[发明专利]一种半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种采用具有新结构的铜金属扩散阻挡层以改善等离子体诱导损伤（PID）的方法。

背景技术

在现有的先进铜金属互连技术中，通常使用多孔的碳氧化硅（SiCO）作为介电层的材料，同时在其上形成一致密的碳氮化硅（SiCN）层作为铜金属扩散阻挡层和蚀刻终止层。

所述SiCN层在阻止铜金属扩散到多孔的SiCO层以及防止经时介电击穿方面起到至关重要的作用，同时作为蚀刻终止层，其与多孔SiCO的蚀刻选择比大于8:1，可以很好地控制通孔蚀刻的形状。

但是所述SiCN层会遇到等离子体诱导损伤（PID）的问题，采用等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺形成所述SiCN层时的功率大于200W，会出现明显的PID现象，影响所述SiCN层以及多孔SiCO层的电学特性。

因此，需要提出一种改善等离子体诱导损伤（PID）的方法以降低PID诱导生成的电流对器件的损伤。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成一绝缘层，且在所述绝缘层中形成铜金属互连线；在所述绝缘层以及铜金属互连线上形成富硅氮化硅层；在所述富硅氮化硅层上形成热氧化物层；在所述热氧化物层上形成掺杂氮的碳化硅层。

优选地，采用化学气相沉积工艺形成所述富硅氮化硅层。

优选地，形成所述富硅氮化硅层的前体材料包括硅烷和氨气。

优选地，所述硅烷的流量为100-1000sccm；所述氨气的流量为100-500sccm。

优选地，所述化学气相沉积过程是在压力1-7Torr，功率50-100W的条件下进行的。

优选地，所述富硅氮化硅层的厚度为30-150埃。

优选地，采用化学气相沉积工艺形成所述热氧化物层。

优选地，形成所述热氧化物层的前体材料包括四乙氧基硅烷和臭氧。

优选地，所述四乙氧基硅烷的流量为50-500sccm；所述臭氧的流量为50-1000sccm。

优选地，所述化学气相沉积过程是在压力1-7Torr的条件下进行的。

优选地，所述热氧化物层的厚度为100-500埃。

优选地，采用化学气相沉积工艺形成所述掺杂氮的碳化硅层。

优选地，所述掺杂氮的碳化硅层的厚度为50-300埃。

优选地，所述富硅氮化硅层和所述热氧化物层构成双层铜金属扩散阻挡层。

优选地，所述掺杂氮的碳化硅层构成通孔蚀刻终止层。

优选地，所述绝缘层为具有低介电常数的材料层。

根据本发明，可以有效改善等离子体诱导损伤（PID）所诱导生成的电流对器件的损害。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1A-图1D为本发明提出的采用具有新结构的铜金属扩散阻挡层以改善等离子体诱导损伤（PID）的方法的各步骤的示意性剖面图；

图2为本发明提出的采用具有新结构的铜金属扩散阻挡层以改善等离子体诱导损伤（PID）的方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明如何采用具有新结构的铜金属扩散阻挡层以改善等离子体诱导损伤（PID）。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

下面，参照图1A-图1D和图2来描述本发明提出的采用具有新结构的铜金属扩散阻挡层以改善等离子体诱导损伤（PID）的方法的详细步骤。

参照图1A-图1D，其中示出了本发明提出的采用具有新结构的铜金属扩散阻挡层以改善等离子体诱导损伤（PID）的方法的各步骤的示意性剖面图。