專利名稱：用于在半導(dǎo)體器件中形成互連線的方法及互連線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制作半導(dǎo)體器件的方法。更具體而言，本發(fā)明一般性地涉及一種用于在半導(dǎo)體器件中形成互連線的方法和一種互連線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)規(guī)則變得更小了，用于互連和驅(qū)動(dòng)組件的互連線的密度增大，而互連線的寬度減小。這樣一來(lái)，由于互連線之間的間距變小，寄生電容增大。此外，由于互連線的截面積減小，互連線電阻增大?；ミB線電阻和寄生電容的增大導(dǎo)致了電阻-電容延遲(RC延遲)，這降低了整個(gè)電路中電信號(hào)的速度。RC延遲降低了半導(dǎo)體器件的總的工作速度并增大了功耗。為了實(shí)現(xiàn)高度集成的半導(dǎo)體器件必須要解決RC延遲的問(wèn)題。
使用具有低電阻率的導(dǎo)電材料降低了互連線的電阻；在金屬鑲嵌(damascene)工藝中銅是一種合適的互連線材料。金屬鑲嵌工藝分為單金屬鑲嵌工藝和雙金屬鑲嵌工藝。美國(guó)專利No.4944836公開(kāi)了一種傳統(tǒng)的單金屬鑲嵌工藝，美國(guó)專利No.4789648公開(kāi)了一種傳統(tǒng)的雙金屬鑲嵌工藝。美國(guó)專利No.6057239公開(kāi)了一種利用犧牲填充層的傳統(tǒng)雙金屬鑲嵌工藝。
為了減少寄生電容，使用由低k值介電材料、例如有機(jī)金屬硅酸鹽玻璃(OSG)制成的層間絕緣層或金屬間絕緣層來(lái)隔離互連線。不過(guò)，與氧化硅相比，低k值的介電材料機(jī)械性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)要差些。結(jié)果，當(dāng)形成的互連線具有低k值介電材料層間絕緣層或使用金屬間絕緣層時(shí)，在后續(xù)的等離子型干法蝕刻或平坦化工藝中該低k值介電層會(huì)劣化。這樣一來(lái)，為了防止低k值介電層劣化，在低k值介電層上形成一氧化物覆蓋層(oxide cappinglayer)。
不過(guò)，在等離子工藝期間，低k值介電層中的碳會(huì)與氧反應(yīng)。在形成氧化物覆蓋層時(shí)使用氧作為氧化劑。低k值介電層的氧化在該層的表面上引起多孔特征。結(jié)果，在濕法清洗工藝中低k值介電層會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的鉆蝕(undercutting)。該濕法清洗工藝在通過(guò)構(gòu)圖氧化物覆蓋層和低k值介電層于低k值介電層中形成溝槽或通孔之后使用。而且，如果低k值介電層的介電常數(shù)有變化，則半導(dǎo)體器件的可靠性就會(huì)劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件的互連線結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法，其步驟為在半導(dǎo)體襯底上形成一層間絕緣層，該層間絕緣層由低k值摻碳(carbon-doped)的介電材料形成；在該層間絕緣層上形成一氧化阻擋層；在該氧化阻擋層上形成一氧化物覆蓋層；穿過(guò)氧化物覆蓋層、氧化阻擋層和層間絕緣層形成一通孔；以及在該通孔之內(nèi)形成一導(dǎo)電層圖案。
另一實(shí)施例公開(kāi)了一種用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法，其步驟為在半導(dǎo)體襯底上形成一層間絕緣層，該層間絕緣層由低k值摻碳的介電材料形成；在該層間絕緣層上形成一氧化阻擋層；在該氧化阻擋層上形成一氧化物覆蓋層；在氧化物覆蓋層、氧化阻擋層和層間絕緣層中形成一雙金屬鑲嵌圖案；以及在該雙金屬鑲嵌圖案之內(nèi)形成一導(dǎo)電圖案。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種互連線結(jié)構(gòu)，其包括一半導(dǎo)體襯底，一置于半導(dǎo)體襯底上的低k值摻碳介電層，一置于低k值摻碳介電層上的氧化阻擋層，氧化阻擋層和低k值摻碳介電層中的開(kāi)口，以及填充在該開(kāi)口內(nèi)的導(dǎo)電層圖案。


通過(guò)以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述和附圖，本發(fā)明的各方面將會(huì)非常明了。
圖1到圖4為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法的橫截面圖；圖5到圖11為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法的橫截面圖；圖12和圖13為依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法的橫截面圖；以及圖14A和圖14B為掃描電子顯微鏡圖像，用于比較形成半導(dǎo)體器件的互連線的常規(guī)方法和依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明做更為充分的描述，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。附圖中，為清晰起見(jiàn)夸大了層和區(qū)域的厚度。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱一個(gè)元件，例如一層、一個(gè)區(qū)域或一襯底在另一元件“上”或“到其上”時(shí)，它可以直接在另一元件上或者還可能存在插入元件。
圖1到圖4為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法的橫截面圖。
參考圖1，層間絕緣層104形成于半導(dǎo)體襯底100上。導(dǎo)電區(qū)域102形成在半導(dǎo)體襯底100中。導(dǎo)電區(qū)域102優(yōu)選為其中注入了P型或N型雜質(zhì)離子的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域。層間絕緣層104由低k值的摻碳介電材料形成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，低k值介電材料具有低于氧化硅的介電常數(shù)，氧化硅具有約為4的介電常數(shù)。層間絕緣層104優(yōu)選由SiOC或SiOCH的OSG層形成。例如，低k值摻碳介電層為一有機(jī)旋涂聚合物層(organic spin-on polymerlayer)，例如SiLKTM，其可從Dow Chemical Co.購(gòu)買(mǎi)。當(dāng)層間絕緣層104由OSG層形成時(shí)，該OSG層優(yōu)選由等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積(PECVD)工藝形成。在這種情況下，可以使用Novellus的CORALTM、Applied Materials，Inc.的Black DiamondTM、Sumitomo Chemical America，Inc.的Surmika FilmTM或ASM International的AURORATM作為前體(precursor)。
氧化阻擋層106形成于層間絕緣層104上。氧化阻擋層106優(yōu)選為碳氮化硅(SiCN)層。SiCN層優(yōu)選由PECVD工藝形成。在這種情況下，甲基硅烷(methyl silane)、二甲基硅烷(dimethyl silane)、三甲基硅烷(trimethylsilane)或四甲基硅烷(tetramethyl silane)可以用作硅和碳源，而NH3和He氣可用作反應(yīng)氣體。氧化阻擋層106形成為約100?；蚋〉暮穸?，優(yōu)選約50?；蚋　?br> 接著，氧化物覆蓋層108形成于氧化阻擋層106上。氧化物覆蓋層108防止了層間絕緣層104在后續(xù)的干法蝕刻工藝中劣化。氧化物覆蓋層108優(yōu)選由，例如，未摻雜硅酸鹽玻璃(USG)、氟化硅酸鹽玻璃(FSG)或利用PECVD工藝形成的原硅酸四乙酯(TEOS)形成。來(lái)自于形成氧化物覆蓋層108期間使用的等離子體反應(yīng)的活性氧可以氧化層間絕緣層104的上部。不過(guò)，插入層間絕緣層104和氧化物覆蓋層108之間的氧化阻擋層106阻止了層間絕緣層104上部的氧化。
參考圖2，在氧化物覆蓋層108上形成光致抗蝕劑圖案110以暴露出氧化物覆蓋層108的預(yù)定區(qū)域。利用光致抗蝕劑圖案110作為蝕刻掩模對(duì)氧化物覆蓋層108、氧化阻擋層106和層間絕緣層104進(jìn)行構(gòu)圖。構(gòu)圖優(yōu)選通過(guò)等離子體各向異性蝕刻工藝執(zhí)行。結(jié)果，形成通孔112以暴露出導(dǎo)電區(qū)域102。如有必要，可以在半導(dǎo)體襯底100和層間絕緣層104之間形成蝕刻停止層(未示出)以防止在各向異性蝕刻工藝中損傷到導(dǎo)電區(qū)域102的上部。導(dǎo)電區(qū)域102上的蝕刻停止層可以在各向異性蝕刻工藝期間或者通過(guò)額外的濕法蝕刻工藝蝕刻。
參考圖3，光致抗蝕劑圖案110經(jīng)由灰化工藝被除去。然后進(jìn)行濕法清洗以去除來(lái)自各向異性蝕刻工藝的任何蝕刻副產(chǎn)品，或者去除任何形成在導(dǎo)電區(qū)域102上的氧化層。濕法清洗工藝優(yōu)選利用基于氟的蝕刻劑，例如稀釋HF(DHF)執(zhí)行。氧化阻擋層106防止了在濕法清洗工藝期間在層間絕緣層104上部之上的鉆蝕。
濕法清洗工藝之后，形成導(dǎo)電層116以完全填充通孔112。導(dǎo)電層116優(yōu)選為銅?？蛇x擇地，導(dǎo)電層116可以是金屬層，例如Al和W，或者導(dǎo)電層116可以是多晶硅層。如有必要，可以在氧化物覆蓋層108、導(dǎo)電區(qū)域102和通孔112的側(cè)壁上形成擴(kuò)散阻擋層114以阻止層間絕緣層104和導(dǎo)電層116之間的擴(kuò)散或反應(yīng)。擴(kuò)散阻擋層114由Ta、TaN、TaAlN、TaSiN、TaSi2、Ti、TiN、WN和TiSiN的至少一個(gè)疊層形成。
參照?qǐng)D4，導(dǎo)電層116被平坦化，以形成填充通孔112的導(dǎo)電層圖案116′。例如，導(dǎo)電層116優(yōu)選被化學(xué)和機(jī)械拋光，以暴露出氧化物覆蓋層108。如果形成了擴(kuò)散阻擋層114，其形成在氧化物覆蓋層108上的部分被除去。在這種情況下，氧化物覆蓋層108防止了層間絕緣層104在拋光工藝中被暴露?？蛇x擇地，也可以進(jìn)行化學(xué)和機(jī)械拋光工藝直至打磨掉導(dǎo)電層116、氧化物覆蓋層108和氧化阻擋層106，從而暴露出層間絕緣層104。可以防止因氧化物覆蓋層108和氧化阻擋層106所致的寄生電容。
在下文中，將會(huì)依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例參照?qǐng)D4描述半導(dǎo)體器件的互連線結(jié)構(gòu)。
該互連線結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底100和置于半導(dǎo)體襯底100上的層間絕緣層104。層間絕緣層104由低k值的摻碳介電層形成。可以優(yōu)選地在半導(dǎo)體襯底100和層間絕緣層104之間插入蝕刻停止層(未示出)。氧化阻擋層106位于層間絕緣層104上。氧化阻擋層106優(yōu)選由SiCN形成。此外，氧化阻擋層106約為100或更薄，更優(yōu)選地，厚度約50?；蚋?。氧化阻擋層106防止了層間絕緣層104的上部被氧化。此外，依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，優(yōu)選地，進(jìn)一步在氧化阻擋層106上設(shè)置氧化物覆蓋層108。通過(guò)填充通孔112在該通孔內(nèi)形成導(dǎo)電層圖案116′。通孔112穿過(guò)氧化物覆蓋層108、氧化阻擋層106和層間絕緣層104。如有必要，可以進(jìn)一步在導(dǎo)電層圖案116′和通孔112的內(nèi)壁之間插入擴(kuò)散阻擋層114。
圖5到圖11為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法的橫截面圖；參照?qǐng)D5，在半導(dǎo)體襯底300上形成蝕刻停止層304。在半導(dǎo)體襯底300中形成導(dǎo)電區(qū)域302。導(dǎo)電區(qū)域302優(yōu)選為通過(guò)向半導(dǎo)體襯底300中注入P型或N型雜質(zhì)離子而形成的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域。蝕刻停止層304優(yōu)選由SiN、SiC或SiCN形成。蝕刻停止層304防止導(dǎo)電區(qū)域302在后續(xù)的濕法清洗工藝或后續(xù)的用以形成通孔的各向異性蝕刻工藝中暴露并受損。可以如第一實(shí)施例那樣使用同樣的方法和材料，依次形成低k值的摻碳介電材料的層間絕緣層306、氧化阻擋層308和氧化物覆蓋層310。氧化阻擋層308優(yōu)選由厚度約100?；蚋〉腟iCN層形成；且優(yōu)選地，厚度為約50?；蚋　?br> 接著，在氧化物覆蓋層310、氧化阻擋層308和層間絕緣層306內(nèi)形成雙金屬鑲嵌圖案以暴露蝕刻停止層304。
參考圖6，在氧化物覆蓋層310上形成第一光致抗蝕劑圖案312以暴露出氧化物覆蓋層310的預(yù)定區(qū)域。利用第一光致抗蝕劑圖案312作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻氧化物覆蓋層310、氧化阻擋層308和層間絕緣層306，以形成通孔314，從而暴露出蝕刻停止層304。
參考圖7，第一光致抗蝕劑圖案312經(jīng)由灰化工藝被除去。提供犧牲填充層316以完全填充通孔314。然后在犧牲填充層316上形成第二光致抗蝕劑圖案318。犧牲填充層316防止了在后續(xù)用以形成溝槽的各向異性蝕刻工藝中暴露出導(dǎo)電區(qū)域302。犧牲填充層316是由旋涂工藝形成的氫化硅倍半氧烷(hydro silses quioxane，HSQ)。
參照?qǐng)D8，使用第二光致抗蝕劑圖案318作為蝕刻掩模，各向異性地蝕刻犧牲填充層316、氧化物覆蓋層310、氧化阻擋層308和層間絕緣層306的一部分以形成溝槽320。結(jié)果，形成了包括通孔314和溝槽320的雙金屬鑲嵌圖案322。
參照?qǐng)D9，經(jīng)過(guò)額外的灰化工藝除去第二光致抗蝕劑圖案318。然后除去殘留在層間絕緣層306和通孔314上的任何犧牲填充層316。如果犧牲填充層316為HSQ，優(yōu)選經(jīng)由利用含HF的蝕刻劑的濕法蝕刻工藝除去任何殘留層。然后除去由雙金屬鑲嵌圖案322暴露的蝕刻停止層304以暴露出導(dǎo)電區(qū)域302。如果蝕刻停止層304為氮化硅，優(yōu)選經(jīng)由利用含磷酸的蝕刻劑的濕法蝕刻工藝除去它。
在上述實(shí)施例中，進(jìn)行了數(shù)個(gè)濕法蝕刻或濕法清洗工藝。執(zhí)行這些工藝是為了，例如除去形成通孔314和溝槽320之后的任何蝕刻副產(chǎn)品，或者除去任何用作犧牲填充層316的HSQ。此外，進(jìn)行額外的濕法清洗工藝以去除形成在經(jīng)由雙金屬鑲嵌圖案322暴露的導(dǎo)電區(qū)域302上的氧化層。
參照?qǐng)D10，形成導(dǎo)電層326以完全填充雙金屬鑲嵌圖案322。導(dǎo)電層326優(yōu)選為銅。在形成導(dǎo)電層326之前，可以可選地在氧化物覆蓋層310、暴露的導(dǎo)電區(qū)域302和雙金屬鑲嵌圖案322的內(nèi)壁上形成擴(kuò)散阻擋層324。擴(kuò)散阻擋層324優(yōu)選由Ta、TaN、TaAlN、TaSiN、TaSi2、Ti、TiN、WN和TiSiN的至少一個(gè)疊層形成。
參照?qǐng)D11，平坦化導(dǎo)電層326以形成導(dǎo)電層圖案326′。例如，優(yōu)選化學(xué)和機(jī)械拋光導(dǎo)電層326以暴露氧化物覆蓋層310，從而形成導(dǎo)電層圖案326′。如果形成了擴(kuò)散阻擋層324，也除去它。氧化物覆蓋層310防止了在拋光過(guò)程中暴露出層間絕緣層306。換言之，氧化物覆蓋層310防止了層間絕緣層306的拋光工藝期間的漿體污染或物理?yè)p傷。
導(dǎo)電層326、氧化物覆蓋層310和氧化阻擋層308可選擇性地經(jīng)受化學(xué)和機(jī)械拋光以暴露出層間絕緣層306。結(jié)果，可以防止氧化物覆蓋層310和氧化阻擋層308所致的寄生電容。
在下文中，將會(huì)依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例參照?qǐng)D11描述半導(dǎo)體器件的互連線結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第二實(shí)施例的互連線結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底300和設(shè)置于半導(dǎo)體襯底300上的層間絕緣層306。層間絕緣層306由低k值摻碳介電層形成。優(yōu)選在半導(dǎo)體襯底300和層間絕緣層306之間插入蝕刻停止層304。氧化阻擋層308位于層間絕緣層306上。氧化阻擋層308優(yōu)選由SiCN形成。此外，氧化阻擋層308約為100或更薄，且更優(yōu)選地具有約50或更小的厚度。氧化阻擋層308防止了層間絕緣層306的上部被氧化。此外，依據(jù)第二實(shí)施例，優(yōu)選在氧化阻擋層308上進(jìn)一步設(shè)置氧化物覆蓋層310。設(shè)置導(dǎo)電層圖案326′以填充雙金屬鑲嵌圖案322，該導(dǎo)電層圖案326′穿過(guò)氧化物覆蓋層310、氧化阻擋層308和層間絕緣層306。雙金屬鑲嵌圖案322包括溝槽320和通孔314，它們依次分別設(shè)置在層間絕緣層322的上部和下部。雙金屬鑲嵌圖案322暴露出導(dǎo)電區(qū)302。而且，如有必要，可以進(jìn)一步在導(dǎo)電層圖案326′和雙金屬鑲嵌圖案322的內(nèi)壁之間插入擴(kuò)散阻擋層324。
圖12和圖13為依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法的橫截面圖。
參照?qǐng)D12，在具有導(dǎo)電區(qū)域502的半導(dǎo)體襯底500上依次形成下蝕刻停止層504、第一層間絕緣層506、上蝕刻停止層508和第二層間絕緣層510。下蝕刻停止層504和上蝕刻停止層508中的每一層都優(yōu)選為SiN、SiC、或SiCN。第一層間絕緣層506優(yōu)選由低k值的摻碳介電材料形成，如第一和第二實(shí)施例中所述的那樣，但也可由介電常數(shù)高于該低k值摻碳介電材料的材料形成。換言之，第一層間絕緣層506可以由通過(guò)CVD方法形成的氧化硅層、磷硅酸鹽玻璃(PSG)層、USG層、FSG層、高密度等離子體(HDP)層、TEOS層或旋涂玻璃(SOG)層形成。第二層間絕緣層510由本發(fā)明第一和第二實(shí)施例中所述的低k值的摻碳介電材料形成。然后如本發(fā)明第一實(shí)施例那樣使用同樣的方法和材料在第二層間絕緣層510上形成氧化阻擋層512和氧化物覆蓋層514。
參照?qǐng)D13，在氧化物覆蓋層514、由SICN形成的氧化阻擋層512、第二層間絕緣層510、上蝕刻停止層508和第一層間絕緣層506中形成雙金屬鑲嵌圖案520以暴露出導(dǎo)電區(qū)域502上的下蝕刻停止層504。
以下將簡(jiǎn)要描述第二和第三實(shí)施例之間的差異。第一，依次構(gòu)圖氧化物覆蓋層514、氧化阻擋層512、第二層間絕緣層510、上蝕刻停止層508和第一層間絕緣層506以形成通孔，從而暴露出導(dǎo)電區(qū)域502上的下蝕刻停止層504。如有必要，可以如第二實(shí)施例所述選擇性地執(zhí)行形成犧牲填充層的工藝。然后對(duì)氧化物覆蓋層514、氧化阻擋層512和第二層間絕緣層510構(gòu)圖，直到暴露出上蝕刻停止層508，以在第二層間絕緣層510中形成溝槽518，其至少與通孔516重疊。隨后的工藝步驟與本發(fā)明第二實(shí)施例相同。可選擇地，在用以除去下蝕刻停止層504的工藝中，也可以一起除去上蝕刻停止層508。
圖14A和圖14B為掃描電子顯微鏡圖像，用于比較形成半導(dǎo)體器件的互連線的常規(guī)方法和依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法。
參照?qǐng)D14A，在半導(dǎo)體襯底10上依次形成OSG層12和作為覆蓋層的USG層14。依次構(gòu)圖USG層14和OSG層12以在OSG層12中形成溝槽16。使用LAL溶液(HF和NH4Cl的混合溶液)執(zhí)行濕法清洗工藝90秒鐘。結(jié)果，可以看出，在溝槽16的上部中OSG層12處發(fā)生了鉆蝕“U”，如圖14A所示。
參照?qǐng)D14B，在半導(dǎo)體襯底20上依次形成OSG層22、由SiCN形成的氧化阻擋層24和作為覆蓋層的USG層26。通過(guò)PECVD方法形成SiCN氧化阻擋層24，厚度為70。在該對(duì)比實(shí)例中，工藝反應(yīng)室的溫度在300℃到400℃ 之間，而壓力為1Torr至10Torr。向工藝室中注入作為反應(yīng)氣體的三甲基硅烷和NH3以及He。依次構(gòu)圖USG層26、SiCN氧化阻擋層24和OSG層22以在OSG層22中形成溝槽28。使用LAL溶液執(zhí)行濕法清洗工藝90秒鐘。如圖14B所示，抑制了鉆蝕“U”的發(fā)生。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在低k值的摻碳介電材料上形成氧化阻擋層并在氧化阻擋層上形成氧化物覆蓋層。結(jié)果，防止了低k值摻碳介電層的上部被氧化。此外，還防止了低k值摻碳介電層的氧化，因而抑制了在后續(xù)濕法清洗工藝中低k值摻碳介電層上部的鉆蝕。
此外，當(dāng)形成半導(dǎo)體器件的互連線時(shí)，低k值摻碳介電層的特性沒(méi)有變化，從而提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。
已經(jīng)在此公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，盡管使用了專門(mén)的術(shù)語(yǔ)，但只是在一般性和敘述性的意義上使用并解釋它們，并非出于限制的目的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種形成用于半導(dǎo)體器件的互連線的方法，包括以下步驟在一半導(dǎo)體襯底上形成一層間絕緣層，所述層間絕緣層由低k值的摻碳介電材料形成；在所述層間絕緣層上形成一氧化阻擋層；在所述氧化阻擋層上形成一氧化物覆蓋層；形成一通過(guò)所述氧化物覆蓋層、所述氧化阻擋層和所述層間絕緣層的通孔；以及在所述通孔之內(nèi)形成一導(dǎo)電層圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低k值的摻碳介電材料為有機(jī)硅酸鹽玻璃或有機(jī)旋涂聚合物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化阻擋層形成為小于約100的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化阻擋層由碳氮化硅形成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述導(dǎo)電層圖案包括以下步驟用導(dǎo)電材料填充所述通孔；以及拋光所述導(dǎo)電材料以暴露出所述氧化物覆蓋層。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中拋光所述導(dǎo)電材料還包括拋光所述氧化物覆蓋層和所述氧化阻擋層以暴露所述層間絕緣層。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述層間絕緣層之前形成一蝕刻停止層。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在形成所述通孔期間去除所述蝕刻停止層。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在形成所述通孔之后利用濕法蝕刻工藝去除所述蝕刻停止層。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述氧化物覆蓋層和所述通孔的側(cè)壁上形成一擴(kuò)散阻擋層。
11.一種形成用于半導(dǎo)體器件的互連線的方法，包括以下步驟在一半導(dǎo)體襯底上形成一層間絕緣層，所述層間絕緣層由低k值的摻碳介電材料形成；在所述層間絕緣層上形成一氧化阻擋層；在所述氧化阻擋層上形成一氧化物覆蓋層；在所述氧化物覆蓋層、所述氧化阻擋層和所述層間絕緣層中形成雙金屬鑲嵌圖案；以及在所述雙金屬鑲嵌圖案之內(nèi)形成一導(dǎo)電層圖案。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述低k值的摻碳介電材料是有機(jī)硅酸鹽玻璃或有機(jī)旋涂聚合物。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述氧化阻擋層形成為小于約100的厚度。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述氧化阻擋層由碳氮化硅形成。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述導(dǎo)電層圖案包括以下步驟用導(dǎo)電材料填充所述雙金屬鑲嵌圖案；以及拋光所述導(dǎo)電材料以暴露出所述氧化物覆蓋層。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中拋光所述導(dǎo)電材料還包括拋光所述氧化物覆蓋層和所述氧化阻擋層以暴露所述層間絕緣層。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在形成所述層間絕緣層之前形成一蝕刻停止層。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在所述氧化物覆蓋層和所述雙金屬鑲嵌圖案的側(cè)壁上形成一擴(kuò)散阻擋層。
19.一種形成半導(dǎo)體器件的互連線的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成堆疊絕緣層，該堆疊絕緣層包括依次堆疊的一下蝕刻停止層，一第一層間絕緣層，一上蝕刻停止層，以及一第二層間絕緣層，并且至少所述第二層間絕緣層由低k值的摻碳介電材料形成；在所述第二層間絕緣層上形成一氧化阻擋層；在所述氧化阻擋層上形成一氧化物覆蓋層；在所述氧化物覆蓋層、所述氧化阻擋層和所述堆疊絕緣層中形成雙金屬鑲嵌圖案；以及在所述雙金屬鑲嵌圖案之內(nèi)形成一導(dǎo)電層圖案。
20.一種互連線結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于一半導(dǎo)體襯底上的低k值摻碳介電層；設(shè)置于所述低k值摻碳介電層上的氧化阻擋層；所述氧化阻擋層和所述低k值摻碳介電層中的開(kāi)口；以及填充于所述開(kāi)口之內(nèi)的一導(dǎo)電層圖案。
21.如權(quán)利要求20所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述氧化阻擋層具有小于約100的厚度。
22.如權(quán)利要求20所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述氧化阻擋層為碳氮化硅。
23.如權(quán)利要求20所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述開(kāi)口為所述氧化阻擋層和所述低k值摻碳介電層中的一通孔。
24.如權(quán)利要求20所述的互連線結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述半導(dǎo)體襯底和所述低k值摻碳介電層之間的蝕刻停止層；設(shè)置于所述低k值摻碳介電層上的氧化物覆蓋層；以及設(shè)置于所述通孔中的擴(kuò)散阻擋層。
25.如權(quán)利要求20所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述開(kāi)口為一包括溝槽和通孔的雙金屬鑲嵌圖案，該溝槽和通孔相繼分別設(shè)置在所述低k值摻碳介電層的上部和下部中。
26.一種互連線結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于半導(dǎo)體襯底上的堆疊絕緣層，該堆疊絕緣層包括依次堆疊的一下蝕刻停止層，一第一層間絕緣層，一上蝕刻停止層，以及一第二層間絕緣層，并且至少所述第二層間絕緣層為低k值摻碳介電層；設(shè)置于所述第二層間絕緣層上的一氧化阻擋層；所述氧化阻擋層和堆疊絕緣層中的雙金屬鑲嵌圖案；以及填充于所述雙金屬鑲嵌圖案中的一導(dǎo)電層圖案。
27.如權(quán)利要求26所述的互連線結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述低k值摻碳介電層上的氧化物覆蓋層；以及設(shè)置于所述雙金屬鑲嵌圖案中的擴(kuò)散阻擋層。
28.如權(quán)利要求26所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述氧化阻擋層具有小于約100的厚度。
29.如權(quán)利要求26所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述氧化阻擋層為碳氮化硅。
30.如權(quán)利要求26所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述第一層間絕緣層具有約4以上的介電常數(shù)。
31.如權(quán)利要求26所述的互連線結(jié)構(gòu)，其中所述第一層間絕緣層為一低k值摻碳介電層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用于形成互連線的方法和互連線結(jié)構(gòu)。該方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣層，其中該層間絕緣層由摻碳的低k值介電層形成；在該層間絕緣層上形成氧化阻擋層；在該氧化阻擋層上形成氧化物覆蓋層；在該氧化物覆蓋層、氧化阻擋層和層間絕緣層中形成通孔；在該通孔之內(nèi)形成導(dǎo)電層圖案。
文檔編號(hào)H01L23/522GK1649126SQ20051000583
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者李敬雨, 慎烘縡, 金在鶴, 魏榮振, 李承珍, 樸起寬 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社