含硅氧介质层及其表面处理方法、半导体器件及互连层的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本申请涉及半导体集成电路制作技术领域，具体而言，涉及一种含硅氧介质层及 其表面处理方法、半导体器件及互连层。
【背景技术】
[0002] 在半导体集成电路的制作过程中，通常将含硅氧材料（比如Si02、Si0N、SiOC)作为 器件隔离的介质层。现有含硅氧介质层通常是采用有机硅烷作为前驱体，通过化学气相沉 积等工艺在器件上沉积形成的。在形成含硅氧介质层的过程中，前驱体中的部分有机基团 和硅原子会落在形成的硅氧介质层上，导致硅氧介质层中产生缺陷，进而影响后续工艺的 进行，甚至使所得到的半导体器件不能达到所设计的器件特性。
[0003] 例如，在浅沟槽隔离结构的制作过程中，通常需要在浅沟槽的侧壁上形成SiO2介 质层作为粘附层，然后在SiO 2介质层上形成隔离物质。在通过化学气相沉积等工艺形成 SiO2介质层的过程中，SiO2介质层中会产生缺陷。这些缺陷会降低SiO2介质层的粘附力， 使得隔离物质与浅沟槽之间的结合力降低，进而使得浅沟槽隔离结构不能达到所设计的隔 离效果。
[0004] 再例如，半导体集成电路的后段工艺（BEOL)中，需要在半导体器件上形成介质层 和金属互连线，进而形成互连层。其中，金属互连线一般选用铜作为互连线材料，介质层材 料通常采用含有硅氧的低介电绝缘材料。在形成含硅氧介质层的过程中，介质层中也会产 生缺陷。在后续对介质层进行刻蚀的过程中，这些缺陷会保留在刻蚀形成的沟道中，并将沟 道分割成很多区域。因此，在沟道中沉积金属层后，金属层会被隔断；进一步对互连层进行 湿法清洗后，这些缺陷会被去除，进而使得金属互连线发生开裂，使所得到的半导体器件不 能达到所设计的器件特性。
[0005] 又例如，在通孔的制作过程中，需要在衬底上依次形成含硅氧介质层、抗反射涂层 和光刻胶，再对光刻胶进行曝光显影，接下来对抗反射涂层、含硅氧介质层和衬底进行刻 蚀，形成通孔。在形成含硅氧介质层的过程中，介质层中同样会产生缺陷。介质层表面上的 缺陷会导致介质层的表面不平整，进而会导致曝光的光线发生散射，进而影响光刻图形的 准确性。
[0006] 随着半导体集成电路的集成密度越来越高，半导体器件之间的间距越来越小。因 此，含硅氧介质层中的缺陷更容易影响后续工艺的进行，导致半导体器件的稳定性下降，甚 至会导致半导体器件发生失效。比如，在28nm制程的半导体集成电路工艺中，介质层中的 缺陷引起的金属互连线开裂以及光刻图形走形等，已经成为影响半导体器件稳定性能的最 主要因素之一。
【发明内容】
[0007] 本申请旨在提供一种含硅氧介质层及其表面处理利记博彩app、半导体器件及互连 层，以解决现有含硅氧介质层中的缺陷影响半导体器件稳定性的问题。
[0008] 为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种含硅氧介质层的表面处 理方法，该表面处理方法包括：对含硅氧介质层进行UV处理，以除去含硅氧介质层中的残 留有机物；以及对UV处理后的含硅氧介质层进行氧化处理，以氧化含硅氧介质层中的残留 硅。
[0009] 进一步地，在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，UV处理采用波长为 100~300nm的紫外线。
[0010] 进一步地，在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，UV处理的温度为 300~500°C，处理时间为2~10分钟，紫外线的光强度为100~2000mW/cm 2。 toon] 进一步地，在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，氧化处理采用〇3、O 2 或它们的混合物作为氧化气体。
[0012] 进一步地，在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，O3和O2混合物中O 3 的体积百分含量为25%以上。
[0013] 进一步地，在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，氧化处理方案中，采 用O3时，O 3的流量为5000~15000sccm，处理温度为300~400°C，处理时间为30~120s ; 采用O2时，O2的流量为5000~15000sccm，处理温度为300~400°C，处理时间为60~120s ; 采用O3和O2的混合物时，O3的流量为5000~15000sccm，O 2的流量为0~15000sccm，处 理温度为300~400°C，处理时间为45~120s。
[0014] 进一步地，在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，含硅氧介质层为 SiO2 层、SiON 层或 SiOC 层。
[0015] 根据本申请的另一方面，提供了一种含硅氧介质层，，其中各含硅氧介质层以有机 硅烷为前躯体形成，并经本申请提供的含硅氧介质层的表面处理方法处理形成。
[0016] 同时，本申请还一种半导体器件，包括衬底，以及设置于衬底上的一层或多层含硅 氧介质层，其中各含硅氧介质层以有机硅烷为前躯体形成，并经本申请提供的含硅氧介质 层的表面处理方法处理形成。
[0017] 本申请还提供了一种互连层，包括衬底，设置于衬底上的含硅氧介质层，设置于含 娃氧介质层的沟槽，以及设置于沟槽内的金属层，，其中各含娃氧介质层以有机硅烷为前躯 体形成，并经本申请提供的含硅氧介质层的表面处理方法处理形成。
[0018] 应用本申请的技术方案一种含硅氧介质层及其表面处理方法、半导体器件及互连 层，通过对含硅氧介质层进行UV处理以及氧化处理步骤，从而去除了含硅氧介质层中缺 陷，避免了由含硅氧介质层中缺陷造成的半导体器件稳定性下降的问题。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示 意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020] 图1示出了根据本申请实施例所提供的含硅氧介质层的表面处理方法的流程示 意图。
【具体实施方式】
[0021] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0022] 由【背景技术】可知，含硅氧介质层中的缺陷会导致半导体器件的稳定性下降，本申 请的申请人针对上述问题进行研究，提出了一种含硅氧介质层的表面处理方法。如图1所 述，该表面处理方法包括：对含硅氧介质层进行UV处理，以除去含硅氧介质层中的残留有 机物；以及对UV处理后的含硅氧介质层进行氧化处理，以氧化含硅氧介质层中的残留硅。
[0023] 在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，首先采用UV (紫外线)处理含硅 氧介质层，使得含硅氧介质层中的有机残留物在UV照射的作用下发生分解，生成COjPH2O; 由于生成的CO 2和H2O从硅氧介质层中脱离，因而硅氧介质层中的有机残留物得以去除。在 对含硅氧介质层进行UV处理后，还要对UV处理后的含硅氧介质层进行氧化处理。该氧化 处理能够使得含硅氧介质层中的硅原子氧化生成含硅氧材料，且生成的含硅氧材料与含硅 氧介质层结合在一起，从而达到去除硅氧介质层中硅残留物的目的。
[0024] 以下将结合【具体实施方式】进一步说明本申请所提供的含硅氧介质层的表面处理 方法。该表面处理方法包括以下步骤：
[0025] 首先采用UV (紫外线）处理含硅氧介质层，以除去含硅氧介质层中的残留有机物。 在该步骤中，UV的波长会对硅氧介质层中有机残留物的去除效果产生影响，本领域的技术 人员可以根据实际工艺需求，选择UV的波长。在本申请的一种优选实施方式中，UV处理采 用波长为100~300nm的紫外线。具有上述波长的UV能够促进有机残留物的氧化分解，进 而彻底去除硅氧介质层中的有机残留物。
[0026] 在上述的UV处理步骤中，氧介质层中有机残留物的去除效果还与UV处理的工艺 条件有关，本领域的技术人员可以根据实际工艺需求，选择UV处理的工艺条件，比如处理 温度、时间。在本申请的一种优选实施方式中，UV处理的温度为300~500°C，时间为2~ 10分钟，紫外线的强度为100~2000mW/cm 2。满足上述工艺条件的UV处理能够实现去除 硅氧介质层中有机残留物的目的。
[0027] 在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，在对含硅氧介质层进行UV处 理的步骤之后，还要对UV处理后的含硅氧介质层进行氧化处理。该氧化处理能够使得含硅 氧介质层中的硅原子氧化生成含硅氧材料，且生成的含硅氧材料与含硅氧介质层结合在一 起，从而达到去除硅氧介质层中硅残留物的目的。
[0028] 在上述的氧化处理步骤中，本领域技术人员可以根据实际工艺需求，选择合适的 氧化气体进行氧化处理。在本申请的一种优选实施方式中，采用〇 3、〇2或它们的混合物作为 氧化试剂。采用上述氧化气体既能去除硅氧介质层中的硅残留物，又不会在含硅氧介质层 中产生新的杂质或造成其他损害。
[0029] 在上述的氧化处理步骤中，当采用O3和O2混合物作为氧化试剂时，本领域的技术 人员可以根据实际工艺需求，选择具有合适配比的氧化气体。在本申请的一种优选实施方 式中，混合物中O 3的体积百分含量为25%以上。采用上述配比的氧化试剂既能去除硅氧介 质层中的硅残留物，又不会对含硅氧介质层产生新的损害。
[0030] 在上述的氧化处理步骤中，含硅氧介质层中硅残留物的去除效果还与氧化处理的 工艺条件有关，本领域的技术人员可以根据实际工艺需求，选择氧化处理的工艺条件，比如 氧化气体的流量、处理温度和时间。当采用〇 3作为氧化气体时，氧化处理的一种优选工艺条 件为：〇3的流量为5000~15000sccm，处理温度为300~400°C，处理时间为30~120s ;当 采用O2作为氧化气体时，氧化处理的一种优选工艺条件为：〇2的流量为5000~15000 SCCm， 处理温度为300~400°C，处理时间为60~120s ;当采用O3和O2作为氧化气体时，氧化处 理的一种优选工艺条件为：〇3的流量为5000~15000sccm，0 2的流量为0~15000sccm，处 理温度为300~400°C，处理时间为45~120s。满足上述工艺条件的氧化处理能够彻底去 除硅氧介质层中的硅残留物。
[0031] 在本申请上述的含硅氧介质层的表面处理方法中，所述含硅氧介质层以有机硅烷 为前躯，在衬底上形成的含有硅和氧的材料。优选地，含硅氧介质层为SiO 2层、SiON层或 SiOC层。可选的有机硅烷选自二甲基硅烷、二甲基硅烷、四甲基硅烷、二乙基硅烷、四氧基 原硅酸酯、四乙基原硅酸酯、八甲基三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、甲基 二乙氧基硅烷、苯基二甲基硅烷以及苯基硅烷中的一种或多种。在形成含娃氧介质层的过 程中，本领域的技术人员还可以根据实际工艺需求，向前驱体中通入掺杂元素，比如N和C， 以形成SiON和SiOC介质层。形成上述含硅氧介质层的工艺包括但不限于采用化学气相沉 积、蒸发、溅射等，上述工艺为本领域现有技术，在此不再赘述。
[0032] 同时，本申请还提供了一种含硅氧介质层，该含硅氧介质层经本申请提供的含硅 氧介质层的表面处理方法处理形成。该含硅氧介质层中缺陷得以去除，避免了由含硅氧介 质层中的缺陷造成的半导体器件稳定性下降的问题。
[0033] 本申请又提供了一种半导体器件，包括衬底，以及设置于衬底上的一层或多层含