通孔处理方法及半导体结构与流程

本申请涉及半导体制造，尤其涉及一种通孔处理方法及半导体结构。

背景技术：

1、目前，在90nm技术节点，金属互联工艺通常前三层为铜制程，顶层金属(topmetal)为铝制程。

2、在从铜制程向铝制程转换的过程中，需要通过金属通孔来实现不同金属互联层之间的连接。在金属通孔形成之前，需要对通孔进行预清洗，以去除表面的残留物或其他污染物。

3、然而，传统的预清洗方法容易导致金属材料向电介质材料扩散，造成半导体结构失效。

4、需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、基于此，本申请实施例提供了一种通孔处理方法及半导体结构，有助于避免因工艺缺陷导致半导体结构失效，从而提升半导体结构的生产良率和使用可靠性。

2、根据一些实施例，本申请一方面提供了一种通孔处理方法，包括：

3、提供互连层；

4、于所述互连层上形成介电结构，所述介电结构包括由下至上依次叠置的第一介电层和第二介电层，并形成贯穿所述介电结构的通孔，所述通孔暴露出部分所述互连层的顶面；

5、于所述通孔的侧壁和底部以及所述介电结构的顶面形成衬垫层；

6、对所述通孔进行离子轰击清洗。

7、在一些实施例中，所述衬垫层包括衬垫氧化物层。

8、在一些实施例中，所述衬垫层的厚度范围包括1nm～3nm。

9、在一些实施例中，采用原子层沉积工艺于所述通孔的侧壁和底部以及所述介电结构的顶面沉积所述衬垫层。

10、在一些实施例中，对所述通孔进行所述离子轰击清洗时使用的清洗离子包括氩离子。

11、在一些实施例中，对所述通孔进行所述离子轰击清洗时，清洗刻蚀量范围包括4nm～8nm。

12、在一些实施例中，对所述通孔进行所述离子轰击清洗时，清洗气体流量范围包括5sccm～20sccm。

13、在一些实施例中，所述对所述通孔进行离子轰击清洗，包括：

14、利用电容耦合器件产生偏压电场，所述偏压电场用于使清洗气体电离出清洗离子，所述清洗离子用于轰击所述通孔以对所述通孔进行清洗；

15、其中，所述电容耦合器件的偏压功率范围包括100w～800w，所述电容耦合器件的线圈功率范围包括200w～1000w。

16、在一些实施例中，所述第一介电层包括掺碳氮化物层，所述第二介电层包括氧化物层。

17、根据一些实施例，本申请另一方面还提供了一种半导体结构，所述半导体结构具有通孔，所述通孔经过前述任一实施例提供的通孔处理方法处理得到。

18、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

19、本申请实施例可以/至少具有以下优点：

20、在本申请实施例中，在对通孔进行离子轰击清洗之前，在通孔的侧壁和底部以及介电结构的顶面形成衬垫层。该衬垫层可以在离子轰击清洗过程中保护通孔的侧壁和底部免受离子损伤，修复通孔侧壁因离子轰击而产生的悬挂键，同时还可以在离子轰击清洗导致互连层的导电材料从通孔底部溅射出来时，避免导电材料粘附到通孔侧壁上进而向介电结构扩散的问题。本申请实施例通过在进行离子轰击清洗之前形成衬垫层，可显著减少导电材料的反溅和扩散，有利于避免因工艺缺陷导致半导体结构失效，从而提升半导体结构的生产良率和使用可靠性。

21、基于此，对通孔进行离子轰击清洗，离子轰击能够将通孔中的残留物和其他污染物溅射出来，从而对其进行有效去除，为后续导电层的沉积提供了清洁且平整的表面，使导电层能够实现均匀良好的填充效果，以构成高质量、高可靠性的导电通孔。

22、本申请的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本申请的实践中得到教导。本申请的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种通孔处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，所述衬垫层包括衬垫氧化物层。

3.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，所述衬垫层的厚度范围包括1nm～3nm。

4.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺于所述通孔的侧壁和底部以及所述介电结构的顶面沉积所述衬垫层。

5.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，对所述通孔进行所述离子轰击清洗时使用的清洗离子包括氩离子。

6.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，对所述通孔进行所述离子轰击清洗时，清洗刻蚀量范围包括4nm～8nm。

7.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，对所述通孔进行所述离子轰击清洗时，清洗气体流量范围包括5sccm～20sccm。

8.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，所述对所述通孔进行离子轰击清洗，包括：

9.根据权利要求1所述的通孔处理方法，其特征在于，所述第一介电层包括掺碳氮化物层，所述第二介电层包括氧化物层。

10.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构具有通孔，所述通孔经过权利要求1至9中任一项所述的通孔处理方法处理得到。

技术总结本申请提供了一种通孔处理方法及半导体结构。该通孔处理方法包括：提供互连层；于互连层上形成介电结构，介电结构包括由下至上依次叠置的第一介电层和第二介电层，并形成贯穿介电结构的通孔，通孔暴露出部分互连层的顶面；于通孔的侧壁和底部以及介电结构的顶面形成衬垫层；对通孔进行离子轰击清洗。该通孔处理方法有助于避免因工艺缺陷导致半导体结构失效，从而提升半导体结构的生产良率和使用可靠性。技术研发人员：张富伟,拉海忠,闫晓晖,王莉菲,刘慧娟受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2