[发明专利]半导体装置结构的形成方法

说明书

提供半导体装置结构的形成方法。方法包含在基底上形成第一金属层，在第一金属层上形成介电层。方法包含在介电层内形成沟槽，以及实施表面处理工艺以在沟槽的侧壁表面上形成疏水层。疏水层是形成在介电层的侧壁表面上。方法还包含在沟槽内和疏水层上沉积金属材料以形成导孔结构。

技术领域

本公开的一些实施例涉及半导体装置结构的形成方法，特别涉及具有疏水层的半导体装置结构。

背景技术

半导体装置被用于各式各样的电子应用中，例如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。典型上，半导体装置的制造是借着在半导体基底上按序沉积绝缘或介电层、导电层和半导体层的材料，且利用光刻(lithography)将各种材料层图案化以在半导体基底上形成电路组件及元件。许多集成电路典型上被制造在单一半导体晶圆上，且晶圆上的个别晶粒(die)是通过沿着集成电路之间的切割线进行切割以彼此分离。典型的单一晶粒是各自封装，例如在多芯片模块或其他种类的封装。

在半导体装置的工艺中，持续地缩小半导体装置的尺寸以增加装置密度。因此，提供多层的互连结构。互连结构包含嵌入介电层中的导电部件。

虽然目前存在的具有介电层的互连结构已逐渐满足它们既定的用途，但它们仍未在各方面皆彻底地符合要求。

发明内容

根据本公开的一些实施例，提供半导体装置结构的形成方法。方法包含在基底上形成互连结构，其中形成互连结构包含在基底上形成第一金属层，在第一金属层上形成介电层，在介电层内形成沟槽，实施表面处理工艺以在介电层的侧壁表面上形成疏水层，以及在沟槽内和疏水层上形成金属材料以在第一金属层上形成导孔结构。

根据本公开的一些实施例，提供半导体装置结构的形成方法。方法包含在基底上形成第一金属层，在第一金属层上形成介电层，在介电层内形成沟槽，沟槽在第一金属层上方，实施第一表面处理工艺以在介电层的侧壁表面上形成第一疏水层，在沟槽的一部分内形成第一金属材料，其中第一金属材料是形成在第一疏水层上，且沟槽由第一金属材料部分地填充以在第一金属材料上形成凹陷，在形成第一金属材料后，在凹陷上实施第二表面处理工艺以在第一疏水层上形成第二疏水层，以及在第二疏水层和第一金属材料上形成第二金属材料。

根据本公开的一些实施例，提供半导体装置结构的形成方法。方法包含在鳍片结构上形成栅极结构，在栅极结构上形成栅极接触结构，在栅极接触结构上形成第一金属层，在第一金属层上形成介电层，在介电层内形成第一沟槽，在第一沟槽的侧壁表面上形成第一疏水层，在第一沟槽内和第一疏水层上形成第一金属材料，以及实施平坦化工艺以移除第一金属材料在沟槽外的一部分，其中在平坦化工艺期间，第一疏水层保护第一金属层以防止第一金属层受损。

附图说明

通过以下的详述配合说明书附图，我们能更加理解本公开实施例的内容。需注意的是，根据产业上的标准做法，许多部件(feature)并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，这些部件的尺寸可能被任意地增加或减少。

图1A至图1F是根据本公开的一些实施例，显示形成半导体装置结构的各个阶段的剖面示意图。

图1F’是根据本公开的一些实施例，显示半导体装置结构的剖面示意图。

图2是根据本公开的一些实施例，显示半导体装置结构的形成方法的流程图。

图3A是根据本公开的一些实施例，显示图1B中区域A的放大示意图。

图3B是根据本公开的一些实施例，显示图1C中区域B的放大示意图。

图3C是根据本公开的一些实施例，显示图1D中区域C的放大示意图。

图4是根据本公开的一些实施例，显示化学机械研磨设备的概略前视图。