[發(fā)明專利]互連介質(zhì)層的制作方法、互連介質(zhì)層和互連層的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410542517.3
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN105575886B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周鳴
• 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;H01L23/532
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本申請公開了一種互連介質(zhì)層的制作方法、互連介質(zhì)層和互連層的制作方法。其中，互連介質(zhì)層的制作方法包括以下步驟：形成阻擋層，阻擋層為含硅碳化物；在阻擋層上形成SiC層；對SiC層進行氧化處理，以在SiC層中遠離阻擋層的一側(cè)形成SiO₂層；在SiO₂層上形成低介電材料層。上述制作方法中，由于SiC層和阻擋層的晶格相匹配，以及SiO₂層和低介電材料層的晶格相匹配，從而減小了阻擋層和低介電材料層之間由晶格失配引起的應力，從而提高了阻擋層和低介電材料層之間的結(jié)合強度，進而提高了互連介質(zhì)層的隔離性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種互連介質(zhì)層的制作方法、互連介質(zhì)層和互連層的制作方法。

背景技術(shù)

互連層通常包括與半導體基體電連接的互連金屬層和設(shè)置于互連金屬層之間的互連介質(zhì)層。其中，互連金屬層通常沿平行于半導體基體的方向設(shè)置，且在沿垂直于半導體基體的方向上不同互連金屬層通過嵌入結(jié)構(gòu)(包括通孔和設(shè)置于通孔中的金屬材料)形成電連接。上述互連介質(zhì)層通常為電絕緣材料，用于將互連金屬層隔離開，以避免互連層中產(chǎn)生漏電流等。

如圖1所示，現(xiàn)有互連介質(zhì)層通常包括SiCN(NDC)阻擋層10′和設(shè)置于SiCN阻擋層10′上的低介電(ULK)材料層30′。形成上述互連介質(zhì)層的步驟包括：首先，形成SiCN阻擋層10′；然后，在SiCN阻擋層10′上沉積形成低介電材料層30′，進而形成如圖1所示的基體結(jié)構(gòu)。其中，低介電材料層30′通常為SiO₂或摻雜SiO₂(例如硼摻雜SiO₂、磷摻雜SiO₂或硼磷摻雜SiO₂等)，且低介電材料層30′包括低介電材料初始層31′和低介電材料基體層33′。

上述互連介質(zhì)層，SiCN阻擋層10′用于阻止互連金屬層向互連介質(zhì)層中擴散，同時SiCN阻擋層10′還可以作為后續(xù)刻蝕互連介質(zhì)層的刻蝕阻擋層10′。然而，由于SiCN阻擋層10′和低介電材料層30之間的晶格失配較大，使得SiCN阻擋層10′和低介電材料層30之間產(chǎn)生較大的應力，從而降低了SiCN阻擋層10′和低介電材料層30之間的結(jié)合強度，進而降低了互連介質(zhì)層的隔離性能。目前，針對上述問題還沒有有效的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

本申請旨在提供一種互連介質(zhì)層的制作方法、互連介質(zhì)層和互連層的制作方法，以提高互連介質(zhì)層中阻擋層和低介電材料層之間的結(jié)合強度，進而提高互連介質(zhì)層的隔離性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N互連介質(zhì)層的制作方法，該制作方法包括以下步驟：形成阻擋層，阻擋層為含硅碳化物；在阻擋層上形成SiC層；對SiC層進行氧化處理，以在SiC層中遠離阻擋層的一側(cè)形成SiO₂層；在SiO₂層上形成低介電材料層。

進一步地，上述制作方法中，在形成SiC層的步驟中，形成高度為阻擋層的高度的1/4～1的SiC層。

進一步地，上述制作方法中，形成阻擋層之后，采用原位沉積工藝在阻擋層上形成SiC層。

進一步地，上述制作方法中，原位沉積工藝的步驟包括：通入有機硅烷和氦氣，有機硅烷的流量為100～3000sccm，氦氣的流量為100～3000sccm,；進行沉積反應，沉積反應的功率為100～4000w，沉積反應的時間為5～60s。

進一步地，上述制作方法中，形成SiO₂層的步驟中，形成高度為SiC層的高度的1/4～3/4的SiO₂層。

進一步地，上述制作方法中，氧化處理為氧等離子體處理。