本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)今集成電路設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域所遇到的一個(gè)挑戰(zhàn)是如何降低信號(hào)傳輸RC延遲(ResistiveCapacitivedelay)，對(duì)此，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)采用的一種方法是將鋁金屬層替換為銅金屬層，降低金屬層串聯(lián)電阻；還有一種方法是降低金屬層之間的寄生電容，這可以通過(guò)在金屬層之間的介質(zhì)層中構(gòu)造多孔的(Porous)低介電常數(shù)(即低k)材料或者空氣隙(AirGap)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在公開號(hào)為US7279427B2的美國(guó)專利中公開了一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法，參考圖1，示出了所述美國(guó)專利中互連結(jié)構(gòu)的示意圖。所述互連結(jié)構(gòu)的制造方法包括：提供基底5，所述基底5中形成有半導(dǎo)體元件；在基底5上形成低k介質(zhì)層4；在低k介質(zhì)層4上形成掩模6；通過(guò)所述掩模6對(duì)所述低k介質(zhì)層4進(jìn)行圖形化，以形成通孔(圖未示)；在所述通孔中填充金屬材料，以形成與所述半導(dǎo)體元件相連的連接插塞。然而實(shí)際工藝中發(fā)現(xiàn)，互連結(jié)構(gòu)中低k介質(zhì)層與所述掩模之間容易出現(xiàn)底切(undercut)現(xiàn)象。參考圖2，示出了現(xiàn)有技術(shù)一種具有底切現(xiàn)象的互連結(jié)構(gòu)的示意圖。在所述互連結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程中，以硬掩模12為掩模，通過(guò)濕法蝕刻對(duì)所述低k介質(zhì)層11進(jìn)行圖形化之后，在低k介質(zhì)層11與所述硬掩模12的交界面處會(huì)形成底切13。嚴(yán)重情況下，所述底切13的尺寸能達(dá)到5nm。所述底切13的存在容易導(dǎo)致硬掩模12剝離等的問(wèn)題，從而影響互連結(jié)構(gòu)的制造良率，嚴(yán)重地，還會(huì)影響互連結(jié)構(gòu)的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的是提供一種互連結(jié)構(gòu)及其制造方法，以提高互連結(jié)構(gòu)的制造良率。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：在基底上形成含碳的低k介質(zhì)層；采用含硅、氫的氣體對(duì)所述低k介質(zhì)層進(jìn)行表面處理，以形成用于抑制碳損失的保護(hù)層；在所述保護(hù)層上形成硬掩模；以所述硬掩模對(duì)所述低k介質(zhì)層進(jìn)行圖形化，以形成連接插塞。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種由所述的互連結(jié)構(gòu)的制造方法所形成的互連結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：在介質(zhì)層表面形成抑制碳損失的保護(hù)層，可以使介質(zhì)層表面在圖形化的工藝中的去除速率與表面下方的介質(zhì)層保持一致，從而減弱甚至防止圖形化工藝中的底切問(wèn)題。附圖說(shuō)明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中互連結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)一種具有底切現(xiàn)象的互連結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3至圖7是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)制造方法一實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的互連結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)互連結(jié)構(gòu)的制造過(guò)程中之所以會(huì)出現(xiàn)底切現(xiàn)象，是因?yàn)樵诮橘|(zhì)層上形成硬掩模時(shí)，由于硬掩模的形成采用了氧等離子體，氧與低k介質(zhì)層表面的碳容易發(fā)生反應(yīng)，因此造成低k介質(zhì)層表面碳損失的問(wèn)題，圖形化工藝對(duì)碳損失后的介質(zhì)層表面具有較高的去除速率，因而，在圖形化工藝中，介質(zhì)層表面與硬掩模接觸的地方被過(guò)多地去除，從而造成底切。相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法，大致包括以下步驟：步驟S1，在基底上形成含碳的介質(zhì)層；步驟S2，采用含硅、氫的氣體對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行表面處理，以形成用于抑制碳損失的保護(hù)層；步驟S3，在所述保護(hù)層上形成硬掩模；步驟S4，以所述硬掩模對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行圖形化，以形成連接插塞。本發(fā)明通過(guò)在介質(zhì)層表面形成抑制碳損失的保護(hù)層，可以保證介質(zhì)層表面在圖形化的工藝中的去除速率與表面下方的介質(zhì)層保持一致，從而減弱甚至防止圖形化工藝中容易出現(xiàn)底切的問(wèn)題。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做詳細(xì)說(shuō)明。參考圖3至7，示出了本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)制造方法第一實(shí)施例的示意圖。所述互連結(jié)構(gòu)的制造方法大致包括以下步驟：如圖3，執(zhí)行步驟S1，提供基底100；本實(shí)施例中，所述基底100包括：形成有晶體管等半導(dǎo)體元件的襯底層(圖未示)，形成于襯底層上的金屬層(圖未示)，形成于金屬層上的阻擋層(圖未示)。其中所述金屬層用于通過(guò)本實(shí)施例形成的互連結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與其他器件的電連接。此處所述阻擋層用于防止金屬層中金屬的擴(kuò)散。具體地，金屬層的材料為銅或鋁。所述阻擋層的材料為摻氮的碳化硅(NitrogenDopedSiliconCarbon，NDC)。但是本發(fā)明對(duì)金屬層和阻擋層的材料不作限制。如圖4，繼續(xù)執(zhí)行步驟S1，先在基底100上形成介質(zhì)材料，對(duì)所述介質(zhì)材料進(jìn)行紫外光處理，以形成含碳的低k介質(zhì)層101(即低介電常數(shù)介質(zhì)層)。此處“含碳的低k介質(zhì)層”的含義是，在低k介質(zhì)層101的材料中含有碳這種元素。需要說(shuō)明的是，此處介質(zhì)層以低k介質(zhì)層為例進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中，所述介質(zhì)層還可以是含碳的普通的介質(zhì)層，或者為含碳的超低k介質(zhì)層。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)互連結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)格，選擇不同的介質(zhì)層。本實(shí)施例中，通過(guò)紫外光對(duì)所述介質(zhì)材料進(jìn)行輔助熱處理，以形成一種多孔介質(zhì)層。所述多孔介質(zhì)層為常見(jiàn)低k介質(zhì)層101的一種，但是本發(fā)明對(duì)低k介質(zhì)層101的材料不作限制。具體地，可以通過(guò)二乙氧基甲基硅烷和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合形成所述多孔介質(zhì)層。實(shí)際工藝中可以通過(guò)溶膠凝膠的方式形成所述多孔介質(zhì)層。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明對(duì)介質(zhì)材料不作限制，對(duì)介質(zhì)材料的形成方式也不作限制。此處所述介質(zhì)材料還可以是SiCOH、SiCO、SiCON、黑金剛石中的一種或多種。還可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方式沉積所述介質(zhì)材料。本實(shí)施例通過(guò)二乙氧基甲基硅烷和原子轉(zhuǎn)移自由基聚合形成的低k介質(zhì)層101為含有碳元素的介質(zhì)層。如圖5，執(zhí)行步驟S2，采用硅烷對(duì)所述低k介質(zhì)層101進(jìn)行表面處理，以形成用于抑制碳損失的保護(hù)層102。具體地，所述硅烷提供硅和氫元素，而所述低k介質(zhì)層101提供氧和碳，所述保護(hù)層102為在低k介質(zhì)層101的表面形成含C、H、O、Si的致密薄膜。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，采用硅烷進(jìn)行表面處理，但是本發(fā)明對(duì)此不做限制，還可以采用其他含硅、氫的氣體進(jìn)行所述表面處理，以使形成的保護(hù)層102為含C、H、O、Si的致密薄膜。還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明對(duì)保護(hù)層102的材料不作限制，只要形成的所述保護(hù)層102比較致密，可以起到保護(hù)低k介質(zhì)層101的作用、使低k介質(zhì)層101中的碳不損失或碳較少地?fù)p失即可。所述保護(hù)層102用于抑制低k介質(zhì)層101中碳的損失，從而使低k介質(zhì)層101的表面在后續(xù)圖形化步驟中不容易被去除，進(jìn)而防止低k介質(zhì)層101的表面處發(fā)生的底切問(wèn)題，提高了互連結(jié)構(gòu)的制造良率。需要說(shuō)明的是，如果硅烷的濃度過(guò)大，會(huì)與過(guò)多的低k介質(zhì)層101發(fā)生反應(yīng)，從而過(guò)多地減少低k介質(zhì)層101的厚度；如果硅烷的濃度過(guò)小，則較難形成所述保護(hù)層102。因此優(yōu)選地，實(shí)際工藝中，采用硅烷和氦氣對(duì)所述低k介質(zhì)層進(jìn)行表面處理的步驟，所述氦氣起到載氣的作用，具體工藝條件為：硅烷的濃度為100~300毫克每立方米；氦氣的流量為2000~4000標(biāo)況毫升每分；高頻的功率為300~600瓦特；低頻的功率為150~250瓦特；腔室內(nèi)氣壓位于3~8托。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中，還可以采用硅烷和氬氣對(duì)所述低k介質(zhì)層進(jìn)行表面處理。所述氬氣也是起到載氣的作用，具體工藝條件為：硅烷的濃度為100~300毫克每立方米；氬氣的流量為1000~2000標(biāo)況毫升每分；高頻的功率為300~600瓦特；低頻的功率為150~250瓦特；腔室內(nèi)氣壓位于3~8托。需要說(shuō)明的是，由于本實(shí)施例通過(guò)紫外光處理的方式對(duì)介質(zhì)材料進(jìn)行表面處理，以形成多孔的低k介質(zhì)層101。本實(shí)施例中，通過(guò)硅烷進(jìn)行表面處理的過(guò)程中，可以在所述紫外光處理的腔室中對(duì)所述低k介質(zhì)層進(jìn)行原位的表面處理。需要說(shuō)明的是，通過(guò)原位方式進(jìn)行表面處理，所述表面處理的步驟可以與現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)良好的集成。此外，在進(jìn)行表面處理時(shí)無(wú)需將待形成的互連結(jié)構(gòu)從真空腔中去除并移至其他腔體內(nèi)，可以減少工藝步驟，簡(jiǎn)化工藝。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中，還可以不在紫外光處理的腔室中進(jìn)行原位的表面處理，而是采用單獨(dú)的步驟在單獨(dú)的反應(yīng)腔室中進(jìn)行所述表面處理。如圖6所示，執(zhí)行步驟S3，在所述保護(hù)層102上形成硬掩模103。本實(shí)施例中，在所述保護(hù)層102上形成硬掩模103的步驟包括：通過(guò)等離子體增強(qiáng)正硅酸乙脂層(PlasmaEnhancedTetraethylorthosilicate，PETEOS)沉積的方式形成所述硬掩模103。所述硬掩模103的材料可以是二氧化硅。但是，本發(fā)明對(duì)硬掩模103的材料不做限制，對(duì)硬掩模103的形成工藝也不作限制。通過(guò)等離子體增強(qiáng)正硅酸乙脂層形成硬掩模103的過(guò)程中，優(yōu)選地，所述等離子體為非氧的等離子體。即不采用氧的等離子體形成所述硬掩模103，這樣可以進(jìn)一步防止部分氧等離子體穿過(guò)所述保護(hù)層102、與所述低k介質(zhì)層101反應(yīng)所引起的碳損失的問(wèn)題。如圖7所示，執(zhí)行步驟S4，以所述硬掩模103對(duì)所述低k介質(zhì)層101進(jìn)行圖形化。所述圖形化工藝包括：通過(guò)光刻和蝕刻的方法以所述硬掩模對(duì)所述低k介質(zhì)層101進(jìn)行圖形化。通過(guò)所述圖形化工藝可以在所述低k介質(zhì)層101中形成露出基底100的通孔104。由于保護(hù)層102起到了保護(hù)低k介質(zhì)層101的作用，因此低k介質(zhì)層101的表面不會(huì)有過(guò)多碳的損失。因此，蝕刻工藝對(duì)與所述硬掩模103相接觸的、處于表面的低k介質(zhì)層101的去除速率與對(duì)處于表面下方的低k介質(zhì)層101的去除速率保持一致，從而可以防止低k介質(zhì)層101與硬掩模103相接觸的位置處被過(guò)多地去除而引起的底切現(xiàn)象，進(jìn)而防止了硬掩模103容易剝離的問(wèn)題，提高了互連結(jié)構(gòu)的制造良率。在本實(shí)施例中，所述蝕刻的步驟包括：通過(guò)濕法蝕刻進(jìn)行圖形化。需要說(shuō)明的是，此處所述濕法蝕刻的步驟包括：通過(guò)稀釋的氫氟酸進(jìn)行濕法蝕刻。但是本發(fā)明對(duì)蝕刻的方法不作限制。還可以采用干刻的方法進(jìn)行蝕刻，也可以采用其他溶液的濕法蝕刻進(jìn)行蝕刻?；谒霰Ｗo(hù)層102的保護(hù)，所述蝕刻對(duì)低k介質(zhì)層101表面及表面下方的材料的速率均能保持一致。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所述通孔104露出所述基底100中的金屬層。所述互連結(jié)構(gòu)的制造方法還包括：向所述通孔104中填充金屬材料以形成連接插塞，所述連接插塞用于實(shí)現(xiàn)所述基底100中的金屬層與其他器件的電連接。所述互連結(jié)構(gòu)的制造方法還包括化學(xué)機(jī)械研磨等的步驟。具體地，所述化學(xué)機(jī)械研磨用于去除多余的金屬材料，還用于去除所述硬掩模103和所述保護(hù)層102，以露出所述低k介質(zhì)層101和連接插塞。其他步驟與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述。本發(fā)明提供的互連結(jié)構(gòu)的制造方法，抑制了介質(zhì)層和硬掩模交界處的底切現(xiàn)象的發(fā)生，提高了互連結(jié)構(gòu)的制造良率。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種由所述的互連結(jié)構(gòu)的制造方法所形成的互連結(jié)構(gòu)。所述互連結(jié)構(gòu)的制造方法可參考上述內(nèi)容，此處不再贅述。通過(guò)所述制造方法形成的互連結(jié)構(gòu)提高了互連結(jié)構(gòu)電連接可靠性。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。