[發明專利]半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 201310315308.0
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104347478B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 周鳴
• 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

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術

在半導體制造領域中，為了實現半導體器件之間的電連接，已發展出各種導電互連結構以及形成工藝。隨著集成電路技術的快速發展，半導體器件的集成度提高、尺寸縮小，致使形成電互連結構的工藝也受到挑戰。

圖1至圖3是現有技術形成一種導電互連結構的過程的剖面結構示意圖。

請參考圖1，提供襯底100，所述襯底100內具有半導體器件（未示出），所述襯底100表面具有接觸層101，所述接觸層101與半導體器件電連接；在所述襯底100和接觸層101表面形成介質層102。

請參考圖2，在所述介質層102內形成開口103，所述開口103包括第一子開口103a和第二子開口103b，所述第一子開口103a暴露出接觸層101表面，所述第二子開口103b的底部暴露出第一子開口103a。圖2示出了2個第一子開口103a，所述第二子開口103b底部暴露出2個第一子開口103a。

請參考圖3，在開口103（如圖2所示）內和介質層102表面形成填充滿開口的導電薄膜104，所述導電薄膜104的形成工藝為電鍍工藝或物理氣相沉積工藝。

在形成所述導電薄膜104之后，采用化學機械拋光工藝去除介質層102表面的導電薄膜104，在開口103內形成導電互連結構。

然而，現有技術在開口內填充導電薄膜時，導電薄膜會對介質層施加應力，所述應力會造成介質層碎裂，進而造成所形成的電互聯結構的性能變差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構的形成方法，使介質層的物理強度增強，避免介質層在形成導電結構的過程中發生碎裂，提高所形成的導電結構的質量。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體結構的形成方法，包括：提供襯底；在襯底表面形成介質層；對所述介質層進行表面處理，在所述介質層表面形成強化層；在形成所述強化層之后，重復所述形成介質層的工藝和表面處理的工藝一次或若干次，直至在襯底表面形成介質結構，所述介質結構為介質層和強化層的多層交錯堆疊結構；在所述介質結構內形成導電結構。

可選的，在形成介質層之后，形成強化層之前，對所述介質層進行氬氣處理。

可選的，所述氬氣處理工藝為：處理氣體為氬氣，氬氣的流量為5000標準毫升/分鐘～10000標準毫升/分鐘，射頻功率為4000瓦～6000瓦，射頻頻率為1000赫茲～3000赫茲，氣壓為0.5托～10托。

可選的，所述介質層的材料為氧化硅。

可選的，所述介質層的形成工藝為化學氣相沉積工藝，所述化學氣相沉積工藝為：氣體包括硅烷和氧氣，硅烷的流量為0標準毫升/分鐘～1000標準毫升/分鐘，氧氣的流量為10000標準毫升/分鐘～20000標準毫升/分鐘，射頻功率為1500瓦～2500瓦，射頻頻率為13兆赫茲～14兆赫茲，氣壓為0.5托～10托。

可選的，所述強化層的材料為氮化硅。

可選的，所述表面處理工藝為：處理氣體包括氨氣，射頻功率為100瓦～3000瓦，射頻頻率為13兆赫茲～14兆赫茲，氣壓為0.5托～10托。

可選的，還包括：在形成強化層之后，對所述強化層進行氬氣處理，所述氬氣處理工藝為：處理氣體為氬氣，氬氣的流量為5000標準毫升/分鐘～10000標準毫升/分鐘，射頻功率為4000瓦～6000瓦，射頻頻率為1000赫茲～3000赫茲，氣壓為0.5托～10托。

可選的，還包括：在襯底表面形成阻擋層，在所述阻擋層表面形成介質層，所述阻擋層的材料和介質層的材料不同。

可選的，所述導電結構的形成工藝為：在介質結構表面形成掩膜層；在掩膜層表面形成光刻膠層，所述光刻膠層暴露出部分掩膜層表面；以光刻膠層為掩膜刻蝕掩膜層和介質結構，在介質結構內形成開口；在形成開口之后，去除光刻膠層；在去除光刻膠層之后，在開口內和掩膜層表面形成填充滿開口的導電薄膜；對所述導電薄膜進行拋光工藝，直至暴露出掩膜層表面為止，形成導電結構。

可選的，所述導電薄膜的材料為銅、鎢或鋁。

可選的，所述導電薄膜的形成工藝為電鍍工藝或物理氣相沉積工藝。

可選的，在形成導電薄膜之前，采用濕法清洗工藝對開口內壁表面進行清洗。

可選的，還包括：在掩膜層表面形成底層抗反射層，在所述底層抗反射層表面形成光刻膠層。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：