互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領域，具體涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的形成半導體互連結(jié)構(gòu)的工藝中，每層互連結(jié)構(gòu)之間通常需要形成隔離層，以將不同的互連結(jié)構(gòu)相互隔離。在隔離層上形成新的互連結(jié)構(gòu)時再將部分隔離層去除，從而使不同互連結(jié)構(gòu)之間的導電插塞相互接觸以實現(xiàn)電連接。
[0003]隨著半導體器件特征尺寸的減小以及集成密度增加等因素，互連結(jié)構(gòu)中的寄生電容、RC延遲的問題變得愈發(fā)明顯?，F(xiàn)有技術(shù)采用具有較低k值的材料來形成的層間介質(zhì)層以及隔離層等部件，以減小寄生電容。
[0004]但是低k材料也容易導致其他問題，參考圖1為現(xiàn)有技術(shù)中互連結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，低k材料的層間介質(zhì)層3、4中分別設有金屬插塞1、2，層間介質(zhì)層3、4之間設有低k材料的隔離層5。低k材料在減小互連結(jié)構(gòu)寄生電容的同時也會帶來其他問題，進而影響互連結(jié)構(gòu)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是提供一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，以提升形成的互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0007]提供襯底，
[0008]在所述襯底上形成第一層間介質(zhì)層，并在所述第一層間介質(zhì)層中形成第一導電插塞；
[0009]在所述第一層間介質(zhì)層以及第一導電插塞上形成第一擴散阻擋層；
[0010]在所述第一擴散阻擋層上形成第二擴散阻擋層；
[0011]在所述第二擴散阻擋層上形成硬度高于第二擴散阻擋層的蓋帽層；
[0012]在所述蓋帽層上形成粘附層；
[0013]在粘附層上形成第二層間介質(zhì)層。
[0014]可選的，形成第一擴散阻擋層的步驟包括:形成碳化硅材料的第一擴散阻擋層。
[0015]可選的，形成第二擴散阻擋層的步驟包括:形成摻氮碳化硅材料的第二擴散阻擋層。
[0016]可選的，形成第一擴散阻擋層的步驟包括:
[0017]采用等離子體化學氣相沉積的方式形成所述碳化硅材料的第一擴散阻擋層；
[0018]其中，形成碳化硅材料的第一擴散阻擋層的反應氣體中包括四甲基硅烷氣體、三甲基硅烷氣體、二甲基硅烷氣體或者甲基硅烷氣體。
[0019]可選的，形成第一擴散阻擋層的步驟包括:四甲基硅烷氣體、三甲基硅烷氣體、二甲基娃燒氣體或者甲基娃燒氣體反應氣體的流量在100?10000標況毫升每分的范圍內(nèi)，沉積壓強氣壓在0.1?10托的范圍內(nèi)，并使沉積設備的功率在100?500瓦的范圍內(nèi)。
[0020]可選的，提供襯底的步驟之后，形成第一擴散阻擋層的步驟之前，所述形成方法還包括:
[0021]采用氨氣對所述第一導電插塞的表面進行預處理。
[0022]可選的，形成第二擴散阻擋層的步驟包括:
[0023]采用化學氣相沉積的方式形成所述第二擴散阻擋層；
[0024]其中，使形成第二擴散阻擋層的反應氣體中包括氨氣，以及還包括四甲基硅烷氣體或者三甲基硅烷氣體。
[0025]可選的，形成蓋帽層的步驟包括:形成氮化硅材料的蓋帽層。
[0026]可選的，形成蓋帽層的步驟包括:采用化學氣相沉積的方式形成所述蓋帽層；
[0027]其中，形成所述蓋帽層的反應氣體中包括硅烷氣體以及氨氣。
[0028]可選的，形成蓋帽層的步驟包括:硅烷氣體的流量在100?10000標況毫升每分的范圍內(nèi)，氨氣的流量在100?10000標況暈升每分的范圍內(nèi)；沉積壓強氣壓在0.1?10托的范圍內(nèi)，并使沉積設備的功率在20?100瓦的范圍內(nèi)。
[0029]可選的，形成粘附層的步驟包括:形成含碳氧化硅材料的粘附層。
[0030]可選的，形成粘附層的步驟包括:采用化學氣相沉積的方式形成所述粘附層；
[0031]其中，使形成所述粘附層的反應氣體中包括硅烷氣體，還包括一氧化二氮或者二氧化碳氣體。
[0032]可選的，形成粘附層的步驟包括:硅烷氣體的流量在100?10000標況毫升每分的范圍內(nèi)，一氧化二氮或者二氧化碳氣體的流量在100?10000標況毫升每分的范圍內(nèi)，沉積壓強氣壓在0.1?10托的范圍內(nèi)，并使沉積設備的功率在100?500瓦的范圍內(nèi)。
[0033]一種互連結(jié)構(gòu)，包括:
[0034]襯底；
[0035]位于所述襯底上的第一層間介質(zhì)層，以及位于第一層間介質(zhì)層中的第一導電插塞；
[0036]位于所述述第一層間介質(zhì)層以及第一導電插塞上的第一擴散阻擋層；
[0037]位于所述第一擴散阻擋層上的第二擴散阻擋層；
[0038]位于第二擴散阻擋層上的蓋帽層，所述蓋帽層的硬度大于所述第二擴散阻擋層的硬度；
[0039]位于所述蓋帽層上的粘附層；
[0040]位于所述粘附層上的第二層間介質(zhì)層。
[0041]可選的，所述第一擴散阻擋層的材料為碳化硅。
[0042]可選的，所述第二擴散阻擋層的材料為摻氮碳化硅。
[0043]可選的，所述蓋帽層的材料為氮化硅。
[0044]可選的，所述粘附層的材料為含碳氧化硅。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0046]通過在第一層間介質(zhì)層以及第一導電插塞上形成第一擴散阻擋層以及第二擴散阻擋層，可以減小第一導電插塞與第一層間介質(zhì)層、互連結(jié)構(gòu)的其他構(gòu)件之間發(fā)生交叉擴散發(fā)生的幾率，其中所述的“交叉擴散”包括第一導電插塞的材料向第一層間介質(zhì)層擴散，或者是互連結(jié)構(gòu)中的材料向第一導電插塞擴散，進而盡量地避免形成的互連結(jié)構(gòu)的性能因交叉擴散而受到影響。同時，在所述第二擴散阻擋層上形成硬度高于第二擴散阻擋層的蓋帽層的硬度，硬度較高的蓋帽層可以在一定程度上保護下方的第一擴散阻擋層以及第二擴散阻擋層不受后續(xù)工藝的影響，例如，后續(xù)形成所述第二層間介質(zhì)層的步驟可能帶來的等離子體損傷(plasma induced damage, P ID);在所述蓋帽層上形成摻氧娃化物的粘附層,并且在所述粘附層上形成第二層間介質(zhì)層，粘附層可以增加第一層間介質(zhì)層與后續(xù)形成的第二層間介質(zhì)層之間的粘附力，相對于現(xiàn)有技術(shù)，可以盡量地避免因與第一、第二層間介質(zhì)層之間的粘附力不夠而到導致第一、第二層間介質(zhì)層或者其它互連結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋的問題。
[0047]進一步，形成碳化硅材料的第一擴散阻擋層，并形成摻氮碳化硅材料的第二擴散阻擋層；其中，摻氮碳化硅材料的第二擴散阻擋層可以防止第一導電插塞的材料擴散至互連結(jié)構(gòu)中，同時，由于所述碳化娃材料的第一擴散阻擋層位于第二擴散阻擋層與第一導電插塞之間，碳化娃材料的第一擴散阻擋層可以用于防止互連結(jié)構(gòu)中的材料擴散至第一導電插塞中，進而減小第一導電插塞與第一層間介質(zhì)層、互連結(jié)構(gòu)的其他構(gòu)件之間發(fā)生交叉擴散的幾率。
【附圖說明】
[0048]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種互連結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0049]圖2至圖6是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)的形成方法在一實施例中各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖7是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)在一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0051]為了減小RC延遲等問題，現(xiàn)有技術(shù)采用具有低k材料形成互連結(jié)構(gòu)中的層間介質(zhì)層以及隔離層。有些低k材料具有多孔結(jié)構(gòu)容易導致隔離層與層間介質(zhì)層之間的粘附性變低，進而導致互連結(jié)構(gòu)在后續(xù)的制作工藝中受到損傷或者與相鄰層之間產(chǎn)生脫附問題，例如，在化學機械研磨的過程中，層間介質(zhì)分層可能因受到研磨時產(chǎn)生力的作用而產(chǎn)生裂紋(c