[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

在半导体制造领域中，为了实现半导体器件之间的电连接，已发展出各种导电互连结构以及形成工艺。随着集成电路技术的快速发展，半导体器件的集成度提高、尺寸缩小，致使形成电互连结构的工艺也受到挑战。

图1至图3是现有技术形成一种导电互连结构的过程的剖面结构示意图。

请参考图1，提供衬底100，所述衬底100内具有半导体器件（未示出），所述衬底100表面具有接触层101，所述接触层101与半导体器件电连接；在所述衬底100和接触层101表面形成介质层102。

请参考图2，在所述介质层102内形成开口103，所述开口103包括第一子开口103a和第二子开口103b，所述第一子开口103a暴露出接触层101表面，所述第二子开口103b的底部暴露出第一子开口103a。图2示出了2个第一子开口103a，所述第二子开口103b底部暴露出2个第一子开口103a。

请参考图3，在开口103（如图2所示）内和介质层102表面形成填充满开口的导电薄膜104，所述导电薄膜104的形成工艺为电镀工艺或物理气相沉积工艺。

在形成所述导电薄膜104之后，采用化学机械抛光工艺去除介质层102表面的导电薄膜104，在开口103内形成导电互连结构。

然而，现有技术在开口内填充导电薄膜时，导电薄膜会对介质层施加应力，所述应力会造成介质层碎裂，进而造成所形成的电互联结构的性能变差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，使介质层的物理强度增强，避免介质层在形成导电结构的过程中发生碎裂，提高所形成的导电结构的质量。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底表面形成介质层；对所述介质层进行表面处理，在所述介质层表面形成强化层；在形成所述强化层之后，重复所述形成介质层的工艺和表面处理的工艺一次或若干次，直至在衬底表面形成介质结构，所述介质结构为介质层和强化层的多层交错堆叠结构；在所述介质结构内形成导电结构。

可选的，在形成介质层之后，形成强化层之前，对所述介质层进行氩气处理。

可选的，所述氩气处理工艺为：处理气体为氩气，氩气的流量为5000标准毫升/分钟～10000标准毫升/分钟，射频功率为4000瓦～6000瓦，射频频率为1000赫兹～3000赫兹，气压为0.5托～10托。

可选的，所述介质层的材料为氧化硅。

可选的，所述介质层的形成工艺为化学气相沉积工艺，所述化学气相沉积工艺为：气体包括硅烷和氧气，硅烷的流量为0标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟，氧气的流量为10000标准毫升/分钟～20000标准毫升/分钟，射频功率为1500瓦～2500瓦，射频频率为13兆赫兹～14兆赫兹，气压为0.5托～10托。

可选的，所述强化层的材料为氮化硅。

可选的，所述表面处理工艺为：处理气体包括氨气，射频功率为100瓦～3000瓦，射频频率为13兆赫兹～14兆赫兹，气压为0.5托～10托。

可选的，还包括：在形成强化层之后，对所述强化层进行氩气处理，所述氩气处理工艺为：处理气体为氩气，氩气的流量为5000标准毫升/分钟～10000标准毫升/分钟，射频功率为4000瓦～6000瓦，射频频率为1000赫兹～3000赫兹，气压为0.5托～10托。

可选的，还包括：在衬底表面形成阻挡层，在所述阻挡层表面形成介质层，所述阻挡层的材料和介质层的材料不同。

可选的，所述导电结构的形成工艺为：在介质结构表面形成掩膜层；在掩膜层表面形成光刻胶层，所述光刻胶层暴露出部分掩膜层表面；以光刻胶层为掩膜刻蚀掩膜层和介质结构，在介质结构内形成开口；在形成开口之后，去除光刻胶层；在去除光刻胶层之后，在开口内和掩膜层表面形成填充满开口的导电薄膜；对所述导电薄膜进行抛光工艺，直至暴露出掩膜层表面为止，形成导电结构。

可选的，所述导电薄膜的材料为铜、钨或铝。

可选的，所述导电薄膜的形成工艺为电镀工艺或物理气相沉积工艺。

可选的，在形成导电薄膜之前，采用湿法清洗工艺对开口内壁表面进行清洗。

可选的，还包括：在掩膜层表面形成底层抗反射层，在所述底层抗反射层表面形成光刻胶层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：