半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底表面形成介质层；对所述介质层进行表面处理，在所述介质层表面形成强化层；在形成所述强化层之后，重复所述形成介质层的工艺至表面处理的工艺一次或若干次，直至在衬底表面形成介质结构，所述介质结构由介质层和强化层的多层堆叠构成；在所述介质结构内形成导电结构。所形成的介质结构具有较高的物理强度，能够避免在形成导电结构的过程中所述介质结构发生碎裂，从而提高所形成的导电结构的质量。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
在半导体制造领域中，为了实现半导体器件之间的电连接，已发展出各种导电互连结构以及形成工艺。随着集成电路技术的快速发展，半导体器件的集成度提高、尺寸缩小，致使形成电互连结构的工艺也受到挑战。图1至图3是现有技术形成一种导电互连结构的过程的剖面结构示意图。请参考图1，提供衬底100，所述衬底100内具有半导体器件（未示出），所述衬底100表面具有接触层101，所述接触层101与半导体器件电连接；在所述衬底100和接触层101表面形成介质层102。请参考图2，在所述介质层102内形成开口103，所述开口103包括第一子开口103a和第二子开口103b，所述第一子开口103a暴露出接触层101表面，所述第二子开口103b的底部暴露出第一子开口103a。图2示出了2个第一子开口103a，所述第二子开口103b底部暴露出2个第一子开口103a。请参考图3，在开口103（如图2所示）内和介质层102表面形成填充满开口的导电薄膜104，所述导电薄膜104的形成工艺为电镀工艺或物理气相沉积工艺。在形成所述导电薄膜104之后，采用化学机械抛光工艺去除介质层102表面的导电薄膜104，在开口103内形成导电互连结构。然而，现有技术在开口内填充导电薄膜时，导电薄膜会对介质层施加应力，所述应力会造成介质层碎裂，进而造成所形成的电互联结构的性能变差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，使介质层的物理强度增强，避免介质层在形成导电结构的过程中发生碎裂，提高所形成的导电结构的质量。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底表面形成介质层；对所述介质层进行表面处理，在所述介质层表面形成强化层；在形成所述强化层之后，重复所述形成介质层的工艺和表面处理的工艺一次或若干次，直至在衬底表面形成介质结构，所述介质结构为介质层和强化层的多层交错堆叠结构；在所述介质结构内形成导电结构。可选的，在形成介质层之后，形成强化层之前，对所述介质层进行氩气处理。可选的，所述氩气处理工艺为：处理气体为氩气，氩气的流量为5000标准毫升/分钟～10000标准毫升/分钟，射频功率为4000瓦～6000瓦，射频频率为1000赫兹～3000赫兹，气压为0.5托～10托。可选的，所述介质层的材料为氧化硅。可选的，所述介质层的形成工艺为化学气相沉积工艺，所述化学气相沉积工艺为：气体包括硅烷和氧气，硅烷的流量为0标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟，氧气的流量为10000标准毫升/分钟～20000标准毫升/分钟，射频功率为1500瓦～2500瓦，射频频率为13兆赫兹～14兆赫兹，气压为0.5托～10托。可选的，所述强化层的材料为氮化硅。可选的，所述表面处理工艺为：处理气体包括氨气，射频功率为100瓦～3000瓦，射频频率为13兆赫兹～14兆赫兹，气压为0.5托～10托。可选的，还包括：在形成强化层之后，对所述强化层进行氩气处理，所述氩气处理工艺为：处理气体为氩气，氩气的流量为5000标准毫升/分钟～10000标准毫升/分钟，射频功率为4000瓦～6000瓦，射频频率为1000赫兹～3000赫兹，气压为0.5托～10托。可选的，还包括：在衬底表面形成阻挡层，在所述阻挡层表面形成介质层，所述阻挡层的材料和介质层的材料不同。可选的，所述导电结构的形成工艺为：在介质结构表面形成掩膜层；在掩膜层表面形成光刻胶层，所述光刻胶层暴露出部分掩膜层表面；以光刻胶层为掩膜刻蚀掩膜层和介质结构，在介质结构内形成开口；在形成开口之后，去除光刻胶层；在去除光刻胶层之后，在开口内和掩膜层表面形成填充满开口的导电薄膜；对所述导电薄膜进行抛光工艺，直至暴露出掩膜层表面为止，形成导电结构。可选的，所述导电薄膜的材料为铜、钨或铝。可选的，所述导电薄膜的形成工艺为电镀工艺或物理气相沉积工艺。可选的，在形成导电薄膜之前，采用湿法清洗工艺对开口内壁表面进行清洗。可选的，还包括：在掩膜层表面形成底层抗反射层，在所述底层抗反射层表面形成光刻胶层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：所述表面处理工艺能够在介质层表面形成强化层，所述强化层具有较高的物理强度；重复形成介质层的工艺和表面处理工艺，能够在衬底表面形成由介质层和强化层多层堆叠构成的介质结构，所述介质结构内具有多层强化层，因此所形成的介质结构具有较高的物理强度。在所述介质结构内形成导电结构时，所述介质结构足以承受导电结构所施加的应力，从而降低所述应力对衬底内的半导体器件的性能影响，而且避免了介质结构在形成导电结构过程中发生碎裂，保证了所形成的导电结构的质量良好、性能稳定。进一步，在形成介质层之后，形成强化层之前，对所述介质层进行氩气处理，所述氩气处理工艺为：采用氩气作为处理气体，使氩气以低频射频功率对介质层进行轰击，能够使所形成的介质层更为致密，从而增强介质层的物理强度，进而增强介质结构的物理强度，所述介质结构对于应力的承受能力进一步增强。在所述介质结构内形成导电结构时，所述介质结构不会发生碎裂，使所形成的导电结构的性能稳定。而且，使氩气以低频射频功率对介质层进行轰击时，氩气不会进入介质层内，因此在提高介质层的物理强度的同时，保证了介质层材料的纯净。进一步，形成强化层的表面处理工艺为：以氨气作为处理气体，使氨气的等离子体对介质层进行轰击，氨气的等离子体能够进入介质层内、并与介质层表面的氧化硅材料进行反应形成氮化硅层，所述氮化硅层即强化层。所形成的强化层材料致密、且物理强度高，从而使所形成的介质结构的物理强度进一步提高。当形成导电结构时，所述介质结构承受应力的能力增强。进一步，在形成强化层之后，能够对所述强化层进行氩气处理，采用氩气对强化层进行轰击，使所强化层更为致密、且物理强度增强，能够进一步增强介质结构的物理强度；而且所述氩气不会与强化层的材料发生反应，保证了介质结构的性能稳定。附图说明图1至图3是现有技术形成一种导电互连结构的过程的剖面结构示意图；图4至图11是本专利技术的实施例的半导体结构的形成过程的平面结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
所述，现有技术在形成导电薄膜时，会造成介质层碎裂，使形成于介质层内的电互联结构的性能变差。请继续参考图3，所述导电薄膜104的材料为导电材料，例如铜、钨或铝等，而所述介质层102为绝缘材料，例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等。由于所述导电薄膜104的材料密度较大，在形成导电薄膜104的过程中，所述导电薄膜104会向介质层102施加较大的应力。然而，现有技术所形成的介质层102密度较低、物理强度较低，因此在形成导电薄膜104的过程中，所述介质层102承受应力的能力较差，容易使应力向衬底100内的半导体器件传递，造成半导体器件的性能下降。而且，为了提高半导体器件的集成度，介质层102与导电互联结构之间的体积比也相应减小，造成介质层102承受应力的能力也相应降低，在形成所述导电薄膜104的过程中，容易造成介质层102碎裂，从而导致所形成的电互联结构的性能下降甚至失效。为了解决上述问题，本专利技术的专利技术人提出了一种半导体结构的形成方法，在衬底表面形成介质层之后，对所述介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在衬底表面形成介质层；对所述介质层进行表面处理，在所述介质层表面形成强化层；在形成所述强化层之后，重复所述形成介质层的工艺和表面处理的工艺一次或若干次，直至在衬底表面形成介质结构，所述介质结构为介质层和强化层的多层交错堆叠结构；在所述介质结构内形成导电结构。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在衬底表面形成介质层；对所述介质层进行表面处理，在所述介质层表面形成强化层；在形成所述强化层之后，重复所述形成介质层的工艺和表面处理的工艺一次或若干次，直至在衬底表面形成介质结构，所述介质结构为介质层和强化层的多层交错堆叠结构；在所述介质结构内形成导电结构。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成介质层之后，形成强化层之前，对所述介质层进行氩气处理。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述氩气处理工艺为：处理气体为氩气，氩气的流量为5000标准毫升/分钟～10000标准毫升/分钟，射频功率为4000瓦～6000瓦，射频频率为1000赫兹～3000赫兹，气压为0.5托～10托。4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述介质层的形成工艺为化学气相沉积工艺，所述化学气相沉积工艺为：气体包括硅烷和氧气，硅烷的流量为0标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟，氧气的流量为10000标准毫升/分钟～20000标准毫升/分钟，射频功率为1500瓦～2500瓦，射频频率为13兆赫兹～14兆赫兹，气压为0.5托～10托。6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述强化层的材料为氮化硅。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述表面处理工艺为：处理气体包括氨气，射频功率为100瓦～3000瓦，射频频率为13兆赫兹...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鸣，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31