互连结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种互连结构及其形成方法，形成方法包括：提供衬底，形成第一层间介质层以及第一导电插塞；依次形成第一扩散阻挡层、第二扩散阻挡层；硬度高于第二扩散阻挡层的盖帽层以及粘附层；形成所述粘附层之后，在粘附层上形成第二层间介质层。本发明专利技术还提供一种互连结构，包括衬底，第一层间介质层以及第一导电插塞、第一扩散阻挡层、第二扩散阻挡层、盖帽层以及粘附层，形成于所述粘附层上的第二层间介质层。本发明专利技术的有益效果在于，可以减小第一导电插塞与第一层间介质层、互连结构的其他构件之间发生交叉扩散发生的几率、减少等离子体损伤、增加第一层间介质层与第二层间介质层之间的粘附力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种。
技术介绍
在现有的形成半导体互连结构的工艺中，每层互连结构之间通常需要形成隔离层，以将不同的互连结构相互隔离。在隔离层上形成新的互连结构时再将部分隔离层去除，从而使不同互连结构之间的导电插塞相互接触以实现电连接。随着半导体器件特征尺寸的减小以及集成密度增加等因素，互连结构中的寄生电容、RC延迟的问题变得愈专利技术显。现有技术采用具有较低k值的材料来形成的层间介质层以及隔离层等部件，以减小寄生电容。但是低k材料也容易导致其他问题，参考图1为现有技术中互连结构的结构示意图，低k材料的层间介质层3、4中分别设有金属插塞1、2，层间介质层3、4之间设有低k材料的隔离层5。低k材料在减小互连结构寄生电容的同时也会带来其他问题，进而影响互连结构的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，以提升形成的互连结构的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种互连结构的形成方法，包括:提供衬底，在所述衬底上形成第一层间介质层，并在所述第一层间介质层中形成第一导电插塞；在所述第一层间介质层以及第一导电插塞上形成第一扩散阻挡层；在所述第一扩散阻挡层上形成第二扩散阻挡层；在所述第二扩散阻挡层上形成硬度高于第二扩散阻挡层的盖帽层；在所述盖帽层上形成粘附层；在粘附层上形成第二层间介质层。可选的，形成第一扩散阻挡层的步骤包括:形成碳化硅材料的第一扩散阻挡层。可选的，形成第二扩散阻挡层的步骤包括:形成掺氮碳化硅材料的第二扩散阻挡层。可选的，形成第一扩散阻挡层的步骤包括:采用等离子体化学气相沉积的方式形成所述碳化硅材料的第一扩散阻挡层；其中，形成碳化硅材料的第一扩散阻挡层的反应气体中包括四甲基硅烷气体、三甲基硅烷气体、二甲基硅烷气体或者甲基硅烷气体。可选的，形成第一扩散阻挡层的步骤包括:四甲基硅烷气体、三甲基硅烷气体、二甲基娃烧气体或者甲基娃烧气体反应气体的流量在100?10000标况毫升每分的范围内，沉积压强气压在0.1?10托的范围内，并使沉积设备的功率在100?500瓦的范围内。可选的，提供衬底的步骤之后，形成第一扩散阻挡层的步骤之前，所述形成方法还包括:采用氨气对所述第一导电插塞的表面进行预处理。可选的，形成第二扩散阻挡层的步骤包括:采用化学气相沉积的方式形成所述第二扩散阻挡层；其中，使形成第二扩散阻挡层的反应气体中包括氨气，以及还包括四甲基硅烷气体或者三甲基硅烷气体。可选的，形成盖帽层的步骤包括:形成氮化硅材料的盖帽层。可选的，形成盖帽层的步骤包括:采用化学气相沉积的方式形成所述盖帽层；其中，形成所述盖帽层的反应气体中包括硅烷气体以及氨气。可选的，形成盖帽层的步骤包括:硅烷气体的流量在100?10000标况毫升每分的范围内，氨气的流量在100?10000标况晕升每分的范围内；沉积压强气压在0.1?10托的范围内，并使沉积设备的功率在20?100瓦的范围内。可选的，形成粘附层的步骤包括:形成含碳氧化硅材料的粘附层。可选的，形成粘附层的步骤包括:采用化学气相沉积的方式形成所述粘附层；其中，使形成所述粘附层的反应气体中包括硅烷气体，还包括一氧化二氮或者二氧化碳气体。可选的，形成粘附层的步骤包括:硅烷气体的流量在100?10000标况毫升每分的范围内，一氧化二氮或者二氧化碳气体的流量在100?10000标况毫升每分的范围内，沉积压强气压在0.1?10托的范围内，并使沉积设备的功率在100?500瓦的范围内。一种互连结构，包括:衬底；位于所述衬底上的第一层间介质层，以及位于第一层间介质层中的第一导电插塞；位于所述述第一层间介质层以及第一导电插塞上的第一扩散阻挡层；位于所述第一扩散阻挡层上的第二扩散阻挡层；位于第二扩散阻挡层上的盖帽层，所述盖帽层的硬度大于所述第二扩散阻挡层的硬度；位于所述盖帽层上的粘附层；位于所述粘附层上的第二层间介质层。可选的，所述第一扩散阻挡层的材料为碳化硅。可选的，所述第二扩散阻挡层的材料为掺氮碳化硅。可选的，所述盖帽层的材料为氮化硅。可选的，所述粘附层的材料为含碳氧化硅。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:通过在第一层间介质层以及第一导电插塞上形成第一扩散阻挡层以及第二扩散阻挡层，可以减小第一导电插塞与第一层间介质层、互连结构的其他构件之间发生交叉扩散发生的几率，其中所述的“交叉扩散”包括第一导电插塞的材料向第一层间介质层扩散，或者是互连结构中的材料向第一导电插塞扩散，进而尽量地避免形成的互连结构的性能因交叉扩散而受到影响。同时，在所述第二扩散阻挡层上形成硬度高于第二扩散阻挡层的盖帽层的硬度，硬度较高的盖帽层可以在一定程度上保护下方的第一扩散阻挡层以及第二扩散阻挡层不受后续工艺的影响，例如，后续形成所述第二层间介质层的步骤可能带来的等离子体损伤(plasma induced damage, P ID);在所述盖帽层上形成掺氧娃化物的粘附层,并且在所述粘附层上形成第二层间介质层，粘附层可以增加第一层间介质层与后续形成的第二层间介质层之间的粘附力，相对于现有技术，可以尽量地避免因与第一、第二层间介质层之间的粘附力不够而到导致第一、第二层间介质层或者其它互连结构产生裂纹的问题。进一步，形成碳化硅材料的第一扩散阻挡层，并形成掺氮碳化硅材料的第二扩散阻挡层；其中，掺氮碳化硅材料的第二扩散阻挡层可以防止第一导电插塞的材料扩散至互连结构中，同时，由于所述碳化娃材料的第一扩散阻挡层位于第二扩散阻挡层与第一导电插塞之间，碳化娃材料的第一扩散阻挡层可以用于防止互连结构中的材料扩散至第一导电插塞中，进而减小第一导电插塞与第一层间介质层、互连结构的其他构件之间发生交叉扩散的几率。【附图说明】图1是现有技术的一种互连结构的示意图；图2至图6是本专利技术互连结构的形成方法在一实施例中各个步骤的结构示意图；图7是本专利技术互连结构在一实施例中的结构示意图。【具体实施方式】为了减小RC延迟等问题，现有技术采用具有低k材料形成互连结构中的层间介质层以及隔离层。有些低k材料具有多孔结构容易导致隔离层与层间介质层之间的粘附性变低，进而导致互连结构在后续的制作工艺中受到损伤或者与相邻层之间产生脱附问题，例如，在化学机械研磨的过程中，层间介质分层可能因受到研磨时产生力的作用而产生裂纹(c当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底上形成第一层间介质层，并在所述第一层间介质层中形成第一导电插塞；在所述第一层间介质层以及第一导电插塞上形成第一扩散阻挡层；在所述第一扩散阻挡层上形成第二扩散阻挡层；在所述第二扩散阻挡层上形成硬度高于第二扩散阻挡层的盖帽层；在所述盖帽层上形成粘附层；在粘附层上形成第二层间介质层。

【技术特征摘要】

【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