[发明专利]互连结构及其形成方法

说明书

本发明提供了一种互连结构及其形成方法。互连结构的形成方法包括：在所述衬底上形成绝缘层，在所述绝缘层上形成粘附层，所述粘附层的材料为氧化硅或掺碳的氧化硅，且形成粘附层的温度在350到400摄氏度的范围内；在所述粘附层上形成低K介质层。在350到400摄氏度的范围内形成的粘附层致密度介于低K介质层与绝缘层的致密度之间，与绝缘层的密度较为接近，并且机械强度较好。与现有技术中低K介质层与绝缘层直接接触相比，本发明在低K介质层与绝缘层之间形成了致密度介于低K介质层与绝缘层的致密度之间的粘附层，使得低K介质层与粘附层之间、粘附层与绝缘层之间分别具有较好的粘附力，提高了互连结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种互连结构及其形成方法。

背景技术

现有技术集成电路中的半导体器件越来越密集，实现半导体器件电连接的互连结构也不断增多，互连结构的电阻(R)及电容(C)产生了越来越明显的寄生效应，从而容易造成传输延迟(RC Delay)及串音(Cross Talk)等问题。

互连结构通常包括采用金属材料的导电插塞，为了防止金属扩散至互连结构中其他相邻的部件，现有技术在各个互连结构的导电插塞处设置扩散阻挡层(Barrier Layer)，用于减少导电插塞中的金属向周围部件扩散的问题。

同时，为了降低互连结构中的寄生电容，现有技术中开始使用低介电常数(K)的材料来形成层间介质层(Inter-Layer Dielectric，ILD)，例如：所述低介电常数材料为具有疏松多孔的低K材料或者超低K材料。

为了增强互连结构的绝缘性能，通常在衬底上形成掺氮碳化硅(Nitrogen DopedCarbide，NDC)材料的绝缘层，在绝缘层上形成层间介质层。但是，这种多孔的低K材料或者超低K材料的层间介质层机械强度较差、密度较低，而掺氮碳化硅的绝缘层密度较大，使得绝缘层和层间介质层之间的粘附力较差，并且在绝缘层和层间介质层刻蚀形成通孔的步骤，或是封装工艺中，采用低K或者超低K材料的互连结构与层间介质层之间还容易产生分层(delamination)，从而影响了互连结构的性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种互连结构及其形成方法，以提高绝缘层和低K介质层之间的粘附力，进而提高互连结构的性能。

为解决上述问题，本发明互连结构的形成方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成绝缘层；

在所述绝缘层上形成粘附层，所述粘附层的材料为氧化硅或掺碳的氧化硅，且形成粘附层的温度在350到400摄氏度的范围内；

在所述粘附层上形成低K介质层；

对所述低K介质层、粘附层和绝缘层进行刻蚀，在所述低K介质层、粘附层和绝缘层中形成通孔；

在所述通孔中形成导电插塞。

可选的，所述绝缘层的材料为掺氮碳化硅。

可选的，所述粘附层的形成工艺为化学气相沉积工艺。

可选的，所述粘附层的厚度在20到500埃的范围内。

可选的，采用正硅酸乙酯和氧气、硅烷和二氧化碳、或有机硅前驱体和氧气形成氧化硅的粘附层。

可选的，形成低K介质层的步骤包括：

先在所述粘附层上形成初始介质层，形成初始介质层的过程中，在初始介质层的高度达到第一高度时，通入致孔剂，在第一高度以上的初始介质层中掺杂致孔剂；

对所述初始介质层进行紫外光辐照，去除致孔剂，在所述第一高度以上的初始介质层形成多孔介质层，所述第一高度以下的初始介质层为缓冲介质层，所述缓冲介质层和多孔介质层构成所述低K介质层。