形成绝缘介质层的方法以及绝缘介质层技术

本申请提供了一种形成绝缘介质层的方法以及绝缘介质层。所述方法包括如下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成第一介质层；在所述第一介质层表面形成一硼磷硅玻璃层；对所述硼磷硅玻璃层进行疏水处理；在所述硼磷硅玻璃层表面形成第二介质层，从而形成包括所述第一介质层、硼磷硅玻璃层、以及第二介质层的绝缘介质层。本申请在形成硼磷硅玻璃层后进行了疏水处理，解决形成第二介质层后析出硼、磷产生鼓泡的问题，改善后续钨栓形貌异常的缺陷。改善后续钨栓形貌异常的缺陷。改善后续钨栓形貌异常的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
形成绝缘介质层的方法以及绝缘介质层


[0001]本申请涉及半导体加工
，尤其涉及一种形成绝缘介质层的方法以及绝缘介质层。

技术介绍

[0002]随着集成电路密度的不断提高，对半导体器件的性能以及稳定性也提出了更高的要求。制备半导体器件的过程中需要沉积形成各种薄膜，例如在形成金属互连结构时需要先沉积绝缘介质层。
[0003]请一并参阅图1A～图1D，为现有技术中一种绝缘介质层的形成工艺流程示意图。绝缘栅型晶体管的绝缘介质层(ILD)采用介质层、硼磷硅玻璃和介质层的复合结构。如图1A所示，提供一衬底11。如图1B所示，在所述衬底11表面形成第一介质层12；常用的介质层材料是二氧化硅，二氧化硅介电常数高、绝缘效果好是良好的绝缘介质层材料，并且可以隔离硼、磷元素。如图1C所示，在所述第一介质层12表面形成一硼磷硅玻璃层13；硼磷硅玻璃具有较低的熔融温度和较好的回流特性，可以用于平坦化制程，并且掺入的硼、磷元素还起到吸附碱金属离子的作用。如图1D所示，在所述硼磷硅玻璃层13上形成第二介质层14；由于硼磷硅玻璃耐磨性偏弱容易在后续的化学机械研磨过程中造成划伤，在硼磷硅玻璃13上层加入第二介质层14可作为耐磨层使用。现有技术中第二介质层14形成后会析出硼、磷产生鼓泡15，在后续制备钨栓的过程中也会在鼓泡15内填充钨，并且这个鼓泡15很难通过化学机械研磨去除，从而造成钨栓形貌异常。
[0004]因此，需要在硼磷硅玻璃层回流平坦化热过程后进行一定的处理，解决形成第二介质层后析出硼、磷产生鼓泡的问题，改善后续钨栓形貌异常的缺陷。

技术实现思路

[0005]本申请所要解决的技术问题是提供一种形成绝缘介质层的方法以及绝缘介质层，能够解决形成第二介质层时硼、磷析出产生鼓泡的问题。
[0006]为了解决上述问题，本申请提供了一种形成绝缘介质层的方法，包括如下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成第一介质层；在所述第一介质层表面形成一硼磷硅玻璃层；对所述硼磷硅玻璃层进行疏水处理；在所述硼磷硅玻璃层表面形成第二介质层，从而形成包括所述第一介质层、硼磷硅玻璃层、以及第二介质层的绝缘介质层。
[0007]在一些实施例中，所述第一介质层和第二介质层的材料为二氧化硅。
[0008]在一些实施例中，采用等离子体化学气相沉积的方法形成所述第一介质层和第二介质层。
[0009]在一些实施例中，采用沉积和回流平坦化的方法在所述第一介质层表面形成所述硼磷硅玻璃层。
[0010]在一些实施例中，所述疏水处理的步骤进一步包括采用NH4OH的水溶液对所述硼磷硅玻璃层的表面进行处理。
[0011]在一些实施例中，所述NH4OH的水溶液进一步包括H2O2，用于对所述NH4OH的水溶液进行缓释。
[0012]在一些实施例中，所述疏水处理还包括采用快排喷淋冲洗工艺进行清洗、离心脱水、以及干燥。
[0013]为了解决上述问题，以下提供一种绝缘介质层，包括：第一介质层；硼磷硅玻璃层，所述硼磷硅玻璃层设置在所述第一介质层表面，所述硼磷硅玻璃层的表面为疏水表面；第二介质层，所述第二介质层设置在所述硼磷硅玻璃层表面。
[0014]在一些实施例中，所述第一介质层和第二介质层的材料为二氧化硅。
[0015]在一些实施例中，所述疏水表面进一步是采用NH4OH的水溶液对所述硼磷硅玻璃层的表面进行处理后获得的。
[0016]上述技术方案，通过对所述硼磷硅玻璃层表面进行疏水处理，可以有效改善第二介质层表面硼、磷析出产生鼓泡的问题，在后续的钨栓形成工艺中，避免了向鼓泡内填充金属钨形成缺陷的问题，从而得到形貌良好的钨栓。
[0017]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请具体所述方式的技术方案，下面将对本申请的具体实施方式中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]附图1A至附图1D所示是现有技术中绝缘介质层的形成工艺流程示意图；
[0020]附图2是本申请所述形成绝缘介质层的方法一具体实施方式的实施步骤示意图；
[0021]附图3至附图11是本申请所述形成绝缘介质层的方法一具体实施方式的主要步骤形成的器件结构示意图；
[0022]附图12所示是本申请所述绝缘介质层的示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本申请具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本申请一部分具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本申请中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本申请保护的范围。
[0024]本申请一具体实施方式提供了一种形成绝缘介质层的方法。
[0025]请参阅图2，其为本申请所述形成绝缘介质层的方法一具体实施方式的实施步骤示意图。如图2所示，本具体实施方式所述的形成绝缘介质层的方法包括：步骤S201，提供一衬底；步骤S202，在所述衬底表面形成第一介质层；步骤S203，在所述第一介质层表面形成一硼磷硅玻璃层；步骤S204，对所述硼磷硅玻璃层进行疏水处理；步骤S205，在所述硼磷硅玻璃层表面形成第二介质层，从而形成包括所述第一介质层、硼磷硅玻璃层、以及第二介质
层的绝缘介质层；步骤S206，在所述绝缘介质层35内部形成接触孔36；步骤S207，在所述绝缘介质层35表面以及接触孔36内形成金属阻挡层37；步骤S208，在所述金属阻挡层37表面沉积金属钨形成钨金属层38；步骤S209，去除所述绝缘介质35表面的金属阻挡层37以及钨金属层38，于所述接触孔36中形成钨栓39。
[0026]在本具体实施方式中，所述第一介质层、硼磷硅玻璃层、以及第二介质层共同构成绝缘介质层。所述第一介质层作为绝缘介质层材料，并且可以起到隔离硼、磷元素的作用。所述硼磷硅玻璃层可以在较低的温度下进行回流，用于后续的平坦化制程。同时由于硼磷硅玻璃层耐磨性偏弱在后续的钨栓化学机械研磨过程中容易造成损伤，又在所述硼磷硅玻璃层表面形成第二介质层作为耐磨层进行保护。在所述第一介质层表面形成所述硼磷硅玻璃层后，对所述硼磷硅玻璃层采用特殊的湿法表面处理技术进行处理，可以有效改善第二介质层表面硼、磷析出产生鼓泡的问题。
[0027]图3至图11是本申请所述形成绝缘介质层的方法一具体实施方式中的主要步骤形成的器件结构示意图。
[0028]请参阅图3，参考步骤S201，提供一衬底31。在本具体实施方式中，所述衬底31的材料是单晶硅材料，可以与大规模集成电路相兼容。在其他具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成绝缘介质层的方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成第一介质层；在所述第一介质层表面形成一硼磷硅玻璃层；对所述硼磷硅玻璃层进行疏水处理；在所述硼磷硅玻璃层表面形成第二介质层，从而形成包括所述第一介质层、硼磷硅玻璃层、以及第二介质层的绝缘介质层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介质层和第二介质层的材料为二氧化硅。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用等离子体化学气相沉积的方法形成所述第一介质层和第二介质层。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用沉积和回流平坦化的方法在所述第一介质层表面形成所述硼磷硅玻璃层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水处理的步骤进一步包括采用NH4OH的水溶液对所述硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，祁玉发，许捷，吴贤勇，刘峰松，高玉岐，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：