半导体结构的制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体结构的制备方法。该制备方法包括：在一基底上形成一介电层；在该介电层中形成一开口；形成与该开口共形的一第一衬垫；在该开口中形成一多孔层并被该第一衬垫包围；形成穿透该介电层的一导电通孔；以及在该介电层上形成一导电垫，其中该导电垫覆盖该多孔层及该导电通孔。该多孔层及该导电通孔。该多孔层及该导电通孔。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的制备方法
[0001]本专利技术主张美国第17/742,541及17/742,612号专利申请案的优先权(即优先权日为“2022年5月12日”)，其内容以全文引用的方式并入本文中。


[0002]本公开涉及一种半导体结构的制备方法，尤其涉及一种具有多孔结构的半导体结构的制备方法。

技术介绍

[0003]半导体元件被用于各种电子应用，如个人电脑、移动电话、数字相机及其他电子装置。半导体元件的尺寸正在不断缩小，以满足日益增长的计算能力的需求。然而，在缩小尺寸的过程中出现了各种问题，而且这些问题的数量和复杂性都在不断增加。因此，在实现提高品质、产量、性能和可靠性以及降低复杂性方面仍然存在挑战。
[0004]上文的“现有技术”说明仅系提供
技术介绍
，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本专利技术的任一部分。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提出一种半导体结构的制备方法，以解决上述至少一个问题。
[0006]本公开的一个方面提供一种半导体结构。该半导体结构包括：一基底，包括一互连结构；一介电层，设置于该基底上；一导电垫，设置于该介电层上；一钝化层，设置于该介电层上并部分暴露该导电垫；以及一多孔层，被该介电层包围并在该基底与该导电垫之间延伸。
[0007]在一些实施例中，该半导体结构还包括：一第一衬垫，围绕该多孔层并设置于该介电层内。
[0008]在一些实施例中，该第一衬垫至少部分地围绕该多孔层的一侧壁及一底部表面。
[0009]在一些实施例中，该第一衬垫围绕该多孔层的一侧壁，而该多孔层与该基底接触。
[0010]在一些实施例中，该半导体结构还包括：一导电通孔，与该多孔层相邻设置，并且电性连接该导电垫及该互连结构。
[0011]在一些实施例中，该介电层的一部分设置于该导电通孔与该多孔层之间。
[0012]在一些实施例中，该导电通孔的一顶部横截面积实质上大于该多孔层的一顶部横截面积。
[0013]在一些实施例中，该导电通孔延伸穿过该介电层。
[0014]在一些实施例中，该导电通孔包括多个导电通孔，且该多个导电通孔彼此分开。
[0015]在一些实施例中，该多个导电通孔被该导电垫覆盖。
[0016]在一些实施例中，该多孔层的一孔隙率在5％至30％之间。
[0017]在一些实施例中，该多孔层的一孔隙率在10％至15％之间。
[0018]在一些实施例中，该半导体结构还包括：一第二衬垫，设置于该多孔层与该导电垫之间。
[0019]在一些实施例中，该多孔层被该第一衬垫及该第二衬垫包围。
[0020]在一些实施例中，从一俯视角度看，该多孔层设置于该导电垫的一中心区域。
[0021]本公开的另一个方面提供了一种半导体结构。该半导体结构包括：一基底，包括一互连结构；一介电层，设置于该基底上；一多孔柱，设置于该基底上并延伸穿过该介电层；一第一防潮层，围绕该多孔柱并设置于该介电层内；一导电通孔，在该介电层内延伸并邻近该多孔柱设置；以及一导电垫，设置于该介电层上并覆盖该导电通孔及该多孔柱。
[0022]在一些实施例中，该半导体结构还包括：一第二防潮层，设置于该多孔柱与该导电垫之间。
[0023]在一些实施例中，该导电通孔穿透该第二防潮层并接触该导电垫。
[0024]在一些实施例中，该半导体结构还包括：一钝化层，设置于该介电层上，并通过该第二防潮层与该介电层分开。
[0025]在一些实施例中，该多孔柱包括一种或多种低k(介电常数)材料。
[0026]在一些实施例中，该导电通孔包括钨、铜、钴、钌、钼或其组合。
[0027]在一些实施例中，该导电通孔包括：一阻挡部件及被该导电通孔包围的一导电部件。
[0028]在一些实施例中，该阻挡层包括钛、钽、氮化钛、氮化钽，或其组合。
[0029]在一些实施例中，该第一防潮层包括氮化物、高k材料或其组合。
[0030]本公开的另一个方面提供一种半导体结构的制备方法。该制备方法包括：在一基底上形成一介电层；在该介电层中形成一开口；形成与该开口共形的一第一衬垫；在该开口中形成一多孔层并被该第一衬垫包围；形成穿透该介电层的一导电通孔；以及在该介电层上形成一导电垫，其中该导电垫覆盖该多孔层及该导电通孔。
[0031]在一些实施例中，该制备方法还包括：在形成该导电通孔之前，在该介电层上形成一第二衬垫，其中该导电通孔穿透该第二衬垫。
[0032]在一些实施例中，该多孔层的一顶部表面与该第一衬垫的一顶部表面实质上对齐。
[0033]在一些实施例中，该第一衬垫的形成包括：沉积与该介电层及该开口共形的一第一氮化物层；以及移除该介电层上方及该开口中的该第一氮化物层的水平部分。
[0034]在一些实施例中，该导电垫的形成包括：在该介电层上沉积一导电层；在该导电层上形成一光刻胶层；移除通过该光刻胶层暴露的该导电层的一部分以形成该导电垫；以及移除该光刻胶层。
[0035]在一些实施例中，该制备方法还包括：在该介电层及该导电垫上形成一钝化材料；以及暴露该导电垫的至少一部分。
[0036]在一些实施例中，该多孔层的形成包括：在该介电层上及该开口中形成一能量可移除材料；对该能量可移除材料执行一能量处理；以及移除设置于该介电层上方的该能量可移除材料的一部分。
[0037]在一些实施例中，该能量可移除材料包括一热分解材料、一光子分解材料、一电子束分解材料，或其组合。
[0038]在一些实施例中，该能量可移除材料包括一基础材料及一可分解致孔材料。
[0039]在一些实施例中，该基础材料包括一种基于甲硅烷基的材料，而可分解致孔材料包括一种致孔有机化合物。
[0040]在一些实施例中，该能量处理包括将一热源或一光源应用于该能量可移除材料。
[0041]本公开的有益效果在于，本专利技术公开一种半导体结构的制备方法及其半导体结构。本专利技术公开的半导体结构包括多孔结构，特别是在互连结构的最上面的金属层与被钝化层覆盖的导电垫之间。多孔结构具有吸收半导体结构上的应力(例如，在工艺期间的接合应力)的功能，并且可以改善半导体结构的容力公差(force tolerance)。因此，可以防止因半导体结构上的力或应力(例如，在半导体结构与另一芯片、晶片或电气结构的结合期间)造成的损坏或缺陷。产品的产量及性能可以因此得到改善。
[0042]上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，以使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属
中技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或过程而实现与本公开相同的目的。本公开所属
中技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离随附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法，包括：在一基底上形成一介电层；在该介电层中形成一开口；形成与该开口共形的一第一衬垫；在该开口中形成一多孔层，并被该第一衬垫包围；形成穿透该介电层的一导电通孔；以及在该介电层上形成一导电垫，其中该导电垫覆盖该多孔层及该导电通孔。2.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，还包括：在形成该导电通孔之前，在该介电层上形成一第二衬垫，其中该导电通孔穿透该第二衬垫。3.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其中该多孔层的一顶部表面与该第一衬垫的一顶部表面实质上对齐。4.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其中该第一衬垫的形成包括：沉积与该介电层及该开口共形的一第一氮化物层；以及移除该介电层上方及该开口中的该第一氮化物层的水平部分。5.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其中该导电垫的形成包括：在该介电层上沉积一导电层；在该导电层上形成一光刻胶层；移除通过该光刻胶层暴露的该导电层的一部分，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄则尧，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：