專利名稱：金屬互連線的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種金屬互連線的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著IC技術(shù)的發(fā)展，器件尺寸越來越小，RC延遲對器件開啟速度影響越來越大。為解決RC延遲的問題，一方面，采用電阻率小的金屬銅取代電阻率大的金屬鋁形成金屬連線，以減小互連電阻；另一方面，采用具有低介電常數(shù)的材料來隔離金屬互連線，以減小金屬互連線之間的電容?，F(xiàn)有的金屬互連線的形成方法如下所述:參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底10，所述半導(dǎo)體襯底10上形成有如晶體管、電容器、導(dǎo)電插塞等結(jié)構(gòu)；在所述半導(dǎo)體襯底10上形成刻蝕阻擋層20 ;在所述刻蝕阻擋層20上形成介質(zhì)層30 ;在所述介質(zhì)層30上形成底面抗反射層(BARC) 40 ;在所述底面抗反射層40上涂覆光刻膠層50 ;經(jīng)過曝光顯影工藝，在所述光刻膠層50上定義出開口。如圖2所示，以所述光刻膠層50為掩膜，刻蝕所述介質(zhì)層30至露出所述半導(dǎo)體襯底10，形成溝槽60。如圖3所示，去除所述光刻膠層50和所述抗反射層40 ;用濺鍍工藝形成金屬層70，所述銅金屬層70填充滿溝槽。如圖4所示，采用化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP)平坦化所述金屬層70至露出所述介質(zhì)層30,形成金屬互連線。更多相關(guān)技術(shù)可以參考申請?zhí)枮?00510113921.X的中國專利申請。然而，通過透射電子顯微鏡(TEM)可以看到，刻蝕阻擋層和介質(zhì)層之間具有裂縫。因此，需要一種金屬互連線的形成方法，以便減小刻蝕阻擋層和介質(zhì)層之間的裂縫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種金屬互連線的形成方法，能夠減小刻蝕阻擋層和介質(zhì)層之間的裂縫。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種金屬互連線的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層中包括碳元素；在所述刻蝕阻擋層上形成緩沖層，所述緩沖層中碳元素的含量不超過所述刻蝕阻擋層中碳元素的含量的70%;在所述緩沖層上形成介質(zhì)層；以及形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層?？蛇x地，所述緩沖層通過對原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行降碳處理形成，所述原始刻蝕阻擋層的未經(jīng)降碳處理的部分形成所述刻蝕阻擋層?？蛇x地，利用等離子氧化工藝對所述原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行處理以去除所述原始刻蝕阻擋層中的部分碳元素。
可選地，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是3托至7托，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒?？蛇x地，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是4托至6托，能量是400瓦至600瓦，時(shí)間是4秒至6秒?？蛇x地，所述原始刻蝕阻擋層的材料包括碳氮化硅，碳元素的質(zhì)量百分比是5%至40%?？蛇x地，所述原始刻蝕阻擋層的厚度是100埃至500埃?？蛇x地，所述緩沖層的厚度是5埃至50埃?？蛇x地，所述介質(zhì)層包括SiOCH材料?？蛇x地，所述金屬互連線的材料包括銅。本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種金屬互連線的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層中包括碳元素；在所述刻蝕阻擋層上形成緩沖層，所述緩沖層中碳元素的含量不超過所述刻蝕阻擋層中碳元素的含量的70% ；在所述緩沖層上形成氧化物層；在所述氧化物層上形成介質(zhì)層；以及形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述氧化物層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。可選地，所述緩沖層是通過對原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行降碳處理形成，所述原始刻蝕阻擋層的未經(jīng)降碳處理的部分形成所述刻蝕阻擋層?？蛇x地，利用等離子氧化工藝對所述原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行處理以去除所述原始刻蝕阻擋層中的部分碳元素。可選地，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是3托至7托，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒。可選地，所述等氧化工藝包括:氧氣的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是4托至6托，能量是400瓦至600瓦，時(shí)間是4秒至6秒?？蛇x地，所述原始刻蝕阻擋層的材料包括碳氮化硅，碳元素的質(zhì)量百分比是5%至40%?？蛇x地，所述原始刻蝕阻擋層的厚度是100埃至500埃?？蛇x地，所述緩沖層的厚度是5埃至50埃?？蛇x地，所述氧化物層的厚度是50埃至500埃?？蛇x地，所述介質(zhì)層包括SiOCH材料?？蛇x地，所述金屬互連線的材料包括銅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):通過減少所述刻蝕阻擋層與所述介質(zhì)層兩相界面處的碳含量，增強(qiáng)了層間結(jié)合力，減小了裂縫。在所述緩沖層與所述介質(zhì)層之間進(jìn)一步形成所述氧化物層，進(jìn)一步地增強(qiáng)了結(jié)合力，減小了裂縫。


圖1至圖4現(xiàn)有技術(shù)中金屬互連線形成過程的中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的金屬互連線的形成方法的流程示意圖。
圖6至圖10是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的金屬互連線的形成過程的中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的金屬互連線的形成方法的流程示意圖。圖12至圖17是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的金屬互連線的形成過程的中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的金屬互連線中，刻蝕阻擋層和介質(zhì)層之間出現(xiàn)裂縫，是因?yàn)楝F(xiàn)有的刻蝕阻擋層中含有碳元素較高。在后續(xù)形成介質(zhì)層時(shí)，因?yàn)樘荚雍凸柙娱g的結(jié)合力較弱，所述刻蝕阻擋層和所述介質(zhì)層的交界面處的結(jié)合不夠緊密，因此產(chǎn)生了裂縫。而且，后續(xù)形成的金屬連線會在上述交界面處產(chǎn)生應(yīng)力作用，進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大裂縫。裂縫的存在會影響器件的性能。本發(fā)明的實(shí)施例通過降低所述刻蝕阻擋層與所述介質(zhì)層交界面處的碳含量，增強(qiáng)了所述刻蝕阻擋層和所述介質(zhì)層之間的結(jié)合力，減小了裂縫。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。本發(fā)明首先提供了一種金屬連線的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層中包括碳元素；在所述刻蝕阻擋層上形成緩沖層，所述緩沖層中的碳元素的含量不超過所述刻蝕阻擋層中碳元素的含量的70% ;在所述緩沖層上形成介質(zhì)層；以及，形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。具體地，如圖5所示提供了一種金屬連線的形成方法，包括:SlOl:提供半導(dǎo)體襯底；S102:在所述半導(dǎo)體襯底上形成原始刻蝕阻擋層，所述原始刻蝕阻擋層中包括碳元素；S103:對所述原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行降碳處理，分別形成緩沖層和刻蝕阻擋層；S104:在所述緩沖層上形成介質(zhì)層；以及S105:形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的金屬互連線的形成方法，下面結(jié)合中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖6-10進(jìn)一步詳細(xì)說明。參考圖6，執(zhí)行步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底200。所述半導(dǎo)體襯底200中形成有如晶體管、電容器、導(dǎo)電插塞等結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體襯底200可以是硅襯底、鍺硅襯底、絕緣體上硅襯底等。參考圖7，執(zhí)行步驟S102，在所述半導(dǎo)體襯底200上形成原始刻蝕阻擋層220’。在后續(xù)形成凹槽的工藝中，所述原始刻蝕阻擋層220’作為刻蝕的停止層，能夠防止刻蝕工藝損壞所述半導(dǎo)體襯底200中的結(jié)構(gòu)。所述原始刻蝕阻擋層220’的材料是碳氮化硅，包括的碳元素的質(zhì)量百分比為5%至 40%。碳元素的含量對碳氮化硅材料的K值具有重要的影響。由于后續(xù)形成的金屬互連線會部分地被所述原始刻蝕阻擋層220’所隔離，因此，所述原始刻蝕阻擋層220’需要具有穩(wěn)定的K值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述原始刻蝕阻擋層220’的厚度范圍是100埃至500埃。如前所述，過高的碳含量會造成所述原始刻蝕阻擋層220’與后續(xù)形成的介質(zhì)層之間的結(jié)合力小。為了避免這個(gè)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提出在所述原始刻蝕阻擋層220’與介質(zhì)層之間形成用于增強(qiáng)結(jié)合力的緩沖層。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在所述原始刻蝕阻擋層220’與介質(zhì)層之間形成一層碳含量較低的緩沖層可以增強(qiáng)結(jié)合力。所述緩沖層可以在所述原始刻蝕阻擋層220’上額外形成，也可以通過對所述原始刻蝕阻擋層220’的頂部進(jìn)行降碳處理形成。下面將以通過降碳處理來形成所述緩沖層為例進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖8，執(zhí)行步驟S103，對所述原始刻蝕阻擋層220’的頂部進(jìn)行降碳處理，形成緩沖層221和刻蝕阻擋層220。所述原始刻蝕阻擋層220’的經(jīng)過降碳處理的部分形成所述緩沖層221，所述原始刻蝕阻擋層220’的未經(jīng)降碳處理的部分形成所述刻蝕阻擋層220。本發(fā)明的實(shí)施例通過在所述原始刻蝕阻擋層220’的頂部處形成所述緩沖層221，減少了所述原始刻蝕阻擋層220’與后續(xù)形成的介質(zhì)層的兩相界面處的碳含量。而且，由于僅在上述兩相界面處的碳含量減少了，所述緩沖層221較薄，因此，所述刻蝕阻擋層220和所述緩沖層221的總體介電常數(shù)并沒有受到太大的影響。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過等離子氧化工藝去除所述原始刻蝕阻擋層220’中的部分碳元素。通過所述等離子氧化工藝對所述原始刻蝕阻擋層220’的頂部進(jìn)行處理，利用等離子體氧氣去除位于所述原始刻蝕阻擋層220’的頂部的部分碳元素，從而形成所述緩沖層221和所述刻蝕阻擋層220。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是3托至7托，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒。作為本發(fā)明的又一實(shí)施例，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是4托至6托，能量是400瓦至600瓦，時(shí)間是4秒至6秒。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過去除所述原始刻蝕阻擋層220’中的部分碳元素，形成的所述緩沖層221的厚度是5埃至50埃。所述緩沖層221包括的碳元素的含量(質(zhì)量百分比)不超過所述原始刻蝕阻擋層220包括的碳元素的含量(質(zhì)量百分比)的70%。參考圖9，執(zhí)行步驟S104，在所述緩沖層221上形成介質(zhì)層240。所述介質(zhì)層240用于電性隔離和提供機(jī)械支撐。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述介質(zhì)層240的材料包括SiOCH。形成所述介質(zhì)層240的工藝為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。參考圖10，執(zhí)行步驟S105，形成金屬互連線260。所述金屬互連線260用于將電極引出或?qū)ο嚓P(guān)元件進(jìn)行互連。形成所述金屬互連線260的步驟可以包括:在所述介質(zhì)層240上形成圖形化的光刻膠層(未圖示)；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述介質(zhì)層240、所述緩沖層221和所述刻蝕阻擋層220，形成與所述半導(dǎo)體襯底200內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)接觸的溝槽(未圖示)；以及，在所述溝槽中填充滿金屬材料，并進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以形成所述金屬互連線260。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬互連線260的材料包括金屬銅。本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種金屬互連線的形成方法，參考圖11，該方法包括:S201:提供半導(dǎo)體襯底；S202:在所述半導(dǎo)體襯底上形成原始刻蝕阻擋層，所述原始刻蝕阻擋層中包括碳元素；S203:對所述原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行降碳處理，形成緩沖層和刻蝕阻擋層；S204:在所述緩沖層上形成氧化物層；S205:在所述氧化物層上形成介質(zhì)層；以及S206:形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述氧化物層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。下面結(jié)合中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖12-17進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖12，執(zhí)行步驟S201，提供半導(dǎo)體襯底300。所述半導(dǎo)體襯底300中形成有如晶體管、電容器、導(dǎo)電插塞等結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體襯底300可以是硅襯底、鍺硅襯底、絕緣體上硅襯底等。參考圖13，執(zhí)行步驟S202，在所述半導(dǎo)體襯底300上形成刻原始蝕阻擋層320’，所述原始刻蝕阻擋層320’中包括碳元素。所述原始刻蝕阻擋層320’的材料是碳氮化硅，包括的碳元素的質(zhì)量百分比為5%至 40%。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述原始刻蝕阻擋層320’的厚度范圍是100埃至500埃。參考圖14，執(zhí)行步驟S203，對所述原始刻蝕阻擋層320’的頂部進(jìn)行降碳處理，形成緩沖層321和刻蝕阻擋層320。所述原始刻蝕阻擋層320’的經(jīng)過降碳處理的部分形成所述緩沖層321，所述原始刻蝕阻擋層320’的未經(jīng)降碳處理的部分形成所述刻蝕阻擋層320。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過等離子氧化工藝去除所述原始刻蝕阻擋層320’中的部分碳元素。通過所述等離子氧化工藝對所述原始刻蝕阻擋層320’的頂部進(jìn)行處理，利用等離子體氧氣去除位于所述原始刻蝕阻擋層320’的頂部的部分碳元素，從而形成所述緩沖層321。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是3托至7托，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是4托至6托，能量是400瓦至600瓦，時(shí)間是4秒至6秒。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過去除所述原始刻蝕阻擋層320’中的部分碳元素，形成的所述緩沖層321的厚度是5埃至50埃。所述緩沖層321包括的碳元素的含量(質(zhì)量百分比)不超過所述原始刻蝕阻擋層320’包括的碳元素的含量(質(zhì)量百分比)的70%。參考圖15，執(zhí)行步驟S204，在所述緩沖層321上形成氧化物層340。由于后續(xù)形成的介質(zhì)層包括高含量的氧化物，在所述緩沖層321與介質(zhì)層之間形成所述氧化物層340能夠進(jìn)一步地增強(qiáng)結(jié)合力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化物層340是氧化硅，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝形成的。具體地，所述等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝包括:壓力是3托至7托，反應(yīng)氣體的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述等離子體化學(xué)氣相沉積工藝包括:壓力是4托至6托，反應(yīng)氣體的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，能量是400瓦至600瓦，時(shí)間是4秒至6秒。所述反應(yīng)氣體包括硅烷、TEOS(正硅酸乙酯)、四甲基硅烷、三甲基硅烷中的至少一種與氧氣的組合。通過所述等離子體化學(xué)氣相沉積工藝，所形成的氧化物層340的厚度是50埃至500 埃。參考圖16，執(zhí)行步驟S205，在所述氧化物層340上形成介質(zhì)層360。所述介質(zhì)層360用于電性隔離和提供機(jī)械支撐。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述介質(zhì)層360的材料包括SiOCH。形成所述介質(zhì)層360的工藝為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。參考圖17，執(zhí)行步驟S206，形成金屬互連線380，所述金屬互連線380用于將電極弓I出或?qū)ο嚓P(guān)元件進(jìn)行互連。形成所述金屬互連線380的步驟可以包括:在所述介質(zhì)層360上形成圖形化的光刻膠層(未圖示)；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述介質(zhì)層360，所述氧化物層340、所述緩沖層321和所述刻蝕阻擋層320，形成與所述半導(dǎo)體襯底300內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)接觸的溝槽(未圖示)；以及，在所述溝槽中填充滿金屬材料，并進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以形成所述金屬互連線380。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬互連線380的材料包括金屬銅。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬互連線的形成方法，包括: 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層中包括碳元素； 在所述刻蝕阻擋層上形成緩沖層，所述緩沖層中碳元素的含量不超過所述刻蝕阻擋層中碳元素的含量的70% ； 在所述緩沖層上形成介質(zhì)層；以及 形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述緩沖層通過對原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行降碳處理形成，所述原始刻蝕阻擋層的未經(jīng)降碳處理的部分形成所述刻蝕阻擋層。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，利用等離子氧化工藝對所述原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行處理以去除所述原始刻蝕阻擋層中的部分碳元素。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是3托至7托，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒。
5.如權(quán)利要求3所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是4托至6托，能量是400瓦至600瓦，時(shí)間是4秒至6 秒。
6.如權(quán)利要求2所述的 金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述原始刻蝕阻擋層的材料包括碳氮化硅，碳元素的質(zhì)量百分比是5 %至40 %。
7.如權(quán)利要求2所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述原始刻蝕阻擋層的厚度是100埃至500埃。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述緩沖層的厚度是5埃至50埃。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層包括SiOCH材料。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述金屬互連線的材料包括銅。
11.一種金屬互連線的形成方法，包括: 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層中包括碳元素； 在所述刻蝕阻擋層上形成緩沖層，所述緩沖層中碳元素的含量不超過所述刻蝕阻擋層中碳元素的含量的70% ； 在所述緩沖層上形成氧化物層； 在所述氧化物層上形成介質(zhì)層；以及 形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述氧化物層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。
12.如權(quán)利要求11所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述緩沖層是通過對原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行降碳處理形成，所述原始刻蝕阻擋層的未經(jīng)降碳處理的部分形成所述刻蝕阻擋層。
13.如權(quán)利要求12所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，利用等離子氧化工藝對所述原始刻蝕阻擋層的頂部進(jìn)行處理以去除所述原始刻蝕阻擋層中的部分碳元素。
14.如權(quán)利要求13所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述等離子氧化工藝包括:氧氣的流量是50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是3托至7托，能量是50瓦至1000瓦，時(shí)間是I秒至10秒。
15.如權(quán)利要求13所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述等氧化工藝包括:氧氣的流量是400標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘至600標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓力是4托至6托，能量是400瓦至600瓦,時(shí)間是4秒至6秒。
16.如權(quán)利要求12所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述原始刻蝕阻擋層的材料包括碳氮化硅，碳元素的質(zhì)量百分比是5 %至40 %。
17.如權(quán)利要求12所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述原始刻蝕阻擋層的厚度是100埃至500埃。
18.如權(quán)利要求11所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述緩沖層的厚度是5埃至50埃。
19.如權(quán)利要求11所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述氧化物層的厚度是50埃至500埃。
20.如權(quán)利要求11所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層包括SiOCH材料。
21.如權(quán)利要求11所述的金屬互連線的形成方法，其特征在于，所述金屬互連線的材料包括銅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬互連線的形成方法，該方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層中包括碳元素；在所述刻蝕阻擋層上形成緩沖層，所述緩沖層中碳元素的質(zhì)量百分比不超過所述刻蝕阻擋層中碳元素的質(zhì)量百分比的70％；在所述緩沖層上形成介質(zhì)層；以及形成金屬互連線，所述金屬互連線貫穿所述介質(zhì)層、所述緩沖層和所述刻蝕阻擋層。通過減少在所述刻蝕阻擋層和所述介質(zhì)層兩相界面處的碳含量，增強(qiáng)了結(jié)合力，減小了裂縫。
文檔編號H01L21/768GK103187359SQ20111045349
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者周鳴 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司