[发明专利]互连结构及其形成方法在审
申请号: | 201410353723.X | 申请日: | 2014-07-23 |
公开(公告)号: | CN105336725A | 公开(公告)日: | 2016-02-17 |
发明(设计)人: | 周鸣 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 |
主分类号: | H01L23/52 | 分类号: | H01L23/52;H01L21/768 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 高静;骆苏华 |
地址: | 201203 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 互连 结构 及其 形成 方法 | ||
技术领域
本发明涉及半导体制造领域,具体涉及一种互连结构及其形成方法。
背景技术
在现有的形成半导体互连结构的工艺一般包括在衬底上形成介质层、刻蚀所述介质层以形成开口,然后在这些开口中填充金属以形成金属插塞或者互连线,进而形成一层互连结构。
但是随着半导体器件集成密度的增加,互连结构中的寄生电容、RC延迟的问题变得愈发明显。现有技术采用具有较低k值的材料来形成所述介质层以减小寄生电容。
但是低k材料的介质层容易导致其他问题,参考图1所示为现有技术中较低k值材料形成的介质层的结构示意图,这种介质层1中具有孔隙2,但是这种介质层的性能仍然不够理想。
例如,由低k值材料形成的介质层的机械强度可能不足,这会影响整个互连结构的性能。
因此,如何进一步提升这种介质层的性能,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种互连结构及其形成方法,以提高互连结构的性能。
为解决上述问题,本发明提供一种互连结构的形成方法,包括:
提供衬底;
采用气化的环硅氧烷作为反应气体,在所述衬底上沉积形成具有多个相互独立孔隙的介质层;
在所述介质层中形成导电插塞。
可选的,形成所述介质层的步骤包括:
采用等离子沉积的方式形成所述介质层。
可选的,所述环硅氧烷的反应气体包括八甲基环四硅氧烷气体、十甲基环五硅氧烷气体、十二甲基环六硅氧烷气体和十四甲基环七硅氧烷气体的一种或多种。
可选的,形成所述介质层的步骤中,所述反应气体还包括臭氧、氧气、二氧化碳或者一氧化碳。
可选的,形成所述介质层的步骤包括:在沉积时通入氦气作为载气。
可选的,所述反应气体和载气的总流量在140~180标况毫升每分钟的范围内。
可选的,形成所述介质层的步骤包括:环硅氧烷的通入量在2500~3500毫克/分钟的范围内。
可选的,形成所述介质层的步骤包括:形成k值在2.6~3.0范围内的介质层。
可选的,形成所述介质层的步骤包括:使形成的介质层中孔隙的平均直径在7~9埃的范围内。
可选的,形成所述介质层的步骤之后,形成所述导电插塞之前,所述形成方法还包括:对所述具有多个空隙的介质层进行固化处理。
可选的,固化处理包括:采用紫外光照射所述介质层。
此外,本发明还提供一种互连结构,包括:
衬底;
位于所述衬底上的介质层,所述介质层为含碳氧化硅层,所述含碳氧化硅层中具有多个相互独立的孔隙;
位于所述介质层中的导电插塞。
可选的,所述介质层中孔隙的平均直径在7~9埃的范围内。
可选的,所述介质层的k值在2.6~3.0的范围内。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
采用环硅氧烷作为反应气体,在所述衬底上沉积形成具有多个相互独立的孔隙的介质层,这种介质层因具有孔隙而具有较低的k值,且因为环硅氧烷中本身自带“环”状结构,在沉积形成介质层时,环硅氧烷的分子本身的“环”状结构便可能形成一个孔隙,环硅氧烷的分子与其他环硅氧烷的分子依靠外围的甲基结合;此外,因为与硅原子连接的只有甲基以及氧原子(也就是硅氧键),即使环硅氧烷的“环”状结构断开,也只是硅原子与原本的氧原子断开,而与其他的氧原子重新形成新的硅氧键,这个更大的“环”也构成了一个独立的孔隙。相对于现有技术中各个孔隙之间相通的多孔介质层,本发明形成的介质层中各个孔隙之间相互独立,机械强度相对较高,能够在一定程度上减少介质层因机械强度问题而受到损伤的概率,进而提升形成的互连结构的性能。
另外,本发明可以在沉积后直接形成孔隙,不需要像现有技术在沉积后额外增加成孔步骤以形成孔隙,在一定程度上简化了工艺。
附图说明
图1是现有技术中具有孔隙的介质层的结构示意图;
图2为本发明互连结构的形成方法一实施例的结构示意图;
图3为本发明互连结构中介质层一实施例的结构示意图。
具体实施方式
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