半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本公开实施例提供防止在通孔开口/沟槽开口形成之后的接点损坏或氧化的方法。在一例子中，此方法包含在基底上的结构中形成开口，以暴露出电性导电部件的表面的一部分，以及使用从等离子体形成的能量物质轰击掩模层的表面，以从掩模层释放反应性物质，其中反应性物质在电性导电部件暴露的表面上形成阻挡层。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本公开实施例涉及半导体技术，且特别涉及半导体装置的制造方法。
技术介绍
由于铜所提供的高速度，在半导体装置中偏好使用铜作为导电内连接材料。铜难以被图案化，因此工业已调整镶嵌(damascene)加工技术以形成铜内连接接点。典型的镶嵌工艺可包含在介电层中形成开口，在介电层上方以及开口中沉积铜，接着实施平坦化工艺以移除介电层上方多余的铜，将铜镶嵌于开口中。选择性地，蚀刻停止层形成于铜和介电层的顶表面上。之后，上方介电层和光致抗蚀剂层依序地形成于蚀刻停止层上。接着，使用光刻技术和蚀刻技术在上方介电层和蚀刻停止层中形成开口，暴露出位于其下的铜的部分，以达到电性连接的目的。与上述工艺相关连的挑战为用于蚀刻通孔(via)的蚀刻工艺会留下蚀刻残留物和副产物。暴露的铜表面由于这些蚀刻残留物和副产物容易氧化，这会导致暴露的铜表面的品质下降并增加接触电阻。当可使用湿式清洗工艺移除氧化铜时，湿式清洗工艺将损坏铜表面。
技术实现思路
在一些实施例中，提供半导体装置的制造方法，此方法包含在基底上的结构中形成开口，以暴露出电性导电部件的表面的一部分；以及使用从等离子体形成的能量物质轰击掩模层的表面，以从掩模层释放反应性物质，其中反应性物质在电性导电部件暴露的表面上形成阻挡层。在一些其他实施例中，提供半导体装置的制造方法，此方法包含在基底上方形成第一介电层，第一介电层具有包含电性导电部件的沟槽；在第一介电层上方形成第二介电层；在第二介电层上方形成掩模层；在掩模层和第二介电层中形成开口，以暴露出电性导电部件的表面；由第一气体和第二气体形成等离子体；以及使用来自第一气体和第二气体中的至少一者的能量物质轰击掩模层，以从掩模层释放反应性物质，其中反应性物质在电性导电部件的暴露表面上和开口的侧壁上形成阻挡层。在另外一些实施例中，提供半导体装置，此半导体装置包含基底，第一介电层形成于基底上，第一介电层具有填充电性导电部件的沟槽；第二介电层形成于第一介电层上方；内连接结构延伸通过第二介电层，以暴露出电性导电部件的表面，其中内连接结构具有侧壁和底部，且内连接结构的底部的内宽与内连接结构的顶部的内宽得比值大于约33％；以及阻挡层形成于内连接结构的底部，阻挡层覆盖电性导电部件的暴露表面。附图说明根据以下的详细说明并配合所附附图可以更加理解本公开实施例。应注意的是，根据本产业的标准惯例，图示中的各种部件(feature)并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。图1为显示依据各种本公开实施例的制造半导体装置的内连接结构的例示性方法的流程图。图2A-图2E显示依据各种本公开实施例，在制造的各种阶段的半导体装置的剖面示意图。图3显示依据各种本公开实施例，有着阻挡层形成于通孔的底部和侧壁上的半导体装置的放大剖面示意图。图4显示依据各种本公开实施例，具有导电材料填充通孔开口(viaopening)和沟槽开口的半导体装置的放大剖面示意图。附图标记说明：100流程图102、104、106、108、110、112、114、116、118操作200半导体装置202基底203、205a、207顶表面205电性导电部件205b暴露的顶表面210第一介电层212蚀刻停止层214第二介电层216抗反射涂层218掩模层220第一光致抗蚀剂层222图案特征224图案化开口226第二光致抗蚀剂层231等离子体232沟槽开口234通孔开口235侧壁236、237阻挡层238、240高能量物质242、244反应性物质265凹面底部267上方角落402导电材料θ通孔角度“D1”、“D2”内宽具体实施方式要了解的是以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例，以实施提供的主体的不同部件。以下叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以求简化公开内容的说明。当然，这些仅为范例并非用以限定本公开。例如，以下的公开内容叙述了将一第一部件形成于一第二部件之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一部件与上述第二部件是直接接触的实施例，亦包含了尚可将附加的部件形成于上述第一部件与上述第二部件之间，而使上述第一部件与上述第二部件可能未直接接触的实施例。此外，公开内容中不同范例可能使用重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字是为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例及/或所述外观结构之间的关系。再者，为了方便描述附图中一元件或部件与另一(复数)元件或(复数)部件的关系，可使用空间相关用语，例如“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似的用语。除了附图所绘示的方位之外，空间相关用语也涵盖装置在使用或操作中的不同方位。所述装置也可被另外定位(例如，旋转90度或者位于其他方位)，并对应地解读所使用的空间相关用语的描述。图1为显示依据各种本公开实施例的制造半导体装置的内连接结构的例示性方法的流程图100。图2A-图2E显示依据图1的流程图100，在制造的各种阶段的半导体装置的剖面示意图。本领域技术人员应当理解，形成半导体装置及相关结构的全部工艺并未显示于图中或描述于此。虽然各种操作显示于途中并描述于此，但是并不意味着限制这些步骤的顺序或中间步骤的存在或不存在。除非明确指出，否则显示或描述的顺序的操作仅为了说明而完成，而不排除实际上至少部分地(如果不是完全地)以同时或重叠的方式实施个别步骤。流程图100从操作102开始，提供半导体装置200的内连接结构。半导体装置200的内连接结构可包含第一介电层210形成于基底202上方，第一介电层210包含电性导电部件205。半导体装置200的内连接结构可为集成电路(integratedcircuits，ICs)的制造的各种阶段的多层结构。举例来说，半导体装置200的内连接结构可为后段工艺(backendoftheline，BEOL)内连接结构的一部分，其中个别的装置或组件通过线路或金属层内连接。可以注意的是，在形成内连接结构于基底上之前，额外的结构、材料层或装置结构可预先形成于基底上，以促进半导体装置200的操作和适当功能。举例来说，在形成所需的内连接结构之前，前端结构(例如栅极结构、接点结构或其他合适的结构)可预先形成于基底202上。电性导电部件205可通过使用合适技术(例如镶嵌工艺)形成于第一介电层210中。接着，对半导体装置200的内连接结构进行研磨工艺，例如化学机械研磨(chemicalmechanicalpolish，CMP)工艺，使得电性导电部件205的顶表面205a与第一介电层210的顶表面207大致在相同高度上，如图2A所示。电性导电部件205可由金属、金属合金、过渡金属、过渡金属合金或类似物形成。举例来说，电性导电部件205可由铜、铝、金、钨等形成。在其他例子中，电性导电部件205可由铜、含铜金属、铜合金或含铜合金形成。在一例子中，电性导电部件205由铜制成。第一介电层210可为在半导体制造中使用的任何合适的介电材料的一层或多层。举例来说，第一介电层210可为包含氧化物、氮化物、低介电常数(low-k)材料、含硅碳材料或其他合适介电材料的单一层。在一些例子中，第一介电层210为包含氧化物、氮化物、低介电常数材料或其他合适介电材料的层堆叠。第一介电层210的例示性材料包含氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制造方法，包括：在一基底上的一结构中形成一开口，以暴露出一电性导电部件的一表面的一部分；以及使用从一等离子体形成的能量物质轰击一掩模层的一表面，以从该掩模层释放一反应性物质，其中该反应性物质在该电性导电部件暴露的该表面上形成一阻挡层。

【技术特征摘要】
2017.05.18 US 62/508,155;2017.07.18 US 15/653,3681.一种半导体装置的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈柏志，邱意为，张宏睿，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71