【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法。
技术介绍
1、随着半导体技术的发展，为满足精度和复杂性更高的集成电路(integratedcircuit，ic)制造，后端线路(back-end-of-the line，beol)金属互连层的凹槽以及通孔的刻蚀对工艺结构和要求也越来越高，特别是40nm及以下制程节点。目前，在凹槽以及通孔的刻蚀工艺中，普遍使用硬质掩膜。由于硬质掩膜的引进，在刻蚀工艺过程中和过程后都会产生不易挥发的残留物，造成器件的稳定性和良率不佳。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种半导体结构，包括：
2、衬底，所述衬底包括导电结构；
3、堆叠结构，所述堆叠结构包括依次堆叠的蚀刻停止层、第一介电材料层、第一应力缓冲层、第一掩膜层，所述蚀刻停止层覆盖所述衬底的一侧表面；
4、膜层通孔，所述膜层通孔贯穿所述堆叠结构，且暴露出所述导电结构；
5、保护层，所述保护层位于背离所述衬底一侧的所述第一掩膜层的第一表面，以及位于被所述膜层通孔暴露出的所述第一掩膜层的第二表面。
6、在一些可能的实施方式中，所述第一掩膜层包括金属氮化层，所述保护层包括含碳的金属氮化层、含碳的金属层中的至少一种。
7、在一些可能的实施方式中，所述保护层的厚度在10埃至100埃之间。
8、在一些可能的实施方式中，所述膜层通孔包括第一部分和第二部分，所述第一部分贯穿所述第一介电材料层和所述刻蚀阻挡层，所述第二部分
9、在一些可能的实施方式中，所述半导体结构还包括：钝化层，所述钝化层至少位于被所述膜层通孔暴露出的所述第一介电材料层的表面。
10、本申请实施例提供了一种半导体结构的制备方法，包括：
11、提供衬底，在所述衬底中形成导电结构；
12、形成堆叠结构，所述堆叠结构包括依次形成于所述衬底上的蚀刻停止层、第一介电材料层、第一应力缓冲层、第一掩膜层；
13、形成第一凹槽，所述第一凹槽由所述第一掩膜层延伸至所述第一介电材料层；
14、形成保护层，所述保护层覆盖所述第一掩膜层背离所述衬底一侧的第一表面，以及覆盖所述第一掩膜层位于所述第一凹槽的侧壁处的第二表面；
15、以形成有所述保护层的所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一凹槽底部的所述第一介电材料层和所述蚀刻停止层，形成贯穿所述第一介电材料层和所述蚀刻停止层的膜层通孔，所述膜层通孔暴露出所述导电结构。
16、在一些可能的实施方式中，所述形成保护层，包括：
17、采用离子注入工艺，向所述第一掩膜层的所述第一表面和所述第二表面分别注入设定离子，形成所述保护层。
18、在一些可能的实施方式中，所述向所述第一掩膜层的所述第一表面和所述第二表面分别注入设定离子，包括：
19、向放置所述半导体结构的反应腔室中，通入解离气体和掺杂气体，利用所述掺杂气体产生所述设定离子，并使所述设定离子分别注入所述第一掩膜层的所述第一表面和所述第二表面，形成所述保护层。
20、在一些可能的实施方式中，所述设定离子包括：碳离子，所述掺杂气体包括含碳气体。
21、在一些可能的实施方式中，在暴露出所述导电结构之后，还包括：形成钝化层，所述钝化层至少位于被所述膜层通孔暴露出的所述第一介电材料层的表面。
22、本申请实施例通过在第一掩膜层的第一表面和第二表面完全暴露后，在第一掩膜层的第一表面和第二表面分别形成保护层，并使保护层的抗氧化性、耐磨性以及耐腐蚀性优于第一掩膜层，从而在刻蚀工艺中，可以对第一掩膜层进行保护，避免第一掩膜层与刻蚀气体发生反应，降低残留物生成。这样在后续形成金属互连层时，可以避免金属互连层产生空洞缺陷，从而可以提升电信号的传导，提高电压稳定性，减小器件的电阻，减小对半导体结构的电迁移和可靠性的影响，从而提高集成电路的电子传输效率以及提高良率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一掩膜层包括金属氮化物层，所述保护层包括金属碳氮化物层、金属碳化物层中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层的厚度在10埃至100埃之间。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体结构，其特征在于，所述膜层通孔包括第一部分和第二部分，所述第一部分贯穿所述第一介电材料层和所述刻蚀阻挡层，所述第二部分贯穿所述第一掩膜层和所述第一应力缓冲层，所述第一部分的开口尺寸小于所述第二部分的开口尺寸。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：钝化层，所述钝化层至少位于被所述膜层通孔暴露出的所述第一介电材料层的表面。
6.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述形成保护层，包括：
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述向所述第一掩膜层的所述第一表面和所述第二表面分别注入设定离子，包括
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述设定离子包括：碳离子，所述掺杂气体包括含碳气体。
10.如权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，在暴露出所述导电结构之后，还包括：形成钝化层，所述钝化层至少位于被所述膜层通孔暴露出的所述第一介电材料层的表面。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一掩膜层包括金属氮化物层，所述保护层包括金属碳氮化物层、金属碳化物层中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层的厚度在10埃至100埃之间。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体结构，其特征在于，所述膜层通孔包括第一部分和第二部分，所述第一部分贯穿所述第一介电材料层和所述刻蚀阻挡层，所述第二部分贯穿所述第一掩膜层和所述第一应力缓冲层，所述第一部分的开口尺寸小于所述第二部分的开口尺寸。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘猛，
申请(专利权)人：武汉楚兴技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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