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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路制造,特别涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
1、随着半导体技术的不断发展,传统的平面器件已难以满足人们对高性能器件的需求。鳍式场效应晶体管(fin-field-effect-transistor,finfet)是一种立体型器件,包括在衬底上垂直形成的鳍片以及覆盖鳍片两侧的栅极结构,这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流,同时也可以大幅缩短晶体管的闸长。
2、以其中段制程工艺为例,在形成衬底上形成m0金属层后需形成的蚀刻阻挡层(etch stop layer,esl)覆盖衬底及m0金属的表面,该蚀刻阻挡层可例如为氮化硅,其阻挡效果较佳,但在打开该蚀刻阻挡层以暴露m0金属层时却经常由于其不易蚀刻(耐蚀刻的强度较高)而导致接触孔的开口扩大而变形。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种半导体结构的形成方法,用以提供一种具有较佳阻挡效果且较易蚀刻的蚀刻阻挡层。
2、为解决上述技术问题,本专利技术提供的半导体结构的形成方法,包括:
3、提供一衬底,所述衬底中形成有待互连层;
4、在所述衬底及所述待互连层上形成由至少五层氮化硅膜依次堆叠构成的层叠结构,其中,每层所述氮化硅膜的折射率小于或等于1.9,且在形成每层所述氮化硅膜后均对所述氮化硅膜执行等离子体表面处理;
5、对所述层叠结构执行紫外光照射工艺;以及,
6、形成介质层覆盖所述层叠结构,并以所述层叠结构作为蚀刻阻挡层,在所述介质层
7、可选的,所述层叠结构中靠近所述衬底的氮化硅膜的厚度大于或等于30埃。
8、可选的,每层所述氮化硅膜内均包括若干间隙,且所述层叠结构中的至少部分所述氮化硅膜的间隙在所述层叠结构的厚度方向上错开。
9、可选的,采用pecvd工艺形成每层所述氮化硅膜,且所述pecvd工艺的功率小于或等于100瓦。
10、可选的,采用氮源气体对所述氮化硅膜执行等离子体表面处理,所述等离子体表面处理的功率小于或等于100瓦。
11、可选的,在同一工艺腔内执行所述pecvd工艺及所述等离子体表面处理以形成所述层叠结构,利用形成所述pecvd工艺的氮源气体执行所述等离子体表面处理。
12、可选的,所述层叠结构中靠近所述衬底的氮化硅膜为第一氮化硅膜,所述第一氮化硅膜的厚度为30埃~50埃,所述层叠结构中的其他氮化硅膜的厚度均为10埃~30埃。
13、可选的,所述紫外光照射工艺的时间为1秒~1000秒,所述紫外光照射工艺的功率为1瓦特~10000瓦特。
14、可选的,所述待互连层为第零层金属,所述导电结构为接触插塞,所述待互连层的材质包括金属钴。
15、可选的,形成所述接触插塞的步骤包括:
16、以所述层叠结构为蚀刻停止层,蚀刻所述介质层形成开口暴露所述待互连层上的层叠结构;
17、利用所述开口,蚀刻所述层叠结构形成暴露所述待互连层的接触孔;以及,
18、在所述接触孔内形成所述接触插塞。
19、综上所述,在本专利技术中,折射率小于或等于1.9的氮化硅膜因内部具有间隙而呈较为疏松的状态,其在蚀刻时耐蚀刻的强度较低,通过在形成每层氮化硅膜均执行等离子体表面处理中断后重新形成下一氮化硅膜,并对上一氮化硅膜的界面进行改善,利用至少五次独立形成的氮化硅膜内的间隙不同,从而阻断待互连层中的离子沿层叠结构的间隙扩散的风险,由此使得由至少五层上述氮化硅膜堆叠后构成的层叠结构,既保留了折射率小于或等于1.9的氮化硅膜的耐蚀刻的强度低的特点,又利用氮化硅膜内的间隙相互错开的结构特点从而提供较佳的扩散阻挡效果。而且,还在形成层叠结构后对层叠结构执行紫外光照射工艺,以解决折射率小于或等于1.9的氮化硅膜的应力大及附着性差的问题。
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1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述层叠结构中最靠近所述衬底的一层氮化硅膜的厚度大于或等于30埃。
3.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,每层所述氮化硅膜内均包括若干间隙,且所述层叠结构中的至少部分所述氮化硅膜的间隙在所述层叠结构的厚度方向上错开。
4.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用PECVD工艺形成每层所述氮化硅膜,且所述PECVD工艺的功率小于或等于100瓦特。
5.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用氮源气体对所述氮化硅膜执行等离子体表面处理,所述等离子体表面处理的功率小于或等于100瓦特。
6.根据权利要求5所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在同一工艺腔内执行所述PECVD工艺及所述等离子体表面处理以形成所述层叠结构,利用所述PECVD工艺的氮源气体执行所述等离子体表面处理。
7.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述层叠结构中靠近
8.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述紫外光照射工艺的时间为1秒~1000秒,所述紫外光照射工艺的功率为1瓦特~10000瓦特。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述待互连层为第零层金属,所述导电结构为接触插塞,所述待互连层的材质包括金属钴。
10.根据权利要求9所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述接触插塞的步骤包括:
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述层叠结构中最靠近所述衬底的一层氮化硅膜的厚度大于或等于30埃。
3.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,每层所述氮化硅膜内均包括若干间隙,且所述层叠结构中的至少部分所述氮化硅膜的间隙在所述层叠结构的厚度方向上错开。
4.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用pecvd工艺形成每层所述氮化硅膜,且所述pecvd工艺的功率小于或等于100瓦特。
5.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用氮源气体对所述氮化硅膜执行等离子体表面处理,所述等离子体表面处理的功率小于或等于100瓦特。
6.根据权利要求5所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在同一工艺...
【专利技术属性】
技术研发人员:成国良,张文广,张华,孙忠祥,张旭,
申请(专利权)人:上海集成电路研发中心有限公司,
类型:发明
国别省市:
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