低介电常数介质层及金属互连结构的制作方法技术

本发明专利技术提供一种低介电常数介质层及金属互连结构的制作方法，通过优化低介电常数介质层的制备方法中前驱物和含氧的反应气体的组分配比，使所述低介电常数介质层具有改善的机械强度同时其介电常数变化不大。本发明专利技术的金属互连结构的制作方法中包括根据前述的低介电常数介质层的制作方法制作金属间介质层，所述金属间介质层具有接近于氧化层的硬度，减轻机械强度失配导致的形变；同时，在后续的刻蚀工艺中金属间介质层的刻蚀抗性提升，所述金属间介质层相对于用作保护层的氧化层的刻蚀选择性降低，改善金属间介质层中刻蚀形成的通孔或沟槽形貌，避免刻蚀图形异常而增加后续金属填充工艺的难度和/或引入孔洞，有利于提升元件之间的电性能。之间的电性能。之间的电性能。

【技术实现步骤摘要】
低介电常数介质层及金属互连结构的制作方法


[0001]本专利技术属于半导体制造领域，特别是涉及一种半导体器件的制作方法。

技术介绍

[0002]在先进芯片制程的后段(Back End of Line；BEOL)工艺中，所使用的金属间介电质(IMD)的介电常数k与互连金属的电阻共同决定了芯片传输的RC延时性能。因此，使用低介电常数材料对于降低芯片的RC延时具有非常重要的意义。现有工艺中，降低介电常数的两种手段为：降低构成材料的极化率；降低单位体积中极化分子的密度。
[0003]黑金刚石(Black diamond；BD)薄膜材料，是常用的低介电常数材料之一，此种低介电常数材料的k值可以控制在2.7
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3.0。由于低介电常数材料能够很好地减少电信号传播时电路本身的阻抗和容抗延迟所带来的信号衰减，即减少后端互连的RC延迟现象，满足130nm、90nm、65nm和45nm后段工艺的技术要求。
[0004]目前，现有互连工艺制作的多孔黑金刚石(BD)材料能够满足降低RC延时的要求，但是互连工艺中对黑金刚石(BD)介质层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低介电常数介质层的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：提供一衬底；提供气体混合物，所述气体混合物包括前驱物和含氧的反应气体；将所述气体混合物通入反应腔室中，通过等离子体增强化学气相沉积工艺于所述衬底上形成低介电常数介质层，所述低介电常数介质层包含含碳的第一硅氧化物和第二硅氧化物；其中，通过增加所述气体混合物中所述反应气体的含量百分比使所述低介电常数介质层中所述第一硅氧化物的组分含量降低以增强低介电常数介质层的机械强度。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述反应气体包括O2、N2O和CO2，所述前驱物选自四甲基环化四硅氧烷、八甲基环化四硅氧烷、十甲基环化五硅氧烷、四乙烯基四甲基环化四硅氧烷和三甲基三乙烯基环化四硅氧烷中的任一种环结构有机硅。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于：所述低介电常数介质层选用为黑金刚石Black Diamond，所述低介电常数介质层的介电常数介于2.7
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3.0之间，所述第一硅氧化物包括SiOCH，所述第二硅氧化物以化学计量式表示为SiO
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。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于：所述前驱物包括八甲基环化四硅氧烷，所述反应气体包括O2，通过具有射频源的化学气相沉积工艺形成所述低介电常数介质层的步骤包括调节八甲基环化四硅氧烷相对于O2之间的流量比介于15.6
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【专利技术属性】
技术研发人员：张正，庄琼阳，贾晓峰，陈献龙，
申请(专利权)人：粤芯半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：