[發明專利]半導體器件及其制造方法以及形成導電部件的方法

有效

• 申請號: 201210350994.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103378052A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 楊慧君;陳美玲;林耕竹;劉中偉
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L21/3205
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造方法以及形成半導體器件的導電部件的方法。

背景技術

半導體器件用于各種電子應用中，舉例來說，諸如個人電腦、移動電話、數碼相機和其他電子設備。通常通過提供工件、在工件上方形成各種材料層和采用光刻來圖案化各種層以形成集成電路來制造半導體器件。半導體產業通過不斷減小最小部件尺寸來繼續提高集成電路的各種電子元件(即，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這容許將更多的元件集成到給定區域中。

在半導體器件中使用諸如金屬或半導體的導電材料用于建立集成電路的電連接。多年來，鋁用作導電材料金屬進行電連接，而二氧化硅用作絕緣體。但是，隨著器件尺寸的降低，為了改善器件性能，用于導體和絕緣體的材料已經發生了改變。現在，在一些應用中，銅通常用作導電材料進行互連。在一些設計中已經開始應用低介電常數(k)材料和極低k材料。

本領域中需要用于半導體器件的導電部件的改進制造技術。

發明內容

為了解決上述技術問題，一方面，本發明提供了一種半導體器件，包括：絕緣材料層，設置在工件上方，所述絕緣材料層包含具有約13％以上的碳(C)的含硅材料；以及導電部件，設置在所述絕緣材料層內，所述導電部件包括在其頂面上設置的保護層。

在所述的半導體器件中，所述半導體器件還包括在所述工件上方設置的低介電常數(k)介電材料層，所述低k介電材料層的k值大約小于二氧化硅(SiO₂)的k值，其中，所述絕緣材料層包括在所述低k介電材料層上方設置的保護蓋層，并且所述導電部件的一部分還設置在所述低k介電材料層內。

在所述的半導體器件中，所述半導體器件還包括在所述工件上方設置的低介電常數(k)介電材料層，所述低k介電材料層的k值大約小于二氧化硅(SiO₂)的k值，其中，所述絕緣材料層包括在所述低k介電材料層上方設置的保護蓋層，并且所述導電部件的一部分還設置在所述低k介電材料層內，其中，所述保護蓋層還包含氮(N)。

在所述的半導體器件中，所述半導體器件還包括在所述工件上方設置的低介電常數(k)介電材料層，所述低k介電材料層的k值大約小于二氧化硅(SiO₂)的k值，其中，所述絕緣材料層包括在所述低k介電材料層上方設置的保護蓋層，并且所述導電部件的一部分還設置在所述低k介電材料層內，其中，所述保護蓋層還包含氮(N)，并且所述保護蓋層的總碳氮百分比為至少約50％。

在所述的半導體器件中，所述半導體器件還包括在所述工件上方設置的低介電常數(k)介電材料層，所述低k介電材料層的k值大約小于二氧化硅(SiO₂)的k值，其中，所述絕緣材料層包括在所述低k介電材料層上方設置的保護蓋層，并且所述導電部件的一部分還設置在所述低k介電材料層內，其中，所述保護蓋層的厚度約為4至200nm。

在所述的半導體器件中，所述絕緣材料層包括低介電常數(k)介電材料層，所述低k介電材料層的k值大約小于二氧化硅(SiO₂)的k值，并且所述低k介電材料層包含分別具有約60％以上的SiC或SiCN的富SiC材料或富SiCN材料。

所述的半導體器件還包括在所述工件上方設置的蝕刻終止層以及在所述蝕刻終止層上方設置的原硅酸四乙酯(TEOS)層，其中，所述絕緣材料層設置在所述TEOS層上方，并且所述導電部件還設置在所述TEOS層內。

所述的半導體器件還包括在所述工件上方設置的蝕刻終止層以及在所述蝕刻終止層上方設置的原硅酸四乙酯(TEOS)層，其中，所述絕緣材料層設置在所述TEOS層上方，并且所述導電部件還設置在所述TEOS層內，其中，所述導電部件還形成在所述蝕刻終止層的至少一部分內。

另一方面，本發明提供了一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：在工件上方形成絕緣材料層，所述絕緣材料層包含具有約13％以上的碳(C)的富碳化硅(SiC)材料；圖案化所述絕緣材料層；在圖案化的絕緣材料層中形成導電部件；以及在所述導電部件的頂面上形成保護層，其中，形成所述保護層包括形成選自基本上由Co、Rh、Ir、Fe、Ni和它們的組合所組成的組的材料。

在所述的方法中，形成所述導電部件包括在所述圖案化的絕緣材料層上方形成導電材料以及采用化學機械拋光(CMP)工藝從所述圖案化的絕緣材料層的頂面上方去除所述導電材料的多余部分，留下位于所述圖案化的絕緣材料層中的導電部件。