[發(fā)明專利]互連結(jié)構(gòu)的形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410294750.4
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105448810A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳林林;白凡飛
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 應(yīng)戰(zhàn);駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)

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(integratedcircuit，IC)。在多層互連的IC中，互連結(jié)構(gòu)包括多層堆疊的層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層內(nèi)具有金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，相鄰層間介質(zhì)層內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)相互電連接。金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間通過介質(zhì)層隔離，所以金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間會形成寄生電容。由于IC的速度與寄生電容成反比，所以需要降低所述寄生電容以提高IC的性能。

目前，低K介質(zhì)材料已替代傳統(tǒng)的氧化硅作為層間介質(zhì)層的介質(zhì)材料，然而隨著對器件要求的不斷提高，進(jìn)一步的提出了使用K值比低K介質(zhì)材料更低的超低K介質(zhì)材料以進(jìn)一步降低器件的寄生電容，其中，超低K介質(zhì)層材料的K值通常在2.7以下。但是超低K介質(zhì)材料多為多孔材料，機(jī)械強(qiáng)度較弱，在應(yīng)力作用下、熱處理或者等離子體處理過程中容易受到損傷和變形。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中，互連結(jié)構(gòu)包括下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)用于形成電路結(jié)構(gòu)，連接上下層器件等，對于器件性能影響較大，所以，形成有下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層一般為超低K介質(zhì)材料，可以降低下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的寄生電容，而頂層金屬層一般用于保護(hù)下層的金屬以及作為向外連接的接觸端，對寄生電容不敏感，所以，所述頂層金屬層所在的頂層介質(zhì)層一般采用氧化硅材料，不需要再采用超低K材料。

頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)下方的層間介質(zhì)層一般為多層結(jié)構(gòu)，相鄰層間介質(zhì)層之間形成有阻擋層，并且相鄰層間介質(zhì)層內(nèi)的下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電連接?，F(xiàn)有技術(shù)形成的互連結(jié)構(gòu)中，頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)相鄰層的介質(zhì)擊穿電壓較低，影響互連結(jié)構(gòu)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，提高提高互連結(jié)構(gòu)的可靠性。

為解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括下層介質(zhì)層和位于所述下層介質(zhì)層內(nèi)的下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的頂部表面與下層介質(zhì)層的表面齊平；在所述下層介質(zhì)層和下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)表面形成頂層阻擋層；對所述頂層阻擋層進(jìn)行紫外固化處理；在所述頂層阻擋層表面形成頂層介質(zhì)層；在所述頂層介質(zhì)層內(nèi)形成頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)表面與頂層介質(zhì)層表面齊平。

可選的，所述紫外固化處理在惰性氣體氛圍下進(jìn)行，對所述頂層阻擋層進(jìn)行紫外線輻照。

可選的，所述紫外固化處理的紫外線輻照的時間為180s～300s，溫度為300℃～500℃。

可選的，所述紫外線的波長為100nm～400nm，所述紫外線為連續(xù)紫外線或脈沖紫外線。

可選的，所述頂層阻擋層的材料為碳氮化硅或氮化硅。

可選的，所述頂層阻擋層的厚度為

可選的，所述頂層介質(zhì)層的介電系數(shù)大于下層介質(zhì)層的介電系數(shù)。

可選的，所述頂層介質(zhì)層的材料為氧化硅，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述頂層介質(zhì)層。

可選的，所述下層介質(zhì)層的介電系數(shù)等于或小于2.55。

可選的，所述下層介質(zhì)層的材料包括SiCOH、多孔氧化硅或摻氟氧化硅。

可選的，所述下層介質(zhì)層的形成方法包括：旋涂工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝或電感耦合等離子體化學(xué)氣相沉積工藝。

可選的，所述下層介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層和位于所述第一介質(zhì)層上方的第二介質(zhì)層。

可選的，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層之間具有下層阻擋層。

可選的，所述下層阻擋層的材料為碳氮化硅或氮化硅。

可選的，所述下層阻擋層的厚度為

可選的，還包括：對所述第二介質(zhì)層進(jìn)行固化處理。

可選的，所述固化處理在惰性氛圍下進(jìn)行，對所述第二介質(zhì)層進(jìn)行紫外線輻照，時間為120s～240s，溫度為300℃～500℃。

可選的，所述紫外線的波長為100nm～400nm，所述紫外線為連續(xù)紫外線或脈沖紫外線。

可選的，在對所述第二介質(zhì)層進(jìn)行固化處理的同時，對下層阻擋層進(jìn)行固化處理。

可選的，形成所述頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法包括：在所述頂層介質(zhì)層上形成具有開口的掩膜層，以所述掩膜層為掩膜刻蝕所述頂層介質(zhì)層和頂層阻擋層，形成凹槽，暴露出部分下層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的表面；在所述凹槽內(nèi)填充金屬層，形成頂層金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

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)：