一種具有多孔結構的雙大馬士革結構制造技術

本發明專利技術提供的一種具有多孔結構的雙大馬士革結構，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為2.7~3.0，所述第二介電絕緣層的介電常數為2.1~2.3。本發明專利技術用介電常數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的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本發明專利技術的結構簡單，制作方便，成本較低，可以很方便的改善錐形孔的現象。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種雙大馬士革結構，尤其涉及一種具有多孔結構的一倍設計規格的雙大馬士革結構。
技術介紹
隨著半導體技術節點進程推進，后段IXDD (—倍設計規格的雙大馬士革結構)工藝要求絕緣層的K值越來越低，以達到良好的絕緣效果，來減小延遲效應。如圖I所示，其中SC表示延遲效應，A、B、C、D依次表示采用K值越來越低的材料。目前業界28nm的IXDD (—倍設計規格的雙大馬士革結構)普遍采用ELK (extra-low dielectric constant,超低介電常數,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氧化層材料)中含有大量的碳摻雜和多孔結構(Carbon doping and Porosity),等離子體(Plasma)容易對ELK造成損傷而降低原本干法蝕刻很好的各項異性特點，特別是AIO蝕刻后階段在溝槽和孔(via)推進過程中，由于via周圍在這個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生錐形孔11，如圖2所示。由于28nm設計規則的限制(IXDD采用56nm/56nm結構),這種錐形孔直接導致雙孔(dual via)處中間隔離區高度被降低,而且上部形成尖角，不滿足電性對孔高(via high)的要求。因此，本領域的技術人員致力于開發一種能夠改善錐形孔結構的具有多孔結構的雙大馬士革結構。
技術實現思路
鑒于上述的現有技術中的問題，本專利技術所要解決的技術問題是現有的技術的會產生錐形孔。本專利技術提供的一種具有多孔結構的雙大馬士革結構，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為2. 7^3. 0，所述第二介電絕緣層的介電常數為2. Γ2. 3。在本專利技術的一個較佳實施方式中，所述第一介電絕緣層的介電常數為2. 9。在本專利技術的另一較佳實施方式中，所述第二介電絕緣層的介電常數為2. 2。在本專利技術的另一較佳實施方式中，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。在本專利技術的另一較佳實施方式中，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。在本專利技術的另一較佳實施方式中，所述第一介電絕緣層的高度為400±50A。在本專利技術的另一較佳實施方式中，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。在本專利技術的另一較佳實施方式中，所述金屬互連層的材料為銅，所述氧化物層為二氧化硅層。本專利技術基于等離子體蝕刻對介電常數比較高的絕緣層損害效應較小的特性，用介電常數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的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本專利技術的結構簡單，制作方便，成本較低，可以很方便的改善錐形孔的現象。附圖說明圖I是K值與SC間的關系圖； 圖2是現有技術形成的錐形孔的結構示意 圖3是本專利技術的實施例的結構示意圖。具體實施例方式以下將結合附圖對本專利技術做具體闡釋。如圖3中所示的本專利技術的實施例的具有多孔結構的雙大馬士革結構，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。孔7設于金屬互連層I和金屬層6之間。孔7由半導體工藝形成。其中，第一介電絕緣層4的介電常數為2. 7^3. 0，第二介電絕緣層5的介電常數為2. Γ2. 3。本專利技術基于等離子體蝕刻對介電常數比較高的絕緣層損害效應較小的特性，用介電常數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的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本專利技術的結構簡單，制作方便，成本較低，可以很方便的改善錐形孔的現象。如圖3中所示，在本專利技術的實施例中，優選第一介電絕緣層4的材料為BD I，介電常數為2. 9 ;并優選第二介電絕緣層5的材料為BD III,介電常數為2. 2。此外，如圖3中所示，在本專利技術的實施例中，優選金屬互連層的材料為銅，所述氧化物層為二氧化硅層。由于本專利技術的實施例采用了 BD I代替與孔7同高度的一部分BDIII，蝕刻對這兩種材料有一定選擇比，相當于在刻蝕阻擋層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減薄創造了條件。同時在刻蝕阻擋層2上面長BD I所需的初始層的厚度可以因為BD 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。在本專利技術的實施例中，優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。以上對本專利技術的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本專利技術并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本專利技術進行的等同修改和替代也都在本專利技術的范疇之中。因此，在不脫離本專利技術的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本專利技術的范圍內。權利要求1.一種具有多孔結構的雙大馬士革結構，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為2. 7^3. O，所述第二介電絕緣層的介電常數為2. Γ2.302.如權利要求I所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，其特征在于，所述第一介電絕緣層的介電常數為2. 9。3.如權利要求2所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，其特征在于，所述第二介電絕緣層的介電常數為2. 2。4.如權利要求3所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，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.如權利要求I所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，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.如權利要求5所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，其特征在于，所述第一介電絕緣層的高度為400±50Α。7.如權利要求6所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，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.如權利要求I所述的具有多孔結構的雙大馬士革結構，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。全文摘要本專利技術提供的一種具有多孔結構的雙大馬士革結構，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為2.7~3.0，所述第二介電絕緣層的介電常數為2.1~2.3。本專利技術用介電常數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的第二介電絕緣層來降低孔的錐形效應，從而消除雙孔的孔高降低和削尖問題。本專利技術的結構本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有多孔結構的雙大馬士革結構，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為2.7~3.0，所述第二介電絕緣層的介電常數為2.1~2.3。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃君，張瑜，黃海，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：