，反应气体的流量为2000sccm，腔室内压力为5torr，溅射功率为1000W，反应时间为 20s ；
[0075] 后续形成通孔以及Cu层步骤与实施例1相同。
[0076] 实施例4
[0077] 本实施例提供了一种互连层的制作方法，包括以下步骤：
[0078] 在SiCOH介质层表面上依次形成SiOC掩膜层、非晶碳层和TiN掩膜层。其中，
[0079] 采用等离子工艺对介质层进行碳掺杂处理，其工艺条件为：其工艺条件为：以C2H 2为反应气体，反应气体的流量为3200sccm，腔室内压力为12torr，溅射功率为3100w，反应 时间为15s ;
[0080] 采用等离子增强化学气相沉积工艺形成非晶碳层，其工艺条件为：以C2H2为反应 气体，反应气体的流量为3200sccm，腔室内压力为12torr，溅射功率为3100w，反应时间为 IlOs ；
[0081] 后续形成通孔以及Cu层步骤与实施例1相同。
[0082] 对比例I
[0083] 本实施例提供了一种互连层的制作方法，包括以下步骤：
[0084] 在SiCOH介质层表面上依次形成黑钻石掩膜层、SiO2粘附层、TiN掩膜层和SiO 2保 护层。其中，
[0085] 采用等离子工艺刻蚀SiO2层、TiN掩膜层、SiO2层和黑钻石掩膜层形成预开口，其 工艺条件为：刻蚀气体为CF4和CHF3，溅射功率为1000瓦，刻蚀温度为60°C，刻蚀时间为70 秒；
[0086] 采用H2O2溶液回蚀金属硬掩膜层形成开口，其中H 2O2与H2O的体积比1 :10,回蚀 的温度为50°C件下，时间为60秒；
[0087] 采用等离子工艺刻蚀开口下方的黑钻石掩膜层和SiCOH介质层，在介质层中形 成通孔，其中刻蚀的工艺条件为：刻蚀气体为CF4和CHF3，溅射功率为1000瓦，刻蚀温度为 60°C，刻蚀时间为70秒；
[0088] 采用HF溶液清洗通孔，并采用电镀工艺在通孔中填充形成Cu层，其中HF和H2O 的体积比为1:300,清洗的温度为45°C，清洗的时间为80s ;其中以Cu2P2O7为电镀液中的Cu 源，电镀过程中的电流密度为3A/dm:.电镀液的温度为65°C。
[0089] 测试：通过测试实施例1至3和对比例1所得到的互连层中的漏电流，以表征互连 层的隔离效果及可靠性。测试方法为：在互连层上施加测试电压，测试电压从OV至30V，每 次增加 IV ;同时测量互连层之间的漏电流，并取平均值。测试结果请见表1。
[0092] 从表1可以看出，实施例1至3得到的互连层的漏电流在2. IX 10 9~2. 7 X 10 9A 之间；对比例1得到的互连层的漏电流为6. 7X 10 9A,明显大于实施例1至3得到的互连层 的漏电流。
[0093] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：在采用 本申请提供的掩膜组件制作互连层的过程中，由于该掩膜组件中非晶碳层的刻蚀速率大于 氧化物掩膜层的刻蚀速率，因此在刻蚀掩膜组件刻蚀该掩膜组件会使得非晶碳层的横截面 (平行于介质层的表面）面积小于氧化物掩膜层的横截面（平行于介质层的表面）面积。 因此，在清洗通孔的步骤中，不会在氧化物掩膜层的侧壁上产生凹口，从而提高了金属层与 介质层的结合强度，进而提高了互连层的稳定性。
[0094] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于形成互连层结构的掩膜组件，所述掩膜组件位于介质层上，其特征在于，该 掩膜组件包括依次设置于所述介质层上的氧化物掩膜层、非晶碳层和金属硬掩膜层。2. 根据权利要求1所述的掩膜组件，其特征在于，所述非晶碳层和金属硬掩膜层的厚 度比为1:0. 8~1. 2。3. 根据权利要求1所述的掩膜组件，其特征在于，在所述非晶碳层和所述金属硬掩膜 层之间进一步设置有粘附层。4. 根据权利要求3所述的掩膜组件，其特征在于，所述粘附层的厚度为所述非晶碳层 厚度的1/5~1/3。5. 根据权利要求1所述的掩膜组件，其特征在于，在所述金属硬掩膜层上进一步设置 有保护层。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的掩膜组件，其特征在于，所述氧化物掩膜层选自 黑钻石、SiOC和SiO2中的任一种或多种；所述金属硬掩膜层选自TiN和/或TaN。7. -种互连层的制作方法，其特征在于，该制作方法包括： 在衬底上依次形成介质层和掩膜组件，所述掩膜组件包括依次设置于所述介质层上的 氧化物掩膜层、非晶碳层和金属硬掩膜层； 刻蚀所述掩膜组件以形成开口； 刻蚀所述开口暴露出的所述介质层，在所述介质层中形成通孔；以及 在所述通孔中填充金属材料形成金属层。8. 根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，形成所述开口的方法包括： 依次刻蚀所述金属硬掩膜层、所述非晶碳层以及所述氧化物掩膜层，形成预开口； 进一步刻蚀所述预开口侧壁上的部分所述非晶碳层和部分所述氧化物掩膜层，使所述 预开口底部宽度增加； 回蚀所述金属硬掩膜层和所述非晶碳层，以形成侧壁与所述介质层的表面垂直的所述 开口。9. 根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于， 在形成所述掩膜组件的步骤中，形成包括依次设置于所述介质层上形成保护层、所述 金属硬掩膜层、粘附层、所述非晶碳层以及所述氧化物掩膜层； 形成所述预开口的步骤中，依次刻蚀所述保护层、所述金属硬掩膜层、所述粘附层、所 述非晶碳层以及所述氧化物掩膜层，形成预开口； 形成所述开口的步骤中，回蚀所述保护层、所述金属硬掩膜层、所述粘附层和所述非晶 碳层，以形成所述开口。10. 根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在形成所述介质层后，对所述介质 层的上表面进行碳掺杂处理，以在所述介质层中形成碳掺杂区。11. 根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，在所述碳掺杂处理的步骤中，以 C2H2或C2H4为反应气体，反应气体的流量为1000~3000sccm，腔室内压力为0? 5~lOtorr， 溅射功率为1〇〇~2000w，反应时间为1~10s。12. 根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，形成所述非晶碳层的步骤中，以C2H2 或C2H4为反应气体，反应气体的流量为1000~3000sccm，腔室内压力为0? 5~IOtorrJI 射功率为100~2000w，反应时间为5~100s。
【专利摘要】本申请公开了一种用于形成互连层结构的掩膜组件及互连层的制作方法。其中，该掩膜组件位于介质层上，且包括依次设置于介质层之上的氧化物掩膜层、非晶碳层和金属硬掩膜层。该制作方法包括：在衬底上依次形成介质层和掩膜组件，掩膜组件包括依次设置于介质层上的氧化物掩膜层、非晶碳层和金属硬掩膜层；刻蚀掩膜组件以形成开口；刻蚀开口暴露出的介质层，在介质层中形成通孔；以及在通孔中填充金属材料形成金属层。采用该掩膜组件制作形成的互连成中金属层与介质层的结合强度得以提高，进而提高了互连层的稳定性。
【IPC分类】H01L21/768, H01L23/532
【公开号】CN105226049
【申请号】CN201410298612
【发明人】周鸣
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月26日