專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用低介電常數(shù)絕緣材料來改善層間介電薄膜粘附力的技術。
背景技術：
近來，隨著半導體器件日益被要求以更高的速度運行，各種努力更密切地集中于用具有更低介電常數(shù)的材料來替代構成層間介電薄膜的二氧化硅(介電常數(shù)K＝約4.3)，之后降低互連線之間的寄生電容。介電常數(shù)約為3的HSQ、MSQ以及含芳香化合物的有機樹脂材料都可以用作低介電常數(shù)絕緣材料，但是為了獲得更低的介電常數(shù)，正開發(fā)構成欠致密薄膜的多孔材料，這種欠致密薄膜具有微孔或者具有間隔開的單體分子結構。
在這些多孔材料中，有些據(jù)報告介電常數(shù)低至約2.2。使用這樣的材料作為層間介電薄膜可以降低互連之間的干擾，由此實現(xiàn)器件更快速的性能。
但是，由低介電常數(shù)絕緣材料構成的薄膜易于導致與其上或其下形成的薄膜之間的不良粘合。特別是把多孔材料用作絕緣膜時，不充分粘合的問題就會因為低的薄膜密度而特別嚴重。
日本專利申請2001-326222公開了一種解決低介電常數(shù)薄膜不良粘合問題的技術。圖1為其公開文本中作為相關技術描述的互連結構的示意性剖面圖。
該互連結構的構成如下包括氮化硅層1和按順序淀積于其上的MSQ層2和二氧化硅層4的層間介電薄膜，和形成于層間介電薄膜中的由阻擋金屬層5以及銅層6構成的銅互連線。在這種情況下，當MSQ層2由有機材料構成而二氧化硅層4為無機材料時，它們之間就易于出現(xiàn)不良粘合，包括極端情況下的片狀剝落。為了解決該問題，如圖2所示，該公開文本提議在MSQ層2和二氧化硅層4之間插入MHSQ(甲基-氫-倍半硅氧烷)層3以改善粘附力。除了圖2所涉及到的使用MHSQ層的例子外，該公開文本還提供了一種在其分子中含有Si-H基的聚硅氧烷化合物，其所假定的使用這種材料改善粘合力的原因是Si-H基脫水而生成活性區(qū)并由此與上面或下面的介電薄膜反應。
但是，在使用低介電常數(shù)材料如MSQ的情況下，在不同于上述公開文本引用位置的位置處也會出現(xiàn)不良粘合。圖3為其中使用了MSQ的常規(guī)互連結構的示意性剖面圖。該結構包括SiCN層100和按順序淀積于其上的MSQ層102、SiCN層108和另一MSQ層112。在MSQ層102中有一布線槽，槽中形成由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線。在該互連結構中，在極端情況下，不良粘合會在SiCN層108和MSQ層112之間的界面處產生剝離。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因在于MSQ層中所含的甲基是疏水性的，因此不能與SiCN充分親和。
用其它的材料來替代SiCN層108中的材料可以是解決不良粘合的一種選擇。但是，因為SiCN層108還起到構成銅互連線的銅擴散阻擋層的作用，因此在進行材料替換時就不免要受到一定限制。日本專利申請2001-326222沒有提供任何解決MSQ層的下界面處不良粘合的方案。另外，該公開文本所描述的利用Si-H基來改善粘附力的技術的不利之處是在蝕刻工藝后會被等離子灰化或濕法剝離溶解破壞而吸收濕氣，因為Si-H基是比較活潑的，由此就會造成介電常數(shù)的增加。此外，在使用多孔材料MHSQ層來降低介電常數(shù)時，等離子灰化氣或濕法剝離溶液會通過這些孔而被引入，由此導致薄膜質量破壞如吸潮或者是介電常數(shù)增加。
發(fā)明內容
鑒于上面的問題，本發(fā)明被構思在增加低介電常數(shù)薄膜和與其相鄰的層之間的粘附力的同時而不增加層間介電薄膜的介電常數(shù)。
本發(fā)明提供了一種半導體器件，它包括半導體襯底；形成于半導體襯底上的層間介電薄膜，其中層間介電薄膜包含一疊層，該疊層包括一粘附膜和一低介電常數(shù)薄膜，粘附膜主要由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成，低介電常數(shù)薄膜主要由特征介電常數(shù)不大于4的與粘附膜相接觸形成的有機低介電常數(shù)材料構成。
在該半導體器件中，粘附膜與低介電常數(shù)薄膜相接觸。因為粘附膜由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成，因此粘附膜與構成低介電常數(shù)薄膜的有機材料之間具有很高的親和力。因此，該低介電常數(shù)薄膜和該粘附膜就能牢固地粘合在一起。
本發(fā)明還提供了一種制造半導體器件的方法，包括以下步驟在半導體襯底上形成主要由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成的粘附膜；在粘附膜上形成主要由特征介電常數(shù)不大于4的有機低介電常數(shù)材料構成的低介電常數(shù)薄膜。
本發(fā)明還提供了一種制造半導體器件的方法，包括以下步驟在半導體襯底上形成主要由特征介電常數(shù)不大于4的有機低介電常數(shù)材料構成的低介電常數(shù)薄膜；在該低介電常數(shù)薄膜上形成主要由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成的粘附膜。
根據(jù)本發(fā)明的半導體器件的制造方法，可以穩(wěn)定地制造出其中低介電常數(shù)薄膜和粘附膜牢固粘合的半導體器件。
根據(jù)本發(fā)明，構成粘附膜的硅基化合物所含有的芳香環(huán)優(yōu)選地為一稠環(huán)。由此，粘附膜與構成低介電常數(shù)薄膜的有機材料之間的親和力會進一步提高，從而實現(xiàn)了低介電常數(shù)薄膜與粘附膜之間粘附力的進一步改善。苯基環(huán)丁烯單元和類似單元可以用作這樣的稠環(huán)。
構成粘附膜的硅基化合物優(yōu)選地在其分子中包含亞甲硅基單元。這里所涉及的亞甲硅基單元表示可描述為SiR1R2(這里R1和R2為氫基或烴基)的單元，分子中可包含多個這樣的單元。引入分子中的這種亞甲硅基單元有利于松弛粘附膜中的應力。
構成粘附膜的硅基化合物還可以是聚合物。例如，可以通過聚合含二乙烯基硅氧烷雙苯并環(huán)丁烯單元的單體來獲得聚合物。為此目的可使用熱聚合或等離子聚合，其中更優(yōu)選地采用等離子聚合，因為這樣獲得的聚合物的耐熱性可顯著增加。還可以在一旦形成粘附膜時，就對粘附膜進行等離子處理，然后形成低介電常數(shù)薄膜。用這種方法可以進一步增加粘附力。另外，在粘附膜和低介電常數(shù)薄膜都用CVD法形成的情況下，制造工藝可得以簡化，因為可以在半導體襯底處于真空狀態(tài)下連續(xù)執(zhí)行這一系列工藝。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地使用具有低介電常數(shù)和高耐熱性的有機低介電常數(shù)材料，例如SiOC等等。
同樣，從工藝過程中限制由等離子灰化或濕法剝離破壞而造成介電常數(shù)增加的觀點看，優(yōu)選地使用分子結構中基本不含Si-H鍵的化合物作為有機低介電常數(shù)材料，例如可優(yōu)選使用甲基倍半硅氧烷等等。
只要保證粘附膜和低介電常數(shù)薄膜相互接觸，疊層可以任意順序構成，但是可以通過先淀積粘附膜再淀積低介電常數(shù)薄膜來達到更好的粘附力。
根據(jù)本發(fā)明，制造方法可進一步包括步驟在半導體襯底上形成金屬布線和形成如上構成的疊層。在這種情況下，粘附膜可以與金屬布線相接觸淀積，然后進一步在粘附膜上形成低介電常數(shù)薄膜。另外，還可以在金屬布線上形成金屬擴散阻擋層，然后按順序淀積粘附膜和低介電常數(shù)薄膜。在金屬布線上設置這樣的疊層，可以改善層間介電薄膜的粘附力同時阻止金屬向金屬布線外擴散。
在采用包括金屬布線的構造的情況下，可以在金屬布線的上表面設置帽金屬，然后再與帽金屬上表面相接觸形成粘附膜。帽金屬的作用是抑制構成金屬布線的金屬擴散，由此阻止金屬布線中的應力遷移。在帽金屬上形成粘附膜的結果是由于金屬布線上的擴散阻擋層可以忽略從而降低了互連之間的寄生電容。
根據(jù)本發(fā)明，制造方法可進一步包括步驟在形成粘附膜之后對該粘附膜進行UV處理或等離子處理，并形成低介電常數(shù)薄膜。這樣，低介電常數(shù)薄膜和粘附膜就能更牢固地粘合在一起。
圖1為常規(guī)的互連結構的示意性剖面圖；圖2為常規(guī)的互連結構的示意性剖面圖；圖3為常規(guī)的互連結構的示意性剖面圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的互連結構的示意性剖面圖；圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的互連制造方法的示意性剖面圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的互連結構的示意性剖面圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的互連結構的示意性剖面圖；圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明的互連制造方法的示意性剖面圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明的互連結構的示意性剖面圖；圖10為顯示根據(jù)本發(fā)明的互連制造方法的示意性剖面圖；
圖11為解釋層間粘附力的評估方法的示意圖；圖12為顯示層間粘附力的評估結果的直方圖；圖13為多層互連結構的示意性剖面圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述。
如圖13所示，在邏輯系統(tǒng)設備等中，經常使用包括多個互連層的多層互連結構(互連疊層)。在這樣的互連結構中，由柵極402和雜質擴散層404構成的晶體管形成于第一層406和硅襯底400中，層間介電薄膜425a和425b按此順序淀積在晶體管上。在這些層間介電薄膜中分別形成銅互連線422a、422b。銅互連線422a和雜質擴散層404通過接觸孔408相連。鈍化層414淀積在互連疊層的最上端。下面將參照一些例子來詳細描述該多層互連結構中的銅互連線422b是如何構建和制造的。在下面的描述中，“BCB”指的是“苯并環(huán)丁烯”。
第一實施方式圖4為根據(jù)該實施方式的互連結構的示意性剖面圖。如圖所示，MSQ層102、SiO2層107、SiCN層108、BCB層110和另一MSQ層112按此順序淀積在SiCN層100上，由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線形成于MSQ層102中。阻擋金屬層104通過先后淀積TaN和Ta而形成。SiCN層100和108起到銅擴散阻擋層的作用。這些SiCN層也可以用其他層例如SiN和SiC層來替換。SiCN層108和MSQ層112之間的BCB層110通過等離子聚合來形成。如圖4所示的互連結構的各個層的厚度，例如可以如下SiCN層10020到100納米MSQ層102200到400納米銅層106200到400納米SiO2層10750到200納米
SiCN層10820到100納米BCB層11020到200納米MSQ層112300到1000納米因為BCB層110對SiCN層108和MSQ層112而言都是高粘性的，因此常規(guī)觀測到的SiCN層108和MSQ層112之間的弱粘性便得以克服。同樣，由于形成于銅連接線上的MSQ層112具有極低的特征介電常數(shù)，因此可以有效地降低某條互連線與置于其下/上或緊鄰一側的其它互連線之間的寄生電容。
另外，與SiCN層108相類似，BCB層110也能阻止銅的擴散，因此SiCN層憑借插入SiCN層108和MSQ層112之間的BCB層的厚度而形成的更薄一些。例如，在使用常規(guī)的沒有BCB層的結構時，為了防止銅擴散，SiCN層需要的厚度為約50納米或更多，但是在即使SiCN層的厚度為25納米的情況下，在SiCN層108和MSQ層112之間插入厚度為25納米的BCB層就可以阻止銅擴散。以此方式，形成較薄的SiCN層(k＝4.8)同時在相關層之間插入具有較低介電常數(shù)2.7的BCB層就可以降低互連線之間的寄生電容。
下面將介紹如何構建如圖4所示的互連結構。圖5A-C為顯示如何構建圖4的互連結構的工藝步驟的示意性剖面圖。在SiCN層100上按順序首先形成MSQ層102和SiO2層107之后，利用已知的大馬士革工藝形成由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線(圖5A)。設置SiO2層107的原因在于增加銅擴散阻擋層(本實施方式中的SiCN層108)和該阻擋層下面的結構之間的粘附力，并防止抗灰化過程中等離子放電所導致的對MSQ層102的損壞。然后在襯底上形成SiCN層108，再依次形成BCB層110(圖5B)。
BCB層110可以通過等離子聚合、旋涂等方法形成。在這里，使用等離子聚合形成的BCB層可以確保比旋涂形成的BCB層具有更高的耐熱分解性。具體來說，通過旋涂形成的BCB層一直要到約350℃氣氛才會分解，而通過等離子聚合形成的BCB層一直要到約400℃氣氛才會分解。
下面對本實施方式中通過等離子聚合形成BCB層進行說明。在本實施方式中，對具有由如下化學式表示的化學結構的二乙烯基硅氧烷雙苯并環(huán)丁烯單體汽化，然后把汽化的單體引入等離子體如He中進行等離子聚合，由此形成BCB層110。
如何利用等離子聚合來形成BCB層在日本專利申請2000-100803中進行了詳細公開。在等離子聚合過程，例如，BCB單體在200℃的溫度下以0.1克/分鐘的速度汽化，并隨He載運氣流以500sccm的流速提供到反應室，BCB單體氣體通過施加了13.56MHz射頻功率的噴頭被引入反應室內的He等離子氣氛中，之后，在加熱至400℃的襯底上生長等離子聚合成的BCB層。如上所述形成的等離子聚合BCB層具有2.5至2.6的特征介電常數(shù)，低于通過熱聚合形成的BCB層的特征介電常數(shù)。利用傅立葉變換紅外光譜儀測量BCB層可以確保通過上述等離子聚合來形成BCB層。
通過等離子聚合形成的BCB層被認為具有由下面的化學式所表示的結構。
已證實通過等離子聚合形成的BCB層可以提供在不低于400的溫度下的高耐熱分解性以及增強的化學穩(wěn)定性和足夠的機械強度。
在形成BCB層110之后，在其上淀積MSQ層112，MSQ層112通過旋涂形成。
通過上述的過程，便形成了圖4所示的互連結構。采用這種互連結構便于形成可靠性高的器件結構。
此外，除了如圖4所示在SiCN層108和MSQ層112之間提供BCB層外，還可以在SiCN層100和MSQ層102之間或MSQ層102與SiO2層107之間提供已形成的副BCB層。上述的互連結構示于圖6A和6B中。
第二實施方式在第二實施方式中，SiOC層被用作低介電常數(shù)材料構成的低介電常數(shù)層。圖7為根據(jù)該實施方式的互連結構的示意性剖面圖。如圖所示，SiOC層101、SiO2層107、SiCN層108、BCB層110和另一SiOC層113按此順序淀積在SiCN層100上，由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線形成于SiOC層101和SiO2層107中的互連槽中。如圖7所示的互連結構的各個層的厚度，例如可以如下SiCN層10020到100納米SiOC層101200到400納米SiO2層10750到200納米銅層106200到400納米SiCN層10820到100納米BCB層11020到200納米SiOC層113300到1000納米因為BCB層110對SiCN層108和SiOC層113而言都是高粘性的，因此常規(guī)觀測到的SiCN層108和SiOC層113之間的弱粘性便得以克服。
下面將參照圖8，描述上述互連結構的制造方法。如圖8A所示，首先按順序形成SiCN層100、SiOC層101和SiO2層107，然后利用公知的大馬士革工藝形成由阻擋金屬層104和銅層106組成的銅互連線，其中阻擋金屬層104通過先后淀積TaN和Ta而形成。設置SiO2層107的原因在于增加銅擴散阻擋層(本實施方式中的SiCN層108)和該阻擋層下面的結構之間的粘附力，并防止抗灰化過程中等離子放電所導致的對MSQ層102的損壞。然后按順序在SiO2層107上淀積SiCN層108和BCB層110(圖8B)。BCB層110的形成方式與第一實施方式中描述的相同。此后，利用等離子CVD法在BCB層110上形成SiOC層113(圖8C)。這里，優(yōu)選地使用甲硅烷氣、烷基硅烷氣和氧化氣體的混合氣作為氣源。烷基硅烷氣可以是例如一甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷或四甲基硅烷，并且可以單獨使用這些氣體中的一種，或兩種或更多種混合使用。在這些氣體中，優(yōu)選使用三甲基硅烷。在這種情況下，術語“氧化氣體”指的是起到氧化烷基硅烷氣的作用并且通過采用其分子中含有氧元素的氣體來實現(xiàn)的氣體。例如，可以使用包括了NO、N2O、CO、CO2、O2的組中的一種或多種，根據(jù)合適的氧化物體的能力，優(yōu)選地使用O2或N2O。在該實施方式中，使用三甲基硅烷和O2的混合氣體作為氣源。由此形成圖7中的互連結構。
因為由SiOC層101和SiOC層113構成的SiOC薄膜與第一實施方式中使用的MSQ層一樣具有疏水性，因此在某些情況下，其對緊鄰SiOC層的絕緣膜的粘附力就會變弱。但是，根據(jù)該實施方式，因為由等離子聚合所形成的BCB層被置于SiOC層和其緊鄰層之間，層間介電薄膜之間的粘附力就大大提高了。另外，盡管在該實施方式中，BCB層110被置于SiCN層108和SiOC層113之間，但BCB層也可以另外置于SiCN層100和SiOC層101之間。
第三實施方式在該實施方式中，BCB層被作為帽金屬薄膜置于互連結構中的銅互連線上部。根據(jù)本實施方式的互連結構被示于圖9中。如圖9所示，MSQ層102、BCB層110和另一MSQ層112按此順序被淀積于SiCN層100上，由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線形成于MSQ層102中。
帽金屬116形成于銅層106上。帽金屬116由具有比銅更好的電遷移特性的金屬材料制成，起到降低銅擴散到層間介電薄膜中去的作用，由此防止了構成銅互連線的材料的應力遷移所造成的空位形成。例如，無電鎳合金或無電鈷合金可以作為構成帽金屬116的材料，這些材料可以適度地含有硼或磷。作為另一種選擇，銀-銅合金也可以作為帽金屬。
與圖4、6和7中所示的互連結構不同，圖9的互連結構沒有提供作為銅擴散阻擋層的SiCN層108，而是提供了直接覆蓋銅互連線的BCB層110。在該實施方式中，由于帽金屬實質降低了銅擴散到相關部分去的程度，因此帽金屬116和BCB層110協(xié)同阻止了銅擴散。因此，圖4的互連結構中所提供的SiCN層108在本實施方式中無須形成。在常規(guī)的提供SiCN層108的結構中，由于SiCN的高介電常數(shù)，相鄰互連之間的寄生電容很容易增加，進而不利地引入互連延遲。使用根據(jù)本實施方式的互連結構，提供了解決該問題的方案，并提供了能夠更高速更可靠地運行的器件。
下面將參照圖10描述上述互連結構的制造方法。在SiCN層100上形成MSQ層102之后，利用已知的大馬士革工藝形成由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線(圖10A)。然后，利用無電選擇電鍍在銅層106上選擇性地形成帽金屬116。帽金屬116利用CoWP、CoB或NiB來實現(xiàn)。
然后，利用等離子聚合形成BCB層110，再利用旋涂在其上形成MSQ層112(圖10C)。由此獲得圖9中所示的互連結構。
實施例MSQ層和緊鄰MSQ層的絕緣層之間的粘附力通過四點彎曲實驗來評估。圖11A顯示了在本實施例中進行四點彎曲實驗過程中如何放置待測試樣品。樣品被放置在具有四個支撐點的保持器上。圖11B為該樣品的示意性剖面圖。MSQ層222、二氧化硅層223、環(huán)氧樹脂層224和硅層225按此順序層疊在襯底221上。在硅層225的中心部分做一個凹口。當在樣品上施加負荷時，一裂縫會從凹口處向襯底221上的一個點擴展，從該點處裂縫進一步沿MSQ層222和襯底221的界面水平擴展。根據(jù)此刻所施加的負荷來評估襯底221和MSQ層222之間的粘附力。
構建襯底221時要使得SiCN層形成于硅襯底上并且BCB層能以合適的方式形成于SiCN層上。制備1號樣品使得通過等離子聚合在SiCN層上形成BCB層，并對BCB層進行UV處理，然后，在其上形成MSQ層222。在UV處理過程中，在室溫環(huán)境下用UV燈照射UV線大約10秒。制備2號樣品使得通過等離子聚合在SiCN層上形成BCB層但無須進行UV處理，然后，在BCB層形成MSQ層222。制備3號樣品使得在SiCN層上直接形成MSQ層222。BCB層以類似于第一實施例的說明中描述的方式形成。也就是，把二乙烯基硅氧烷雙苯并環(huán)丁烯單體汽化并引入等離子體如He中進行等離子聚合，由此形成BCB層。這里，BCB單體在200℃的溫度下被汽化，并隨He載運氣流以500sccm的流速提供到反應室，BCB單體氣體通過施加了13.56MHz射頻功率的噴頭被引入反應室內的He等離子氣氛中，之后，在加熱至400℃的襯底上生長等離子聚合成的BCB層。利用傅立葉變換紅外光譜儀測量BCB層可以確保通過上述等離子聚合來形成BCB層。
圖12顯示了對1號至3號樣品通過評價其襯底221和MSQ層222之間的粘附力所得到的結果。對于本領域內的普通技術人員而言，很顯然，在互連結構中的相關層之間形成BCB層可以提高常規(guī)互連結構中彼此接觸的層間的粘附力，而且經UV處理的BCB層可進一步提高粘附力。應當注意，盡管1號樣品進行了UV處理，但是該樣品也可以在氮或氫等離子氣氛中進行等離子處理，可以產生類似于使用UV處理所觀察到的有益效果。另外，樣品優(yōu)選地在含氧氣或N2O的等離子中進行處理以便輕微氧化BCB層的表面部分。
如上所述，本發(fā)明提供了一種疊層，該疊層包括由分子中具有芳香環(huán)的硅基化合物構成的粘附膜，和與粘附膜接觸且由特征介電常數(shù)不大于4的有機低介電常數(shù)材料制成的低介電常數(shù)薄膜。因此，在常規(guī)互連疊層中成為問題的低介電常數(shù)薄膜和與其接觸的層之間的粘附力可以大大提高。
權利要求
1.一種半導體器件，包括半導體襯底和形成于所述半導體襯底之上的層間介電薄膜，所述層間介電薄膜由疊層構成，所述疊層主要包括主要由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成的粘附膜，和與所述粘附膜接觸且主要由特征介電常數(shù)不大于4的有機低介電常數(shù)材料制成的低介電常數(shù)薄膜。
2.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述芳香環(huán)為稠環(huán)。
3.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述硅基化合物的分子中包括苯基環(huán)丁烯單元。
4.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述硅基化合物在其分子中包括亞甲硅基單元。
5.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述硅基化合物為通過聚合含有二乙烯基硅氧烷雙苯并環(huán)丁烯單元的單體而形成的聚合物。
6.如權利要求5所述的半導體器件，其中所述硅基化合物為通過等離子聚合所述單體而形成的聚合物。
7.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述有機低介電常數(shù)材料不含Si-H鍵。
8.如權利要求7所述的半導體器件，其中所述有機低介電常數(shù)材料為甲基倍半硅氧烷和SiOC中的一種。
9.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述疊層通過按順序淀積所述粘附膜和所述低介電常數(shù)薄膜形成。
10.如權利要求1所述的半導體器件，進一步包括形成于所述半導體襯底之上的金屬布線，其中所述疊層形成于所述金屬布線之上。
11.如權利要求10所述的半導體器件，其中所述粘附膜與所述金屬布線相接觸形成，并進一步在所述粘附膜上形成所述低介電常數(shù)薄膜。
12.如權利要求10所述的半導體器件，其中所述金屬擴散阻擋層形成于所述金屬布線之上，所述粘附膜和所述低介電常數(shù)薄膜按此順序形成于所述金屬擴散阻擋層上。
13.如權利要求10所述的半導體器件，其中在所述金屬布線的上表面設置帽金屬，所述粘附膜與所述帽金屬的上表面相接觸形成。
14.一種制造半導體器件的方法，包括在半導體襯底上形成主要由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成的粘附膜；和在所述粘附膜上形成主要由特征介電常數(shù)不大于4的有機低介電常數(shù)材料制成的低介電常數(shù)薄膜。
15.如權利要求14所述的制造方法，進一步包括在形成所述粘附膜之后對其進行UV處理或等離子處理，并執(zhí)行形成所述低介電常數(shù)薄膜的步驟。
16.如權利要求14所述的制造方法，進一步包括在所述半導體襯底上形成金屬布線，然后執(zhí)行形成所述粘附膜的步驟。
17.如權利要求14所述的制造方法，進一步包括在形成所述金屬布線的步驟和形成所述粘附膜的步驟之間在所述金屬布線上形成金屬擴散阻擋層。
18.如權利要求14所述的制造方法，進一步包括在所述金屬布線的上表面上形成帽金屬，并形成與所述帽金屬的上表面相接觸的所述粘附膜。
19.一種制造半導體器件的方法，包括在半導體襯底上形成主要由特征介電常數(shù)不大于4的有機低介電常數(shù)材料制成的低介電常數(shù)薄膜；和在所述低介電常數(shù)薄膜上形成主要由分子中含有芳香環(huán)的硅基化合物構成的粘附膜。
20.如權利要求19所述的制造方法，其中形成所述粘附膜的步驟包括對含二乙烯基硅氧烷雙苯并環(huán)丁烯單元的單體進行聚合，并且所述聚合為等離子聚合。
21.如權利要求14所述的制造方法，其中所述有機低介電常數(shù)材料不含Si-H鍵。
22.如權利要求19所述的制造方法，其中所述有機低介電常數(shù)材料不含Si-H鍵。
23.如權利要求21所述的制造方法，其中所述有機低介電常數(shù)材料為甲基倍半硅氧烷和SiOC中的一種。
24.如權利要求22所述的制造方法，其中所述有機低介電常數(shù)材料為甲基倍半硅氧烷和SiOC中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導體器件及其制造方法。SiCN層108、BCB層110和MSQ層112按此順序淀積在由阻擋金屬層104和銅層106構成的銅互連線上。BCB層110通過等離子聚合含二乙烯基硅氧烷雙苯并環(huán)丁烯單元的單體而形成。
文檔編號H01L23/532GK1495866SQ0315770
公開日2004年5月12日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權日2002年8月30日
發(fā)明者大西貞之 申請人:恩益禧電子股份有限公司