iN、TaN、TiSiN、TaSiN、WN或WC中的一种或几种。所述阻挡层210可以为单层结构，也可以为多层结构。
[0107]所述阻挡层210的形成工艺可以为化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等工艺。
[0108]本实施例中，所述阻挡层210的材料为Ti，所述阻挡层210的厚度为10埃至150埃。采用物理气相沉积工艺形成所述阻挡层210。
[0109]所述籽晶层211作为后续金属体层形成的电镀工艺中的阴极，为后续形成金属体层作准备；所述籽晶层211也可以为后续形成金属体层提供良好的界面态，有助于形成于籽晶层211紧密粘结的金属体层，改善互连结构的电迁移。
[0110]所述籽晶层211可以为单层结构，也可以为由晶粒直径不同的小晶粒层和大晶粒层构成的多层结构。选用多层结构时，小晶粒层在大晶粒层之下，可以提高籽晶层211与阻挡层210之间的粘附性。
[0111]所述籽晶层211的形成工艺为物理气相沉积或化学气相沉积。
[0112]本实施例中，所述籽晶层211的形成工艺为物理气相沉积，与所述阻挡层210在同一个物理气相沉积设备内完成，所述籽晶层211的厚度为10埃至200埃。
[0113]所述金属体层212的材料为Cu，所述金属体层212的形成工艺为物理气相沉积或电镀法。
[0114]本实施例中，采用电镀法形成所述金属体层212。
[0115]将所述衬底200转移至电镀反应池中，电镀形成金属体层212。在电镀的过程中，金属铜填充满所述开口，另外部分金属铜溢出开口覆盖在所述籽晶层211表面，形成块铜。
[0116]所述电镀反应池中有电镀溶液、金属铜阳极和电源正负极。
[0117]所述电镀溶液主要由硫酸铜、硫酸和水组成，所述电镀溶液中还包含有催化剂、抑制剂、调整剂等多种添加剂。
[0118]所述电镀的过程为:所述籽晶层211连接电源的负极，所述金属铜阳极连接电源的正极，位于所述金属铜阳极上的铜原子发生氧化反应形成金属铜离子，位于所述籽晶层211表面附近的金属铜离子发生还原反应，生成的铜原子沉积在所述籽晶层211表面形成铜金属体层212。
[0119]请参考图14，去除高于介质层203顶部的金属层。
[0120]本实施例中，采用化学机械抛光工艺掩膜所述金属层，直至暴露出介质层203顶部表面。
[0121]在研磨过程中，介质层203会受到一定程度的外力作用，而本实施例中，介质层203与刻蚀停止层201之间形成有过渡层202，且所述过渡层202与介质层203之间具有较强的粘附性，所述过渡层202与刻蚀停止层201之间也具有较强的粘附性，使得介质层203与刻蚀停止层201之间的粘附能力很强，从而防止在研磨过程中，造成介质层203与刻蚀停止层201之间分层或分离，避免介质层203从刻蚀停止层表面脱落。
[0122]综上，本发明提供的互连结构的形成方法的技术方案具有以下优点:
[0123]本发明形成具有衬底、刻蚀停止层、过渡层、介质层的叠层结构，由于采用了特殊的工艺形成所述过渡层，使得在过渡层的连接作用下，刻蚀停止层与介质层之间结合紧密；在介质层、过渡层以及刻蚀停止层内形成开口后，形成填充满开口的金属层，且所述金属层还覆盖于介质层表面；去除位于介质层表面的金属层，所述去除金属层的工艺会对介质层施加一定的外力作用，而由于本发明形成的介质层与刻蚀停止层之间紧密结合，能够防止介质层在外力作用下与介质层发生分层或分离，提高形成的互连结构的可靠性和电学性倉泛。
[0124]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种叠层结构的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底； 在所述衬底表面形成刻蚀停止层，且刻蚀停止层的材料中至少包括氮原子； 在所述刻蚀停止层表面形成过渡层，且形成过渡层的工艺的反应原材料包括硅源、氮源气体和氧源气体，其中，氮源气体流量从第一流量递减至零，氧源气体流量从零递增至第二流量; 在所述过渡层表面形成介质层，且所述介质层的材料中至少包括氧原子。2.如权利要求1所述叠层结构的形成方法，其特征在于，采用沉积工艺形成所述过渡层，且沉积工艺的沉积时长分为第一时长、第二时长以及第三时长，其中，第一时长内氮源气体流量为第一流量、氧源气体流量为零，第二时长内氮源气体流量从第一流量递减至零、氧源气体流量从零递增至第二流量，第三时长内氮源气体流量为零、氧源气体流量为第二流量。3.如权利要求2所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述第一时长和第三时长为零或其他非零时长。4.如权利要求1或2所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述氮源气体的流量从第一流量递减至零的方式为:线性式递减、抛物线式递减或指数函数式递减，所述氧源气体的流量从零递增至第二流量的方式为:线性式递增、抛物线式递增或指数函数式递增。5.如权利要求1所述叠层结构的形成方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺形成所述过渡层，所述化学气相沉积工艺的工艺参数为:硅源流量为10sccm至2000sCCm或者2g/m至10g/m,氮源气体流量从2000sccm递减至零,氧源气体流量从零递增至500sccm,沉积腔室压强为I托至10托，沉积腔室功率为100瓦至1000瓦，沉积腔室温度为250度至400 度。6.如权利要求5所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述硅源为含碳硅烷，含碳硅烷为甲基二乙氧基硅烷或八甲基环四硅氧烷中的一种或两种；所述氮源气体为NH3或N2中的一种或两种。7.如权利要求1所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述过渡层为第一过渡层、第二过渡层以及第三过渡层的叠层结构，其中，第一过渡层的材料为掺碳氮化硅，第二过渡层的材料为掺碳氮氧化硅，第三过渡层的材料为掺碳氧化硅。8.如权利要求1所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的材料为掺碳氮化娃。9.如权利要求8所述叠层结构的形成方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺形成所述刻蚀层停止层，化学气相沉积工艺的工艺参数为:反应气体包括硅烷气体、氮源气体和He,娃烧气体流量为200sccm至2000sccm,氮源气体流量为200sccm至100sccm, He流量为500SCCm至lOOOOsccm，沉积腔室低频射频功率为O瓦至1000瓦，沉积腔室高频射频功率为500瓦至1500瓦，沉积腔室温度为200度至400度，沉积腔室压强为I托至20托。10.如权利要求9所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述硅烷气体为三甲基硅烷或四甲基硅烷中的一种或两种，氮源气体为NH3或N2中的一种或两种。11.如权利要求1所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述介质层的材料为氧化娃、低k介质材料或超低k介质材料。12.如权利要求11所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述低k介质材料为掺氟玻璃或掺碳玻璃，所述超低k介质材料为多孔的SiCOH。13.如权利要求11所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述介质层的材料为超低k介质材料时，采用化学气相沉积工艺形成所述介质层，化学气相沉积工艺的工艺参数为:反应原材料包括硅烷和氧源气体，硅烷流量为0.2g/m至2g/m，氧源气体流量为50sCCm至100sccm,沉积腔室温度为200度至400度，沉积腔室压强为I托至20托，沉积腔室功率为100瓦至1000瓦，向腔室内通入造孔剂，所述造孔剂流量为10sccm至3000sccm。14.如权利要求13所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述硅烷为甲基二乙氧基硅烷或八甲基环四硅氧烷中的一种或两种；所述氧源气体为02。15.如权利要求1所述叠层结构的形成方法，其特征在于，所述过渡层和介质层在同一反应腔室中形成。16.一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括: 采用如权利要求1至15任一项提供的方法形成叠层结构，所述叠层结构依次包括衬底、刻蚀停止层、过渡层以及介质层； 刻蚀所述介质层、过渡层以及刻蚀停止层，形成开口，所述开口暴露出衬底表面； 形成填充满所述开口的金属层，且所述金属层还覆盖于介质层表面； 去除位于所述介质层表面的金属层，暴露出介质层表面。17.如权利要求16所述互连结构的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺形成所述开口，且所述开口为单大马士革开口或双大马士革开口。18.如权利要求16所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属层为单层结构或多层结构。19.如权利要求18所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属层为单层结构时，所述金属层包括位于开口底部和侧壁的金属体层；所述金属层为多层结构时，所述金属层包括:位于开口底部和侧壁的阻挡层、位于阻挡层表面的籽晶层和位于籽晶层表面的金属体层。20.如权利要求19所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料为T1、Ta、W、TiN, TaN, TiSiN, TaSiN, WN或WC中的一种或几种，所述金属体层的材料为Cu。
【专利摘要】一种叠层结构的形成方法以及互连结构的形成方法，其中叠层结构的形成方法包括：提供衬底；在衬底表面形成刻蚀停止层，且刻蚀停止层的材料中含有氮原子；在刻蚀停止层表面形成过渡层，且形成过渡层的工艺的反应原材料包括硅源、氮源气体和氧源气体，其中，氮源气体的流量从第一流量递减至零，氧源气体的流量从零递增至第二流量；在过渡层表面形成介质层。本发明通过在刻蚀停止层和介质层之间形成过渡层，且形成过渡层的工艺过程中的氮源气体流量递减至零、氧源气体流量从零递增至第二流量，提高了刻蚀停止层和介质层之间的粘附性，优化了刻蚀停止层和介质层之间的结合能力，从而防止介质层与刻蚀停止层之间分层或分离。
【IPC分类】H01L21/768
【公开号】CN104979268
【申请号】CN201410131503
【发明人】邓浩
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月2日