[发明专利]一种半导体组件的非导电层结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种半导体组件的非导电层结构，包括阻挡金属层、形成于该阻挡金属层之上的内层介电层，所述内层介电层内具有通孔，在所述内层介电层上形成与通孔连接的介层窗，所述内层介电层包括第一非导电性材料层和第二非导电性材料层，所述第二非导电性材料层上还覆盖一层氮氧化硅层，所述氮氧化硅层之上设有第三非导电性材料层，所述通孔贯穿所述氮氧化硅层及第三非导电性材料层。其方法：(1)淀积内层介电层；(2)通孔腐蚀；(3)形成介层窗。本发明可以明显改善通孔腐蚀及介层窗宽度，大大增加量产的可行性，同时由于不需选择高碳氟比的气体来腐蚀，降低腐蚀成本。

技术领域

本发明涉及一种半导体组件，尤其涉及一种半导体组件的非导电层结构及其制作方法。

背景技术

随着半导体组件电密度增加及组件尺寸缩小，为有效地以内联机连结半导体芯片上的半导体组件，必须增加图案化金属层的层数并缩小每层金属线之间的间距。而不同层的金属内联机是以绝缘材或薄层分开，其通称为内间介电层（ILD），非导电层。这些具有通孔腐蚀或沟槽的绝缘层利用导电材料填充以形成介层窗或插塞来连接金属层与下一金属层。

目前的高压工艺中，由于客户可靠性问题，无法参考现有逻辑制程：即在金属钴沉积之后，淀积氮氧化硅作为通孔腐蚀的停止层及后段等离子体损伤的阻挡层。只能将此层次（氮氧化硅层）置于金属铝M1腐蚀之后，由此造成IMD1淀积的窗口变小，同时衍生出金属铝M1漏电问题，如图1所示。

现有技术中，采用金属铝M1后淀积氮氧化硅层来取代通孔腐蚀的停止层，上述也提及此一方案导致IMD1淀积的窗口变小，此时必须加强化学沉积时的等离子体强度，来改善并防止IMD1空洞的出现，而由于等离子体强度的加强，氮氧化硅层的非饱和键结的硅元素含量必须增加，因而衍生出金属铝漏电问题，如此一来，就必须严格控制氮氧化硅的硅含量，增加量产维护的难度，造成机台频繁当机，可利用率下降。另外，由于移除通孔腐蚀的停止层，导致通孔腐蚀对钴的选择比必须提高，此时必须采用比碳氟比更高的气体来腐蚀，大幅增加腐蚀的成本。

发明内容

本发明目的是提供一种半导体组件的非导电层结构及其制作方法，通过结构及方法的改进，可提高半导体产品的可靠性，更易于量产化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种半导体组件的非导电层结构，包括阻挡金属层、形成于该阻挡金属层之上的内层介电层，所述内层介电层内具有通孔，在所述内层介电层上形成与通孔连接的介层窗，所述内层介电层包括第一非导电性材料层和第二非导电性材料层，所述第二非导电性材料层上还覆盖一层氮氧化硅层，所述氮氧化硅层之上设有第三非导电性材料层，所述通孔贯穿所述氮氧化硅层及第三非导电性材料层。

在其中一实施例中，所述第一非导电性材料层为掺硼的SiO₂层，所述第二非导电性材料层和所述第三非导电性材料层均为二氧化硅层。

在其中一实施例中，所述介层窗由金属铝或铜或铝铜合金中的一种构成。

在其中一实施例中，相邻所述通孔之间的距离大于相邻所述介层窗之间的距离。

为达到上述目的，本发明采用的制作方法技术方案是：一种半导体组件非导电层结构的制作方法，其步骤为：

(1)先在阻挡金属层上淀积第一非导电性材料层，在第一非导电性材料层上淀积第二非导电性材料层，在该第二非导电性材料层上淀积氮氧化硅层，在该氮氧化硅层上淀积第三非导电性材料层；

(2)在第三非导电性材料层上形成通孔的光刻胶图形；

(3)以通孔的光刻胶图形为掩膜，进行第一次蚀刻工艺，在第三非导电性材料层、氮氧化硅层中形成通孔；

(4)继续以通孔的光刻胶图形为掩膜，进行第二次蚀刻工艺，在所述第二非导电性材料层、第一非导电性材料层中形成通孔；