專利名稱：一種具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙大馬士革結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種具有多孔結(jié)構(gòu)的一倍設(shè)計(jì)規(guī)格的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)程推進(jìn)，后段IXDD (—倍設(shè)計(jì)規(guī)格的雙大馬士革結(jié)構(gòu))工藝要求絕緣層的K值越來越低，以達(dá)到良好的絕緣效果，來減小延遲效應(yīng)。如圖I所示，其中SC表示延遲效應(yīng)，A、B、C、D依次表示采用K值越來越低的材料。目前業(yè)界28nm的IXDD (—倍設(shè)計(jì)規(guī)格的雙大馬士革結(jié)構(gòu))普遍采用ELK (extra-low dielectric constant,超低介電常數(shù),如(黑金剛石)BD III,其Κ=2· 2)來提高芯 片的延遲性能。但是IXDD的一體(AIO)蝕刻工藝中，由于ULK (整合多孔性超低介電系數(shù)氧化層材料)中含有大量的碳摻雜和多孔結(jié)構(gòu)(Carbon doping and Porosity),等離子體(Plasma)容易對(duì)ELK造成損傷而降低原本干法蝕刻很好的各項(xiàng)異性特點(diǎn)，特別是AIO蝕刻后階段在溝槽和孔(via)推進(jìn)過程中，由于via周圍在這個(gè)階段沒有光阻的阻擋，via上邊緣ELK很容易受到等離子體的傷害而產(chǎn)生錐形孔11，如圖2所示。由于28nm設(shè)計(jì)規(guī)則的限制(IXDD采用56nm/56nm結(jié)構(gòu)),這種錐形孔直接導(dǎo)致雙孔(dual via)處中間隔離區(qū)高度被降低,而且上部形成尖角，不滿足電性對(duì)孔高(via high)的要求。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種能夠改善錐形孔結(jié)構(gòu)的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的技術(shù)的會(huì)產(chǎn)生錐形孔。本發(fā)明提供的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，包括從下到上依次形成的金屬互連層、刻蝕阻擋層、氧化物層、第一介電絕緣層、第二介電絕緣層、金屬層和孔，所述孔設(shè)于所述金屬互連層和金屬層之間，所述第一介電絕緣層的介電常數(shù)為2. 7^3. 0，所述第二介電絕緣層的介電常數(shù)為2. Γ2. 3。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方式中，所述第一介電絕緣層的介電常數(shù)為2. 9。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述第二介電絕緣層的介電常數(shù)為2. 2。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述第一介電絕緣層的材料為BD I，所述第二介電絕緣層的材料為BD III。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述刻蝕阻擋層的高度為150±50A，所述氧化物層的高度為100±50A。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述第一介電絕緣層的高度為400±50A。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述刻蝕阻擋層、氧化物層、第一介電絕緣層、第二介電絕緣層的高度分別為150A、100A、400A、800A。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述金屬互連層的材料為銅，所述氧化物層為
二氧化硅層。本發(fā)明基于等離子體蝕刻對(duì)介電常數(shù)比較高的絕緣層損害效應(yīng)較小的特性，用介電常數(shù)比較高的第一介電絕緣層代替與孔同高度的一部分低介電常數(shù)的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應(yīng)，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成本較低，可以很方便的改善錐形孔的現(xiàn)象。


圖I是K值與SC間的關(guān)系圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)形成的錐形孔的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做具體闡釋。如圖3中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，包括從下到上依次形成的金屬互連層I、刻蝕阻擋層2、氧化物層3、第一介電絕緣層4、第二介電絕緣層5、金屬層6和孔7?？?設(shè)于金屬互連層I和金屬層6之間?？?由半導(dǎo)體工藝形成。其中，第一介電絕緣層4的介電常數(shù)為2. 7^3. 0，第二介電絕緣層5的介電常數(shù)為2. Γ2. 3。本發(fā)明基于等離子體蝕刻對(duì)介電常數(shù)比較高的絕緣層損害效應(yīng)較小的特性，用介電常數(shù)比較高的第一介電絕緣層代替與孔同高度的一部分低介電常數(shù)的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應(yīng)，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成本較低，可以很方便的改善錐形孔的現(xiàn)象。如圖3中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選第一介電絕緣層4的材料為BD I，介電常數(shù)為2. 9 ;并優(yōu)選第二介電絕緣層5的材料為BD III,介電常數(shù)為2. 2。此外，如圖3中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選金屬互連層的材料為銅，所述氧化物層為二氧化硅層。由于本發(fā)明的實(shí)施例采用了 BD I代替與孔7同高度的一部分BDIII，蝕刻對(duì)這兩種材料有一定選擇比，相當(dāng)于在刻蝕阻擋層2 (k=4. 5)上面加了一層等同阻擋層作用的材料，這就為刻蝕阻擋層2減薄創(chuàng)造了條件。同時(shí)在刻蝕阻擋層2上面長(zhǎng)BD I所需的初始層的厚度可以因?yàn)锽D I與刻蝕阻擋層2有較好的黏附性而減薄。這樣降低刻蝕阻擋層2 (k=4. 5)和BD I底部的氧化物層(k=3. 9)過渡層的厚度平衡了 BD I的k值升高帶來的不利影響。在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選在第一介電絕緣層4和第二介電絕緣層5的高度為400A和800A情況下，刻蝕阻擋層2和氧化物層3的高度分別為150A和ιοοΑ。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括從下到上依次形成的金屬互連層、刻蝕阻擋層、氧化物層、第一介電絕緣層、第二介電絕緣層、金屬層和孔，所述孔設(shè)于所述金屬互連層和金屬層之間，所述第一介電絕緣層的介電常數(shù)為2. 7^3. O，所述第二介電絕緣層的介電常數(shù)為2. Γ2.30
2.如權(quán)利要求I所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一介電絕緣層的介電常數(shù)為2. 9。
3.如權(quán)利要求2所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二介電絕緣層的介電常數(shù)為2. 2。
4.如權(quán)利要求3所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一介電絕緣層的材料為BD I，所述第二介電絕緣層的材料為BD III。
5.如權(quán)利要求I所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述刻蝕阻擋層的高度為150 ±50Α，所述氧化物層的高度為100±50Α。
6.如權(quán)利要求5所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一介電絕緣層的高度為400±50Α。
7.如權(quán)利要求6所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述刻蝕阻擋層、氧化物層、第一介電絕緣層、第二介電絕緣層的高度分別為150Α、100Α、400Α、800Α。
8.如權(quán)利要求I所述的具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連層的材料為銅，所述氧化物層為二氧化硅層。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種具有多孔結(jié)構(gòu)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，包括從下到上依次形成的金屬互連層、刻蝕阻擋層、氧化物層、第一介電絕緣層、第二介電絕緣層、金屬層和孔，所述孔設(shè)于所述金屬互連層和金屬層之間，所述第一介電絕緣層的介電常數(shù)為2.7~3.0，所述第二介電絕緣層的介電常數(shù)為2.1~2.3。本發(fā)明用介電常數(shù)比較高的第一介電絕緣層代替與孔同高度的一部分低介電常數(shù)的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應(yīng)，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成本較低，可以很方便的改善錐形孔的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102867810SQ20121034354
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者黃君, 張瑜, 黃海 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司