆石，主要包含SiCOH)層以及 位于BD層上的二氧化硅層（由TE0S制備得到），上述擴散阻擋層20主要用來阻擋雜質(zhì)進 入其所覆蓋的介質(zhì)層，從而提高器件結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0037] 同時，本申請還提供了一種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法。如圖3所示，該制作方法包 括以下步驟：形成內(nèi)部互連層，內(nèi)部互連層包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層，以及填充于第 一通孔中的內(nèi)部金屬層；以及形成頂層互連層，頂層互連層包括依次設(shè)置于內(nèi)部互連層上 的擴散阻擋層、緩沖介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，依次貫穿第二介質(zhì)層、緩沖介質(zhì)層和擴散阻擋層 并與第一通孔連通的第二通孔，以及填充于第二通孔中的頂層金屬層，其中緩沖介質(zhì)層的 機械強度大于第一介質(zhì)層的機械強度。
[0038] 上述制作方法中，由于形成于頂層金屬層下方的緩沖介質(zhì)層具有較大的機械強 度，因此能夠承受來自頂層金屬層的較大壓應(yīng)力，同時由于緩沖介質(zhì)層還位于第一介質(zhì)層 上方，從而減少了頂層金屬層的較大壓應(yīng)力對位于其下方的介質(zhì)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，進而 降低了介質(zhì)層發(fā)生擊穿的幾率。
[0039] 下面將更詳細地描述根據(jù)本申請?zhí)峁┑慕饘倩ミB結(jié)構(gòu)的制作方法的示例性實施 方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當被解釋為只限 于這里所闡述的實施方式。應(yīng)當理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹 底且完整，并且將這些示例性實施方式的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中， 為了清楚起見，擴大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標記表示相同的器件，因而將 省略對它們的描述。
[0040] 圖4至圖7示出了本申請?zhí)峁┑慕饘倩ミB結(jié)構(gòu)的制作方法中，經(jīng)過各個步驟后得 到的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。下面將結(jié)合圖4至圖7,進一步說明本申請所提供的金屬互連 結(jié)構(gòu)的制作方法。
[0041] 首先，形成包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層10,以及填充于第一通孔中的內(nèi)部金 屬層410的內(nèi)部互連層，進而形成如圖4所示的基體結(jié)構(gòu)。形成該第一通孔的方法有很多 種，在一種優(yōu)選的實施方式中，在第一介質(zhì)層10中形成第一通孔的步驟包括：形成依次覆 蓋于第一介質(zhì)層10表面上的溝槽掩蔽層和圖形化光刻膠，沿圖形化光刻膠刻蝕溝槽掩蔽 層和第一介質(zhì)層10以形成第一通孔。光刻的工藝條件可以根據(jù)實際工藝需求進行設(shè)定，在 此不再贅述。其中，第一介質(zhì)層10的材料可以為低介電材料，內(nèi)部金屬層410的材料可以 為銅或鋁，更為優(yōu)選地，內(nèi)部金屬層410的材料可以為具有更高導(dǎo)電率的銅材料。
[0042] 完成形成包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層10,以及填充于第一通孔中的內(nèi)部金屬 層410的內(nèi)部互連層的步驟之后，形成包括依次設(shè)置于內(nèi)部互連層上的擴散阻擋層20、緩 沖介質(zhì)層30和第二介質(zhì)層50,依次貫穿第二介質(zhì)層50、緩沖介質(zhì)層30和擴散阻擋層20并 與第一通孔連通的第二通孔，以及填充于第二通孔中的頂層金屬層420的頂層互連層，其 中緩沖介質(zhì)層30的機械強度大于第一介質(zhì)層10的機械強度。進一步地，上述擴散阻擋層 20還可以包括BD (Black Diamond，黑鉆石，主要包含SiCOH)層以及位于BD層上的二氧化 硅層（由TE0S制備得到），上述擴散阻擋層20主要用來阻擋雜質(zhì)進入其所覆蓋的介質(zhì)層， 從而提高器件結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0043] 在一種優(yōu)選的實施方式中，形成頂層互連層的步驟可以包括：在內(nèi)部互連層上依 次形成擴散阻擋材料層21、緩沖介質(zhì)材料層31和第二介質(zhì)材料層51，進而形成如圖5所示 的基體結(jié)構(gòu)；依次刻蝕貫穿第二介質(zhì)材料層51、緩沖介質(zhì)材料層31和擴散阻擋材料層21 以形成第二通孔，從而形成第二介質(zhì)層50、緩沖介質(zhì)層30和擴散阻擋層20,進而形成如圖 6所示的基體結(jié)構(gòu)；以及在第二通孔中填充金屬材料以形成頂層金屬層420,進而形成如圖 7所示的基體結(jié)構(gòu)。上述第二通孔可以通過光刻工藝形成，光刻的工藝條件可以根據(jù)實際 工藝需求進行設(shè)定，在此不再贅述。優(yōu)選地，第二介質(zhì)層50的材料為Si0 2，內(nèi)部金屬層410 的材料為銅或鋁，進一步地，內(nèi)部金屬層410的材料可以為具有更高導(dǎo)電率的銅材料。
[0044] 在形成上述緩沖介質(zhì)層30的步驟中，一種優(yōu)選的實施方式為：在擴散阻擋材料層 21上依次形成SiN材料層311和第三介質(zhì)材料層321，并且第三介質(zhì)材料層321的密度大 于第一介質(zhì)層10的密度，進而形成如圖5-1所示的基體結(jié)構(gòu)；在刻蝕緩沖介質(zhì)材料層31的 步驟中，依次刻蝕貫穿第三介質(zhì)材料層321和SiN材料層311，以形成包括SiN層310和第 三介質(zhì)層320的緩沖介質(zhì)層30。由于上述緩沖介質(zhì)材料層31中具有密度較大的第三介質(zhì) 層320,從而使后續(xù)形成的緩沖介質(zhì)層30具有較大的機械強度，進而能夠承受來自頂層金 屬層420的較大壓應(yīng)力。
[0045] 形成該第三介質(zhì)材料層321的方法有很多種，在一種優(yōu)選的實施方式中，在SiN材 料層311上形成第三介質(zhì)材料層321的步驟包括：在SiN材料層311上形成低介電材料層； 對低介電材料層進行紫外線硬化處理以形成第三介質(zhì)材料層321。同時，在形成SiN材料層 311的步驟中，優(yōu)選地，在SiN材料層311的表面上形成抗紫外線涂層。上述紫外線硬化處 理可以提高第三介質(zhì)材料層321的機械強度，從而使后續(xù)形成的緩沖介質(zhì)層30具有較大的 機械強度，進而能夠承受來自頂層金屬層420的較大壓應(yīng)力。同時，上述抗紫外線涂層能夠 減少SiN材料層311在紫外線硬化處理的步驟中受到的紫外線照射。
[0046] 在上述優(yōu)選的實施方式中，SiN層310和第三介質(zhì)層320的厚度可以根據(jù)實際需 求進行設(shè)定，優(yōu)選地，SiN層310的厚度為50~500A;第三介質(zhì)層320的厚度為3000~5000A?在 上述優(yōu)選的厚度范圍內(nèi)，SiN層310和第三介質(zhì)層320能夠具有更大的機械強度，進一步承 受來自頂層金屬層420的較大壓應(yīng)力。
[0047] 從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：本申請 提供了一種在頂層互連層中設(shè)置有緩沖介質(zhì)層的金屬互連結(jié)構(gòu)，緩沖介質(zhì)層設(shè)置于頂層互 連層的下方以及第一介質(zhì)層的上方，并且緩沖介質(zhì)層的機械強度大于第一介質(zhì)層的機械強 度。由于緩沖介質(zhì)層具有較大的機械強度，并且設(shè)置于頂層互連層下方，因此能夠承受來自 頂層金屬層的較大壓應(yīng)力；同時由于緩沖介質(zhì)層還位于第一介質(zhì)層上方，從而減少了頂層 金屬層的較大壓應(yīng)力對位于其下方的介質(zhì)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，進而降低了介質(zhì)層發(fā)生擊穿 的幾率。
[0048] 以上僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連結(jié)構(gòu)包括： 內(nèi)部互連層，包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層，W及填充于所述第一通孔中的內(nèi)部金 屬層； 頂層互連層，包括依次設(shè)置于所述內(nèi)部互連層上的擴散阻擋層、緩沖介質(zhì)層和第二介 質(zhì)層，依次貫穿所述第二介質(zhì)層、所述緩沖介質(zhì)層和所述擴散阻擋層并與所述第一通孔連 通的第二通孔，W及填充于所述第二通孔中的頂層金屬層，且所述緩沖介質(zhì)層的機械強度 大于所述第一介質(zhì)層的機械強度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緩沖介質(zhì)層包括依次設(shè)置 于所述擴散阻擋層上的SiN層和第=介質(zhì)層。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和所述第=介 質(zhì)層的材料為低介電材料，并且所述第=介質(zhì)層的密度大于所述第一介質(zhì)層的密度。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述SiN層的厚度為50~500A。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第=介質(zhì)層的厚度為 3000-5000A6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擴散阻擋層的材料為SiN或 TiN,所述第二介質(zhì)層的材料為Si〇2。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)部金屬層和所述頂層金 屬層的材料為銅或侶。8. -種金屬互連結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括W下步驟： 形成內(nèi)部互連層，所述內(nèi)部互連層包括具有第一通孔的第一介質(zhì)層，W及填充于所述 第一通孔中的內(nèi)部金屬層；W及 形成頂層互連層，所述頂層互連層包括依次設(shè)置于所述內(nèi)部互連層上的擴散阻擋層、 緩沖介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，依次貫穿所述第二介質(zhì)層、所述緩沖介質(zhì)層和所述擴散阻擋層 并與所述第一通孔連通的第二通孔，W及填充于所述第二通孔中的頂層金屬層，其中所述 緩沖介質(zhì)層的機械強度大于所述第一介質(zhì)層的機械強度。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述頂層互連層的步驟包括： 在所述內(nèi)部互連層上依次形成擴散阻擋材料層、緩沖介質(zhì)材料層和第二介質(zhì)材料層； 依次刻蝕貫穿所述第二介質(zhì)材料層、所述緩沖介質(zhì)材料層和所述擴散阻擋材料層W形 成所述第二通孔，從而形成所述第二介質(zhì)層、所述緩沖介質(zhì)層和所述擴散阻擋層；W及 在所述第二通孔中填充金屬材料W形成所述頂層金屬層。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于， 形成所述緩沖介質(zhì)材料層的步驟包括在擴散阻擋材料層上依次形成SiN材料層和第 =介質(zhì)材料層，并且所述第=介質(zhì)材料層的密度大于所述第一介質(zhì)層的密度； 在刻蝕所述緩沖介質(zhì)材料層的步驟中，依次刻蝕貫穿所述第=介質(zhì)材料層和所述SiN 材料層，W形成包括SiN層和第=介質(zhì)層的所述緩沖介質(zhì)層。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，在形成所述SiN材料層的步驟中， 在所述SiN材料層的表面上形成抗紫外線涂層。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，形成所述第=介質(zhì)材料層的步驟 包括： 在所述SiN材料層上形成低介電材料層； 對所述低介電材料層進行紫外線硬化處理W形成所述第=介質(zhì)材料層。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的制作方法，其特征在于，所述SiN材料層的 厚度為50~5日始，所述第=介質(zhì)材料層的厚度為3〇〇〇~5〇〇〇A。
【文檔編號】H01L23/532GK105990315SQ201510041947
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】周鳴
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司