專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體裝置互連(interconnections)，且特別是關(guān)于互連中用于覆蓋低介電常數(shù)介電材料的材料。
背景技術(shù)：
如超大規(guī)模集成電路(VLSI)的高密度集成電路通常具有多重金屬互連以形成三維(3D)繞線結(jié)構(gòu)。使用多重金屬互連的目的在于適當(dāng)?shù)剡B接經(jīng)緊密疊置的元件。隨著元件集成度的增加，在金屬互連間便產(chǎn)生了寄生電容效應(yīng)(parasitic capacitance)。為了降低寄生電容值以及增加金屬互連間的傳遞速度，通常采用低介電常數(shù)介電材料(low-k dielectric)作為層間介電層(inter-layer dielectric，ILD)與金屬層間介電層(inter-metal dielectric，IMD)之用。
形成低介電常數(shù)介電材料相關(guān)結(jié)構(gòu)最常用方法之一為金屬硬掩模(metalhard mask，MHM)法，其通過(guò)形成一金屬硬掩模以保護(hù)低介電常數(shù)介電層免于化學(xué)機(jī)械研磨的毀損。一般而言，上蓋層形成于低介電常數(shù)介電材料層上，且接著形成一金屬硬掩模層。上蓋層通常由氧基(oxygen base)材料所組成，例如為四乙氧基硅烷(TEOS)所形成。接著圖案化金屬硬掩模層與上蓋層，并優(yōu)選地采用光致抗蝕劑作為掩模。上述圖案經(jīng)轉(zhuǎn)移至下方的低介電常數(shù)介電層中以形成互連，而上述工藝通常包括在低介電常數(shù)介電層中形成開(kāi)口；填入導(dǎo)電材料；以及執(zhí)行一化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)以平坦化表面等步驟。接著則移除剩余的金屬硬掩模層。
上述公知MHM法仍具有以下缺點(diǎn)。缺點(diǎn)之一為，氧基的上蓋材料例如由TEOS所形成的氧化物通常具有如低消光系數(shù)(low extinction coefficients)的較差光學(xué)特性，因而容易為來(lái)自光學(xué)投影系統(tǒng)的光線所穿透，進(jìn)而造成圖案控制上困難。而對(duì)于CMP工藝而言，氧基上蓋材料與金屬硬掩模以及銅金屬間的選擇比也不太足夠，因此在CMP工藝中可能對(duì)上蓋層造成毀損。此外，氧基上蓋材料對(duì)于蝕刻金屬硬掩模所采用的化學(xué)用品通常具有相對(duì)低的阻抗，因而可發(fā)現(xiàn)在線路末端孔洞的形成。如此將造成上蓋層具有較粗邊緣且導(dǎo)致不期望的副作用。
因此，便需要一種新型的上蓋材料以克服前述的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)其制造方法，其采用了適用于互連的上蓋材料。
依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一低介電常數(shù)介電層；一上蓋層，位于該低介電常數(shù)介電層上，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；一介層物，位于該低介電常數(shù)介電層中；以及一金屬導(dǎo)線，位于該低介電常數(shù)介電層中并覆蓋該介層物，該金屬導(dǎo)線實(shí)體接觸該介層物。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中覆蓋該金屬導(dǎo)線的區(qū)域并不存在有該上蓋層。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有介于100埃至1000埃的厚度。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于2.0E9達(dá)因/每平方厘米的壓縮應(yīng)力。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于0.1的消光系數(shù)。
依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一低介電常數(shù)介電層；一上蓋層，位于該低介電常數(shù)介電層上，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；一蝕刻停止層，位于該上蓋層上；一介層物，位于該低介電常數(shù)介電層中；以及一金屬導(dǎo)線，位于該低介電常數(shù)介電層中并覆蓋該介層物，該金屬導(dǎo)線實(shí)體接觸該介層物，其中在覆蓋該金屬導(dǎo)線的區(qū)域并不存在有該上蓋層。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有介于100埃至1000埃的厚度。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于2.0E9達(dá)因/每平方厘米的壓縮應(yīng)力。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于0.1的消光系數(shù)。
根據(jù)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括位于該蝕刻停止層上的一額外低介電常數(shù)介電層，其中在該額外低介電常數(shù)介電層中具有一額外介層物與一額外金屬導(dǎo)線。
依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括形成一低介電常數(shù)介電層；在該低介電常數(shù)介電層上形成一上蓋層，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；在該上蓋層上形成一金屬硬掩模層；在該金屬硬掩模層上形成一第一抗蝕劑并進(jìn)行圖案化；蝕刻該金屬硬掩模層以形成第一開(kāi)口；移除該第一抗蝕劑；形成一第二抗蝕劑并進(jìn)行圖案化；形成一溝槽開(kāi)口與一介層物開(kāi)口；在該溝槽開(kāi)口與介層物開(kāi)口內(nèi)填入一導(dǎo)電材料；以及平坦化該導(dǎo)電材料，形成一金屬導(dǎo)線與介層物。
根據(jù)所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中該上蓋層通過(guò)物理氣相沉積法所形成，該物理氣相沉積法采用包括選自包括石墨、氮雜腺嘌呤、腺嘌呤、三聚氰胺及其組合物所組成的族群的一靶材，以及包括氮?dú)狻睔饧捌浣M成物的工藝氣體。
根據(jù)所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中該上蓋層通過(guò)化學(xué)氣相沉積法所形成，該化學(xué)氣相沉積法使用包括氮?dú)狻睔?、三甲基硅烷、四甲基硅烷及其組成物的工藝氣體。
根據(jù)所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中形成該上蓋層的步驟是在介于100℃至500℃的溫度下執(zhí)行。
根據(jù)所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中形成該上蓋層的步驟是在介于1毫托至20托的壓力下執(zhí)行。
本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法具有以下優(yōu)點(diǎn)首先，由CNx、SiCN、SiCO以及SiC等材質(zhì)所構(gòu)成的上蓋層為化學(xué)鈍性的且具有高熱穩(wěn)定性與高電子擊穿電場(chǎng)等特性，因此可更能提升對(duì)于熱循環(huán)以及施加電力的阻抗。第二，相比于公知氧基材質(zhì)的上蓋層，由CNx、SiCN、SiCO以及SiC等材質(zhì)所構(gòu)成的上蓋層與下層低介電常數(shù)介電層間以及與上方蝕刻停止層的附著程度較佳，所得到的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度因而可獲得改善。第三，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的工藝可與當(dāng)今集成電路工藝相符合，且可通過(guò)現(xiàn)今工藝機(jī)臺(tái)與方法所執(zhí)行，無(wú)須額外的制造成本。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并結(jié)合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1至圖9為一系列剖面圖，分別顯示了依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的互連的制造過(guò)程中的中間結(jié)構(gòu)。
其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下20 低介電常數(shù)介電層22 上蓋層24 金屬硬掩模層26 抗反射涂層28 抗蝕劑層30 開(kāi)口32 開(kāi)口34 底部抗反射涂層36 抗蝕劑層；38 開(kāi)口40 開(kāi)口42 溝槽開(kāi)口44 介層物開(kāi)口46 介層物48 金屬導(dǎo)線50 蝕刻停止層52 低介電常數(shù)介電層54 介層物56 金屬導(dǎo)線具體實(shí)施方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)圖1至圖9加以說(shuō)明，其中相同的標(biāo)號(hào)顯示了類似的元件。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，顯示了在一低介電常數(shù)介電層20上所形成一上蓋層22以及一金屬硬掩模24，其用以絕緣位于下方的元件(未示出)以及后續(xù)將形成的金屬導(dǎo)線。低介電常數(shù)介電層20具有一低介電常數(shù)，其優(yōu)選地小于3.5且更優(yōu)選地小于2.5，因此有時(shí)稱之為極低低介電常數(shù)介電材料。低介電常數(shù)介電層20可包括碳摻雜的氧化硅、氟摻雜的氧化硅、有機(jī)低介電常數(shù)材料、孔洞性低介電常數(shù)材料及其相似物等。低介電常數(shù)介電層20的形成方法例如為旋轉(zhuǎn)涂布、化學(xué)氣相沉積、等離子體加強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法、低壓化學(xué)氣相沉積法及其它公知沉積技術(shù)。
上蓋層22接著形成于低介電常數(shù)介電層20上。上蓋層22優(yōu)選地包括碳基和/或氮基材料，例如為CNx、SiCN、SiCO、SiC或相似物。上蓋層22的厚度T則約介于100至1500埃。
由于采用了低介電常數(shù)介電層20，因此上蓋層22對(duì)于寄生電容值的影響較為顯著。因此，上蓋層20優(yōu)選地具有小于4.5的一低介電常數(shù)，且優(yōu)選地為小于3.0。舉例來(lái)說(shuō)，CNx具有小于2的介電常數(shù)，SiCN具有介于3.0至5.0的介電常數(shù)，SiCO具有介于3.0至4.5的介電常數(shù)，而SiC具有介于3.0至4.5的介電常數(shù)。上述材料的介電常數(shù)與其形成方法有關(guān)。應(yīng)用優(yōu)選方法所形成的材料與其工藝則可以得到期望的介電常數(shù)。
如CNx、SiCN、SiCO、SiC的碳基與氟基材料具有高消光系數(shù)，因此對(duì)于光刻程序中的光線具有較小的穿透率，因而較易控制圖案的轉(zhuǎn)移。特別地，上蓋層22對(duì)于一廣波長(zhǎng)區(qū)間的光線為不易穿透的。因此，在選擇具有特定波長(zhǎng)的曝光光線時(shí)便具有較廣選擇范圍，例如是采用具有較短波長(zhǎng)的光線以形成較小規(guī)模的電路。
此外，上蓋層22的厚度T最適值的決定需要考慮如來(lái)自其它膜層反射等不同因子。因此，當(dāng)使用氧基材料時(shí)，上蓋層22的厚度T通常不能太薄。然而，由于其對(duì)于光線而言具有低穿透率，上蓋層22的厚度可更縮減至一既定厚度，因而可免除光學(xué)上的副作用。
上蓋層22可通過(guò)常規(guī)方法所形成，例如化學(xué)氣相沉積法與物理氣相沉積法。然而，其它方法也可采用例如原子層沉積。對(duì)于化學(xué)氣相沉積法而言，可采用包括含碳或含氫氣體的工藝氣體，可采用例如氮?dú)狻睔?、三甲基硅?3MS)、或四甲基硅烷(4MS)。對(duì)于物理氣相沉積法而言，所使用的靶材包括石墨、氮雜腺嘌呤(azaadenine)、腺嘌呤(adnine)、三聚氰胺(melamine)等靶材，且優(yōu)選地在含氮?dú)馀c氨氣的一腔體內(nèi)沉積形成。
用于形成上蓋層22的工藝如下所示。在形成含SiC上蓋層22的一示范性工藝中，可采用等離子體加強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法及以下的工藝參數(shù)包括反應(yīng)物4MS流率500-2500sccm腔體壓力1毫托(mtorr)-20托(torr)溫度100-500℃當(dāng)采用SiOC材質(zhì)的上蓋層22時(shí)，工藝氣體可還包括CO2以供應(yīng)氧原子。此外，也可采用如氧氣或八甲基環(huán)四聚硅氧烷(OMCTS)的其它氣體。
在形成SiCN材質(zhì)的上蓋層22時(shí)，在另一示范性工藝中，工藝條件則包括反應(yīng)物3MS/4MS、氨氣與氮?dú)饬髀?00-2500sccm腔體壓力1毫托-20托溫度100-500℃如前所述，上蓋層22的介電常數(shù)與消光易受到工藝因素所影響，且可通過(guò)改變其形成條件而改變，例如改變氣體的分壓。由于上蓋層22優(yōu)選地需要高消光系數(shù)，上蓋層22可包括CNx、SiCN、SiCO以及SiC的組成物，因此其消光系數(shù)可大于0.1，其形成條件并可視情況而適度調(diào)整。
由于低介電常數(shù)介電層20通常具有一拉伸應(yīng)力，并基于內(nèi)應(yīng)力釋放因素而傾向于破裂或剝落。由CNx、SiCN、SiCO以及SiC等材質(zhì)的上蓋層22則對(duì)于下方低介電常數(shù)介電層20可表現(xiàn)出一高壓縮應(yīng)力，且其壓縮應(yīng)力優(yōu)選地大于約-2.0E9達(dá)因/每平方厘米(dy/cm2)，其大于傳統(tǒng)氧基材質(zhì)的上蓋層所具有的應(yīng)力。此上蓋層22內(nèi)的高壓縮應(yīng)力補(bǔ)償了低介電常數(shù)介電層20內(nèi)的拉伸應(yīng)力，因而避免了因內(nèi)應(yīng)力釋放所造成的薄膜破裂或剝落情形?；谏鲜鲈?，低介電常數(shù)介電層20的機(jī)械強(qiáng)度以及最終半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度都因而獲得改善。
形成于上蓋層22上的金屬硬掩模層24則包括金屬材料，例如Ti、TiN、Ta、TaN、Al及相似物，金屬硬掩模層也可采用一非金屬硬掩模方法所形成并采用如SiO2、SiC、SiN、SiON的非金屬硬掩模材料。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，接著在金屬硬掩模層24上形成有一抗反射涂層26?？狗瓷渫繉?6由于其形成于一后續(xù)形成的抗蝕劑的底部，故也可稱為一底部抗反射涂層26。或者，在后續(xù)形成抗蝕劑的表面可形成一頂部抗反射涂層。底部抗反射涂層26具有吸收光線的功效，故具有極佳的臨界尺寸控制能力。底部抗反射涂層26可應(yīng)用旋轉(zhuǎn)涂布或于氣體腔體內(nèi)沉積而成。
接著形成一抗蝕劑層28并將之圖案化，以于其內(nèi)形成一開(kāi)口30并露出其下方的底部抗反射涂層26。如圖3所示，接著通過(guò)蝕刻底部抗反射涂層26與金屬硬掩模層24并穿過(guò)開(kāi)口30以于金屬硬掩模層24中形成一開(kāi)口32。接著移除抗蝕劑層28以及底部抗反射涂層26。接著可通過(guò)后續(xù)的雙鑲嵌工藝以于低介電常數(shù)介電層20內(nèi)形成介層物與金屬導(dǎo)線。在此，開(kāi)口32是用于定義一溝槽圖案金屬導(dǎo)線用的。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，接著形成一抗蝕劑層36以及一底部抗反射涂層34?？刮g劑層36經(jīng)圖案化后于其內(nèi)形成開(kāi)口38，開(kāi)口38定義出了用于低介電常數(shù)介電層20內(nèi)形成后續(xù)介層物的圖案。
如圖5所示，接著執(zhí)行用以形成介層物的部分蝕刻程序，并采用抗蝕劑層36作為一掩模，以移除開(kāi)口38內(nèi)包括底部抗反射涂層34、金屬硬掩模24、上蓋層22以及部分低介電常數(shù)層20，以于低介電常數(shù)介電層20中形成一開(kāi)口40。經(jīng)由控制上述蝕刻程序，可使得開(kāi)口40的深度小于后續(xù)形成金屬導(dǎo)線的一期望厚度。
圖6則圖示了溝槽開(kāi)口42與介層物開(kāi)口44的形成情形，其優(yōu)選地通過(guò)蝕刻所形成。如前所述，結(jié)合工藝控制以及優(yōu)選的化學(xué)品使用可在一較易控制速率下形成溝槽開(kāi)口42與介層物開(kāi)口44。在蝕刻程序中，開(kāi)口40傾向于向下延伸直到蝕刻穿過(guò)低介電常數(shù)介電層20，進(jìn)而形成介層物開(kāi)口44。在同一時(shí)間，抗蝕劑層36與底部抗反射涂層34也經(jīng)蝕刻薄化而最后移除了位于金屬硬掩模24上的各部分的抗蝕劑36與底部抗反射涂層34，露出了下方的金屬硬掩模24。金屬硬掩模24接著作為一新掩模層，而未被金屬硬掩模24所保護(hù)的低介電常數(shù)介電層20將被蝕刻移除。通過(guò)蝕刻工藝的精密控制，溝槽開(kāi)口42將抵達(dá)一期望深度而介層物開(kāi)口44將抵達(dá)低介電常數(shù)介電層20的底部。
圖7顯示了介層物46與金屬導(dǎo)線48的形成情形。如前所述，在介層物開(kāi)口44與溝槽開(kāi)口42中可填入金屬材料，優(yōu)選地例如銅、鎢、金屬合金、金屬硅化物、金屬氮化物等材料。過(guò)量的金屬材料可接著經(jīng)由化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)程序所移除，以留下了金屬導(dǎo)線48與介層物46。金屬硬掩模層在CMP程序中作為一停止層之用。
由于低介電常數(shù)介電層20與上蓋層22的蝕刻采用金屬硬掩模24作為共同的掩模，因此大體沒(méi)有上蓋層會(huì)遺留于金屬導(dǎo)線上。相反地，一后續(xù)形成的蝕刻停止層將遺留余于金屬導(dǎo)線48上的一部分上。
接著通過(guò)蝕刻方式以移除金屬硬掩模24。如圖8所示，上蓋層22將遺留于低介電常數(shù)介電材料層20上。當(dāng)?shù)徒殡姵?shù)介電層20并非為最高層的金屬層間介電層時(shí)，可在上蓋層22上還形成一額外的蝕刻停止層50。蝕刻停止層50包括SiN、SiC或其它常用材料，其具有與下方上蓋層22不同的蝕刻特性，如此當(dāng)蝕刻蝕刻停止層50時(shí)，上蓋層22可大體不受到蝕刻所影響。
圖9則顯示了低介電常數(shù)介電層52的形成。如介層物54與金屬導(dǎo)線56的介層物與金屬導(dǎo)線則可形成于低介電常數(shù)介電層52中并連接低介電常數(shù)介電層20中的導(dǎo)電構(gòu)件。在低介電常數(shù)介電層52中的介層物與金屬導(dǎo)線可采用類似形成介層物46與金屬導(dǎo)線48的工藝步驟與材料。故在此不再重復(fù)其制造方法。
雖然在前述實(shí)施例中，介層物開(kāi)口與溝槽開(kāi)口是在單一蝕刻步驟中所形成，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能理解，也可采用其它雙鑲嵌的形成方法。舉例來(lái)說(shuō)，介層物開(kāi)口與溝槽開(kāi)口可分別地采用不同的掩模而蝕刻形成。低介電常數(shù)介電層20也可包括具有不同蝕刻特性的兩個(gè)次膜層(sub-layer)，因此可輕易地控制溝槽開(kāi)口的深度。此外，上蓋層22則不限制于一金屬硬掩模層。
前述本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)。首先，由CNx、SiCN、SiCO以及SiC等材質(zhì)所構(gòu)成的上蓋層22為化學(xué)鈍性的且具有高熱穩(wěn)定性與高電子擊穿電場(chǎng)等特性，因此可更能提升對(duì)于熱循環(huán)以及施加電力的阻抗。第二，相比于公知氧基材質(zhì)的上蓋層，由CNx、SiCN、SiCO以及SiC等材質(zhì)所構(gòu)成的上蓋層22與下層低介電常數(shù)介電層間以及與上方蝕刻停止層的附著程度較佳，所得到的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度因而可獲得改善。第三，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的工藝可與當(dāng)今集成電路工藝相符合，且可通過(guò)現(xiàn)今工藝機(jī)臺(tái)與方法所執(zhí)行，無(wú)須額外的制造成本。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一低介電常數(shù)介電層；一上蓋層，位于該低介電常數(shù)介電層上，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；一介層物，位于該低介電常數(shù)介電層中；以及一金屬導(dǎo)線，位于該低介電常數(shù)介電層中并覆蓋該介層物，該金屬導(dǎo)線實(shí)體接觸該介層物。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中覆蓋該金屬導(dǎo)線的區(qū)域并不存在有該上蓋層。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有介于100埃至1000埃的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于2.0E9達(dá)因/每平方厘米的壓縮應(yīng)力。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于0.1的消光系數(shù)。
6.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一低介電常數(shù)介電層；一上蓋層，位于該低介電常數(shù)介電層上，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；一蝕刻停止層，位于該上蓋層上；一介層物，位于該低介電常數(shù)介電層中；以及一金屬導(dǎo)線，位于該低介電常數(shù)介電層中并覆蓋該介層物，該金屬導(dǎo)線實(shí)體接觸該介層物，其中在覆蓋該金屬導(dǎo)線的區(qū)域并不存在有該上蓋層。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有介于100埃至1000埃的厚度。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于2.0E9達(dá)因/每平方厘米的壓縮應(yīng)力。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該上蓋層具有大于0.1的消光系數(shù)。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括位于該蝕刻停止層上的一額外低介電常數(shù)介電層，其中在該額外低介電常數(shù)介電層中具有一額外介層物與一額外金屬導(dǎo)線。
11.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括形成一低介電常數(shù)介電層；在該低介電常數(shù)介電層上形成一上蓋層，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；在該上蓋層上形成一金屬硬掩模層；在該金屬硬掩模層上形成一第一抗蝕劑并進(jìn)行圖案化；蝕刻該金屬硬掩模層以形成第一開(kāi)口；移除該第一抗蝕劑；形成一第二抗蝕劑并進(jìn)行圖案化；形成一溝槽開(kāi)口與一介層物開(kāi)口；在該溝槽開(kāi)口與該介層物開(kāi)口內(nèi)填入一導(dǎo)電材料；以及平坦化該導(dǎo)電材料，形成一金屬導(dǎo)線與介層物。
12.如權(quán)利要求11所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中該上蓋層通過(guò)物理氣相沉積法所形成，該物理氣相沉積法采用包括選自包括石墨、氮雜腺嘌呤、腺嘌呤、三聚氰胺及其組合物所組成的族群的一靶材，以及包括氮?dú)狻睔饧捌浣M成物的工藝氣體。
13.如權(quán)利要求11所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中該上蓋層通過(guò)化學(xué)氣相沉積法所形成，該化學(xué)氣相沉積法使用包括氮?dú)?、氨氣、三甲基硅烷、四甲基硅烷及其組成物的工藝氣體。
14.如權(quán)利要求11所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中形成該上蓋層的步驟是在介于100℃至500℃的溫度下執(zhí)行。
15.如權(quán)利要求11所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其中形成該上蓋層的步驟是在介于1毫托至20托的壓力下執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一低介電常數(shù)介電層；一上蓋層，位于該低介電常數(shù)介電層上，其中該上蓋層包括選自由包括CNx、SiCN、SiCO、SiC及其組合物所組成的族群的一材料；一介層物，位于該低介電常數(shù)介電層中；以及一金屬導(dǎo)線，位于該低介電常數(shù)介電層中并覆蓋該介層物，該金屬導(dǎo)線實(shí)體接觸該介層物。本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法具有高熱穩(wěn)定性與高電子擊穿電場(chǎng)等特性，可提升對(duì)于熱循環(huán)以及施加電力的阻抗，并使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度獲得改善且無(wú)須額外的制造成本。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101030566SQ20071000728
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者張惠林, 盧永誠(chéng), 包天一 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司