[发明专利]一种介电层及互连结构的制作方法、半导体器件

说明书

本发明提供一种介电层及互连结构的制作方法、半导体器件，包括：提供基底，在所述基底上依次沉积形成初始层、过渡层和第一主体超低k介电层；在所述第一主体超低k介电层上沉积形成终止层，包括步骤：采用有机硅烷和氧化剂作为前驱体，通过等离子体化学气相沉积工艺进行所述中间终止层的沉积，且在沉积过程中将有机硅烷的流量逐渐减小到零，当有机硅烷的流量减小到零后，继续通入预定时间的所述氧化剂，以进行等离子体处理；在所述中间终止层上沉积形成第二主体超低k介电层。根据本发明的制作方法，形成的介电层具有非常低的介电常数为超低k介电层，其使得超低k介电层和扩散阻挡层之间的界面具有良好的粗糙度，且容易控制沟槽的刻蚀深度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种介电层及互连结构的制作方法、半导体器件。

背景技术

随着半导体器件尺寸的不断缩小，以及为了提高器件的性能在半导体衬底上形成了更多的晶体管，采用互连结构来连接晶体管是必然的选择。然而相对于元器件的微型化和集成度的增加，电路中导体连线数目不断的增多，使得导体连线架构中的电阻及电容产生寄生效应，造成了严重的传输延迟(RC Delay)，为了减少RC延迟，采用低k或超低k介电材料作为介电层。

然而在后端工艺制程(BEOL)中铜互连线的制作时，超低k介电层和扩散阻挡层之间的界面很差，且具有非常高的粗糙度，这些问题的产生主要是由于超低k介电层的多孔特性使得金属原子极易渗入到超低k介电层中，尤其是超低k介电层损伤后。另外，差的粗糙度还可能降低器件的电学性能和可靠性，例如击穿电压(VBD)、与时间相关电介质击穿(TDDB)。

因此，有必要提出一种新的介电层的制作方法，以解决上述存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种介电层的制作方法，包括下述步骤：

步骤S1：提供基底，在所述基底上依次沉积形成初始层、过渡层和第一主体超低k介电层；

步骤S2：在所述第一主体超低k介电层上沉积形成终止层，包括步骤：采用有机硅烷和氧化剂作为前驱体，通过等离子体化学气相沉积工艺进行所述中间终止层的沉积，且在沉积过程中将有机硅烷的流量逐渐减小到零，当有机硅烷的流量减小到零后，继续通入预定时间的所述氧化剂，以进行等离子体处理；

步骤S3：在所述中间终止层上沉积形成第二主体超低k介电层。

进一步，采用有机硅烷和氧化剂作为前驱体，通过等离子体化学气相沉积工艺沉积形成所述初始层。

进一步，采用有机硅烷和氧化剂作为前驱体，并通入致孔剂，通过等离子体化学气相沉积工艺沉积形成所述过渡层，其中，所述有机硅烷和所述致孔剂的流量逐渐增加到设定值。

进一步，所述预定时间为3～7s。

进一步，采用有机硅烷和氧化剂作为前驱体，并通入致孔剂，通过等离子体化学气相沉积工艺沉积形成所述第一主体超低k介电层和第二主体超低k介电层。

进一步，所述初始层、所述过渡层和所述第一主体超低k介电层的总厚度范围为600～800埃。

进一步，所述中间终止层的厚度范围为100～300埃。

进一步，有机硅烷包括甲基二乙氧基硅烷，所述氧化剂包括氧气。

进一步，所述致孔剂包括α-松油烯。

本发明的另一方面还提供一种互连结构的制作方法，包括：