一种半导体产品，包括： 低ｋ介电层； 包含Ｎ－Ｈ基团的氮基层，Ｎ－Ｈ基团可从氮基层扩散；以及 直接插入在所述低ｋ介电层和所述氮基层之间的含氧层。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术最一般涉及半导体器件及其制造方法。更特殊地，本专利技术提供一种防止基团(base groups)嵌入低K材料中并最终导致抗蚀剂不能溶解的方法和结构。
技术介绍
深紫外线(DUV)光刻技术广泛用于制造先进的VLSI(超大规模集成)半导体器件。化学增强DUV抗蚀剂改善了光刻系统的性能并提高了器件特征分辨率。低介电常数(低K)电介质在今天的半导体制造工业受到欢迎，因为它们通过减少寄生电容、减少传播延迟以及因此提高器件速度而改善了性能。采用铜互连构造也有利于减小互连线的线电阻。典型的铜互连线路结合镶嵌制造技术(damascene manufacturingtechniques)以限定互连路线。双镶嵌方法受到欢迎是因为它提供更低成本的加工、改善的层到层取向容错度，因此可以应用更紧凑的设计规则并获得改善的性能。与采用低K电介质以及铜互连线和DUV光刻技术中使用的化学增强抗蚀剂相关联的缺点是嵌入多孔低k介电材料中的基团与化学增强抗蚀剂中的酸性催化剂相互作用从而使曝光的抗蚀剂在显影剂中不能溶解。这种不受欢迎的剩余抗蚀剂使形成的图形变形并且难以去除。胺(amine)之类的基团或其它N-H基团的产生通常与传统硬质掩模薄膜、刻蚀中止层和薄膜叠层中所用的阻挡层相关，该薄膜叠层也包括低k介电薄膜并且便于用在双镶嵌加工中。刻蚀中止层和阻挡薄膜一般是含氮薄膜。因此希望享受由铜互连技术、低k介电薄膜和DUV光刻系统中的化学增强抗蚀剂带来的好处，而不会由于基团与低k介电薄膜之间的相互作用而劣化化学增强抗蚀剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于把低k介电层从含N-H基团的氮基层(nitrogen base layer)隔离开的结构和方法，该N-H基团能够从氮基层扩散并嵌入低k介电层中。本专利技术提供直接配置在低k介电层和氮基层之间的含氧层。本专利技术也提供一种用于制作半导体产品的工艺，该工艺包括在衬底上制作至少一层低k介电薄膜、采用包含胺的源化学物质(sourcechemistry)在衬底上制作至少一层N-H基薄膜以及在至少一组相邻的低k介电薄膜和N-H基薄膜之间制作TEOS(原硅酸四乙酯)氧化物薄膜。附图说明在结合附图阅读时从下文的详细描述中最能够理解本专利技术。应强调的是，根据一般惯例，附图的各特征没有按比例画出。相反，为清晰起见各种特征的尺寸被随意扩大或缩小。在说明书和附图中相同的标号标记同一特征。附图中包括以下各图图1是表示根据现有技术薄膜叠层中形成的开口中不能溶解的抗蚀剂的截面图；图2是表示根据本专利技术示例薄膜叠层的截面图；图3是表示本专利技术示例子结构(substructure)的截面图；图4是表示本专利技术的示例薄膜叠层中形成的开口内形成的抗蚀剂的截面图；图5表示图4中对部分抗蚀剂显影后的结构； 图6是表示图4和5中所示薄膜叠层中形成的示例双镶嵌开口的截面图。具体实施例方式本专利技术提供一种在一般用于双镶嵌、VLSI(超大规模集成)加工技术的薄膜叠层中使用低k介电薄膜的方法和结构。在各种示例实施方式中，薄膜叠层可包含硬质掩模薄膜、刻蚀中止薄膜和阻挡层薄膜。薄膜叠层可制作在导电互连引线或另一子结构上。刻蚀中止层、硬质掩模层和阻挡层分别是包含N-H基团的氮基层，该N-H基团能够从各层扩散。氮基层可以是含氮的薄膜，例如氮化硅(SiN)或掺氮的碳化硅(SiC-N)。用于制作这些氮化物和碳化物薄膜的典型沉积物质包含或产生氨NH3，氨很容易扩散进入或穿过低k介电材料。在薄膜制作化学中，硬掩模层可以是采用氮或含氮氧化物形成的氧化硅薄膜。硬质掩模、刻蚀中止层和阻挡层可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制作，但也可使用其它替代方法。在采用PECVD的薄膜制作工艺中可以包括氨或其它含氮气体作为源气体。氨、各种胺和氨基硅烷之类的其它N-H基团可以用于薄膜形成化学中和/或可以是副产品。根据传统技术，这些物质可以在制作硬质掩模、刻蚀中止薄膜和阻挡层薄膜时扩散进入和穿过多孔低k电介质，或者在完成薄膜制作工艺后扩散进入多孔低k介电材料。一般来说，各种胺、氨基硅烷和在制作硬质掩模、刻蚀中止层和阻挡层薄膜时产生的其它N-H基团可扩散进入通常界定前述薄膜的低k介电薄膜。本专利技术直接在低k电介质和相邻的硬质掩模、刻蚀中止层、阻挡层或其它氮基薄膜之间提供含氧薄膜，例如TEOS氧化薄膜。含氧薄膜抑制N-H和其它基团扩散进入低k介电薄膜。根据现有技术的传统结构，没有给出含氧的扩散抑制薄膜，N-H基或其它基的物质扩散进入并穿过通常多孔的低k介电材料。这些基物质可从低k介电材料扩散进入和低k介电层相接触的抗蚀剂材料。这在图1中现有技术的结构中进行了说明。图1表示在薄膜叠层内形成的开口123的现有技术结构。薄膜叠层可以包含相对多孔的低k介电薄膜117和125。薄膜叠层也包含示例阻挡层111、示例刻蚀中止层129和示例硬质掩模层127。在示例实施方式中，阻挡层111、刻蚀中止层129和硬质掩模层127中的一个或多个可以是含氮薄膜之类的薄膜，采用氨或其它气体制作，在薄膜制作工艺中和/或在制作的薄膜中产生N-H基物质。根据示例实施方式，其中采用PECVD来制作薄膜，氨或其它含氮气体可包括在用来制作薄膜的等离子体化学物质的组份中。这样，在薄膜制作工艺中或在制作薄膜之后，各种胺、氨基硅烷和其它的N-H基团可以从阻挡层11、刻蚀中中层129和硬质掩模层127扩散进入低k介电薄膜117和125。这样的扩散在图1中由箭头110来标示。在这种情况下，N-H基团嵌入多孔低k介电层117和125之中。开口123包括低k介电材料暴露的侧壁137。仍然参照图1中的现有技术结构，根据在VLSI加工中通常采用的双镶嵌加工方案，在形成开口123之后在薄膜叠层中形成其它镶嵌开口并在开口123上取向从而产生双镶嵌或二分层开口(two-tieredopening)。这样的开口最好通过在衬底上涂上一层DUV抗蚀剂薄膜然后对优选化学增强抗蚀剂部分曝光来形成。化学增强抗蚀剂在薄膜叠层上形成并填充开口123。传统的光学掩模161包括透明区153和不透明区113。采用DUV光刻，紫外光射过透明区153并按所希望的那样激活DUV中的酸性催化剂、化学增强的抗蚀剂130从而打破抗蚀剂结构中的键合，并且使抗蚀剂在显影剂中能够溶解。在光学掩模161的不透明区113下面的抗蚀剂130的部分135没有曝光因此不会在显影剂中溶解。需要采用紫外光使掩模113透明区153下面的整个抗蚀剂区能够在显影剂中借助于酸性催化剂激活而溶解。抗蚀剂130的部分141是这样的可溶解部分。在已有开口123上形成双镶嵌开口的实施例中，开口123内的抗蚀剂膜130所有部分都需要曝光和显影。然而，在抗蚀剂130的区167基团从从低k介电薄膜117和125经由137扩散进抗蚀剂130，如箭头151所示。这些胺、N-H基团与DUV抗蚀剂的酸性催化剂相互作用并中和酸性催化剂。因此在采用DUV光显影时被中和的酸性催化剂不会激活。这样，根据现有技术的传统方法，区167在显影剂中不能溶解并且保留下来，并且使图形变形。图2表示根据本专利技术的示例叠层。子结构2包括表面4，在该表面上制作本专利技术的示例薄膜叠层。表面4可以是半导体衬底的表面或在例如衬底上形成的导电线之类构造的表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体产品，包括低k介电层；包含N-H基团的氮基层，N-H基团可从氮基层扩散；以及直接插入在所述低k介电层和所述氮基层之间的含氧层。2.如权利要求1所述的半导体产品，其中所述含氧层包括TEOS(原硅酸四乙酯)氧化物薄膜。3.如权利要求2所述的半导体产品，其中所述氮基层包括氮化硅薄膜和掺氮碳化硅薄膜之一。4.如权利要求1所述的半导体产品，其中所述含氧层包括掺氧碳化硅。5.如权利要求1所述的半导体产品，其中所述半导体产品包括放置在阻挡层之上的下低k介电层；放置在所述下低k介电层之上的刻蚀中止层；放置在所述刻蚀中止层之上的上低k介电层；放置在所述上低k介电层之上的硬质掩模层；所述氮基层包括所述阻挡层，并且还包括由所述刻蚀中止层和所述硬质掩模层组成的其它氮基层，所述其它氮基层各自包含可从其扩散的N-H基团，以及所述含氧层包括插入所述阻挡层和所述下低k介电层之间的TEOS氧化物层，并且还包括插入所述其它氮基层和所述邻近的低k介电层之间的其它TEOS层。6.如权利要求1所述的半导体产品，其中所述低k介电层包括有机硅酸玻璃和SiOC-H之一。7.一种半导体产品，包括在...
【专利技术属性】
技术研发人员：科特·G·斯坦纳，苏珊·维特卡瓦格，斯蒂夫·莱特尔，杰拉尔德·吉伯森，斯科特·詹森，
申请(专利权)人：艾格瑞系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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