[发明专利]一种低K介质阻挡层及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺技术领域，特别涉及一种低K介质阻挡层及其形成方法。

背景技术

目前，半导体电路已经发展为具有多层互连的集成电路(integrated circuit，IC)。在多层互连的IC中，互连层上的导电材料需要通过介质层与另一个互连层上的导电材料进行电气绝缘。

但在单层或多层互连的IC中，带有介质层分离的导电材料之间都会形成电容，这种互连形成的电容不是设计过程中所需要的。由于IC的速度反比于IC的互连电阻(R)与互连的电容(C)的乘积，所述RC的乘积，即RC常数必须尽可能小，以便促进适当的信号传输和开关速度，并尽可能降低信号串扰。随着对IC更高集成度和元件小型化的日益增长的要求，对系统速度的一个主要限制因素是IC中的RC常数限制。因此，减小IC互连的电阻和电容对IC的性能提高有重要作用。

一种减小互连层之间电容的方法是使用低K介质层，即使用低K材料作为互连层之间实现电气绝缘的膜层。所述低K材料例如：有机聚合物、无定形氯化碳、超小型泡沫塑料、包含有机聚合物的硅基绝缘体、掺杂了碳的硅氧化物和掺杂了氯的硅氧化物。其中，K表示介电系数，高和低是相对于二氧化硅的介电系数而言的，所述二氧化硅的介电系数通常为3.9。

由于低K介质层是非常疏松的一层介质膜层，因此，为了所形成的器件结构的可靠性，通常在所述低K介质层上形成一层低K介质阻挡层。现有技术中，所述低K介质阻挡层通常包括BD(Black Diamond，黑钻石)层及位于所述BD层上的TEOS(正硅酸乙酯)层。在所述BD层及TEOS层的形成过程中，都将用到氧气，而氧气的使用将破坏低K介质层的性能。特别是在BD层的形成过程中，由于相较于TEOS层，BD层更靠近低K介质层，由此，在BD层的形成过程中，对于低K介质层性能的损伤更大。

其中，对于低K介质层性能的损伤表现在：使得低K介质层的K值发生偏移(具体为偏大)，由此将导致互连层之间的电容增大，降低了半导体电路的性能。请参考图1，其为形成BD层前后的低K介质层的电容值对比示意图。如图1所示，K值为2.59的低K介质层在形成BD层之后，其K值偏移至2.91，相应的，电容值也由约0.17PF/um上升至约0.25PF/um，即使得电容值出现了很大程度的增大。当然，其它工艺条件均不变，由此可见BD层的形成(即氧气的使用)对于低K介质层的K值的巨大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低K介质阻挡层及其形成方法，以解决现有工艺在形成低K介质阻挡层的过程中对于低K介质层的损伤的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低K介质阻挡层的形成方法，包括：

提供具有低K介质层的衬底；

在所述低K介质层上形成低K介质阻挡层，所述低K介质阻挡层包括碳硼化合物层，所述碳硼化合物层通过无氧等离子体工艺形成。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述碳硼化合物层通过氦气等离子体工艺形成。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述氦气的流量为500sccm～2000sccm。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述碳硼化合物层通过氩气等离子体工艺形成。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述氩气的流量为500sccm～2000sccm。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，形成所述碳硼化合物层的反应气体包括：B₂H₆和C₂H₂。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述反应气体B₂H₆和C₂H₂的流量均为500sccm～2000sccm。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，形成所述碳硼化合物层工艺的时间为5s～50s，功率为100w～150w。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述碳硼化合物层的厚度为20埃～300埃。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，形成所述碳硼化合物层的反应气体包括：乙基二甲基甲烷和C₂H₂。

可选的，在所述的低K介质阻挡层的形成方法中，所述低K介质阻挡层还包括TEOS层，所述TEOS层位于所述碳硼化合物层上。