[發明專利]互連結構的形成方法

有效

• 申請號: 201310299375.8
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104299939B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 鄧浩
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種互連結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體基底，所述半導體基底表面形成有介質層；

在所述介質層中形成開口，所述開口底部露出所述半導體基底表面；

在所述開口內形成填充滿開口的金屬層，所述金屬層表面與介質層頂部平齊；

向所述金屬層和介質層表面通入含甲基的鍺烷氣體，對金屬層表面進行鍺化處理，形成金屬帽層；

在所述金屬帽層和所述介質層表面形成介質帽層；

所述含甲基的鍺烷氣體為二甲基鍺烷、三甲基鍺烷或四甲基鍺烷；

所述介質層的材料為低k介質材料，所述低k介質材料多為含有甲基團的多孔材料。

2.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述鍺化處理工藝參數為：向反應腔室內通入含甲基的鍺烷氣體的流量為500sccm至1500sccm，反應腔室壓強為0.1毫托至100托，反應溫度為150度至400度，處理時間為5秒至300秒。

3.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述鍺化處理完成后，還包括步驟：向所述金屬帽層表面通入NH₃進行氮化處理。

4.根據權利要求3所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述金屬帽層的材料為CuGe或CuGeN中的一種或兩種。

5.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述金屬帽層的厚度為10埃至100埃。

6.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，在進行所述鍺化處理前，還包括步驟：采用等離子體處理金屬層表面。

7.根據權利要求6所述的互連結構的形成方法，其特征在于，形成所述等離子體的氣體為NH₃或N₂中的一種或兩種。

8.根據權利要求7所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述等離子體處理金屬層表面的工藝參數為：反應腔室內壓強1托至20托，處理功率為100瓦至1000瓦，NH₃或N₂流量為100sccm至1000sccm，處理時間為10秒至120秒。

9.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述介質帽層的材料為SiCN、SiN或SiC中的一種或幾種。

10.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述介質層為單層結構或多層結構。

11.根據權利要求10所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述介質層為單層結構時，所述介質層包括位于半導體基底表面的電介質層；所述介質層為雙層結構時，所述介質層包括：位于半導體基底表面的刻蝕停止層和位于刻蝕停止層表面的電介質層。

12.根據權利要求11所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述低k介質材料為SiCOH、FSG、BSG、PSG或BPSG中的一種或幾種。

13.根據權利要求1所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述金屬層為單層結構或多層結構。

14.根據權利要求13所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述金屬層為單層結構時，所述金屬層包括位于開口底部和側壁的金屬體層；所述金屬層為多層結構時，所述金屬層包括：位于開口底部和側壁的阻擋層、位于阻擋層表面的籽晶層和位于籽晶層表面的金屬體層。

15.根據權利要求14所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為Ti、Ta、W、TiN、TaN、TiSiN、TaSiN、WN或WC中的一種或幾種。

16.根據權利要求14所述的互連結構的形成方法，其特征在于，所述金屬體層的材料為Cu。