[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201710131468.8
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN108573912B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 鄒曉東;胡友存
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底中形成有層間介電層以及貫穿所述層間介電層的層間互連結構；

在所述基底上形成疊層結構的上層介電層，所述上層介電層包括等離子體增強氧化硅層；

刻蝕所述上層介電層，形成露出所述層間互連結構的開口；

向所述開口內填充導電材料，形成與所述層間互連結構電連接的上層互連結構；

其中，在所述等離子體增強氧化硅層與層間介電層之間，所述上層介電層還包括等離子體增強四乙氧基硅烷層；所述等離子體增強四乙氧基硅烷層對層間介電層產生的應力，小于所述等離子體增強氧化硅層對層間介電層產生的應力。

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述基底上形成疊層結構的上層介電層的步驟中，所述等離子體增強氧化硅層的厚度占所述上層介電層總厚度的1/10至9/10。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述等離子體增強氧化硅層的工藝為化學氣相沉積工藝；

所述化學氣相沉積工藝的參數包括：反應氣體為SiH₄和N₂O，工藝溫度為150℃至650℃。

4.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述等離子體增強四乙氧基硅烷層的工藝為化學氣相沉積工藝；

所述化學氣相沉積工藝的參數包括：反應氣體為Si(OC₂H₅)₄和O₂、或者Si(OC₂H₅)₄和O₃，工藝溫度為150℃至650℃。

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述層間介電層的材料為超低k介質材料。

6.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述層間介電層的材料為氫氧化硅、摻氟二氧化硅、摻硼二氧化硅、摻磷二氧化硅、摻硼磷二氧化硅、氫化硅倍半氧烷或甲基硅倍半氧烷。

7.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，提供基底后，在所述基底上形成疊層結構的上層介電層之前，所述形成方法還包括：在所述基底上形成上層刻蝕停止層；

在所述基底上形成疊層結構的上層介電層的步驟中，在所述上層刻蝕停止層上形成所述上層介電層。

8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述上層刻蝕停止層的材料為SiCN、SiCO或SiN。

9.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述開口包括相貫通的溝槽和通孔，所述溝槽底部和所述通孔頂部相連通，且所述溝槽底部的寬度尺寸大于所述通孔頂部的寬度尺寸；

形成露出所述層間互連結構的開口的步驟包括：在所述上層介電層上形成抗反射涂層；

在所述抗反射涂層上形成第一光刻膠層，所述第一光刻膠層內具有露出部分所述抗反射涂層的第一圖形開口；

以所述第一光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一圖形開口露出的所述抗反射涂層和上層介電層，在所述上層介電層內形成露出所述上層刻蝕停止層的初始通孔；

去除所述第一光刻膠層；

去除所述第一光刻膠層后，在所述初始通孔內形成填充層，所述填充層頂部低于所述上層介電層頂部；

形成所述填充層后，在部分所述抗反射涂層上形成第二光刻膠層，所述第二光刻膠層內具有露出所述初始通孔以及部分所述抗反射涂層的第二圖形開口；

以所述第二光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二圖形開口露出的抗反射涂層以及部分厚度的上層介電層，在所述上層介電層內形成溝槽，所述溝槽底部與所述初始通孔頂部相連通；

去除所述第二光刻膠層和填充層；

去除所述第二光刻膠層和填充層后，刻蝕所述初始通孔底部的上層刻蝕停止層，形成露出所述層間互連結構的通孔，且相貫通的所述通孔和所述溝槽構成所述開口。