[发明专利]提高具有纳米颗粒的半导体互连的机械性质的方法

权利要求书

1.一种多层半导体结构，包括：

一个或者多个超低k(ULK)电介质层100，而每个交替ULK电介质层具有在其中形成的多个金属填充沟槽和过孔；

盖层130，覆盖和密封具有所述多个金属填充沟槽180和过孔150的所述ULK电介质层100；以及

纳米颗粒120，在所述ULK电介质层与所述盖层之间的界面处形成单层。

2.如权利要求1所述的多层结构，其中所述纳米颗粒为多尺寸。

3.如权利要求2所述的多层结构，其中在所述盖层与所述ULK层之间插入的所述纳米颗粒在ULK固化期间衰减和吸收UV辐射。

4.如权利要求1所述的多层结构，其中在化学溶液中合成所述纳米颗粒，并且随后通过去除所述溶液来干燥所述纳米颗粒。

5.如权利要求4所述的多层结构，其中所述溶液是有机的，所述溶液包括甲醇、乙醇和更高醇。

6.如权利要求1所述的多层结构，其中所述纳米颗粒的尺寸在1nm与4nm之间变化。

7.如权利要求1所述的多层结构，还包括具有多分布尺寸以吸收波长范围在200nm与600nm之间的UV的所述纳米颗粒。

8.如权利要求1所述的多层结构，其中所述纳米颗粒在损坏影响所述盖层之前吸收UV光。

9.如权利要求1所述的多层结构，其中所述纳米颗粒由金属氧化物制成。

10.如权利要求9所述的多层结构，其中所述金属氧化物是ZnO或者TiO₂。

11.如权利要求1所述的多层结构，其中在所述盖层上均匀旋涂所述纳米颗粒。

12.一种形成多层结构的方法，包括：

形成一个或者多个超低k(ULK)电介质层100，而每个交替ULK电介质层具有在其中形成的多个金属填充沟槽180和过孔155，

形成盖层130，所述盖层130覆盖和密封具有所述多个金属填充沟槽180和过孔155的所述ULK电介质层；并且

旋涂覆盖纳米颗粒120，所述纳米颗粒120在所述ULK电介质层与每个所述盖层130之间的界面处形成单层。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

a.在所述纳米颗粒上旋涂溶液，继而进行从溶剂干燥出所述纳米颗粒；

b.用UV固化沉积下一级ULK；

c.蚀刻所述ULK并且从蚀刻的打开区域去除所述纳米颗粒；

d.沉积难熔衬垫185和传导层，继而进行电镀铜填充所述打开区域，继而进行退火；

e.抛光所述衬垫和传导层；并且

f.在其上沉积电介质盖层。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述传导层由Cu或者Cu合金制成。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述电介质盖层由SiCHN制成。

16.如权利要求13所述的方法，其中通过加热来执行所述干燥。

17.如权利要求13所述的方法，其中使用有机溶剂来执行所述纳米颗粒的所述干燥。

18.如权利要求13所述的方法，其中在所述抛光之后是清理所述溶剂和其它残留物。

19.如权利要求13所述的方法，其中所述难熔衬垫由TaN、Ta、W、WNx、TiNx、Ru或者Co制成。

20.如权利要求18所述的方法，其中使用稀释氢氟酸(DHF)来执行清理所述溶剂和残留物。

21.如权利要求12所述的方法，其中通过电化学镀制执行所述沟槽填充。

22.如权利要求13所述的方法，其中通过化学机械抛光(CMP)执行所述抛光。

23.如权利要求13所述的方法，还包括固化所述超低k(ULK)电介质。

24.如权利要求13所述的方法，其中辐射穿透经过所述ULK电介质，从而到达所述盖层。

25.一种形成多级后端工艺(BEOL)堆叠物的方法，每级包括：

旋涂包含纳米颗粒120的溶液，继而进行干燥所述溶液；

形成ULK电介质层100，继而进行UV固化；

光刻图案化线或者过孔155；

通过蚀刻向所述ULK电介质层100中转移所述图案化的线或者过孔；

在通过用有机溶剂冲洗来创建的打开区域的底部去除所述纳米颗粒120；

通过涂敷DHF并且清洗所述溶剂和所述蚀刻残留物进行表面清理；

形成由TaN、Ta、W、WNx、TiNx、Ru、Co制成的衬垫185，继而进行Cu或者Cu合金沉积190，继而进行所述Cu的电化学工艺，继而进行退火所述Cu；并且

应用所述过多铜和衬垫的化学机械抛光；并且沉积SiCNH盖层130。