互连结构及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种互连结构及其形成方法。
【背景技术】
[0002]现有技术集成电路中的半导体器件越来越密集，实现半导体器件电连接的互连结构也不断增多，互连结构的电阻(R)及电容(C)产生了越来越明显的寄生效应，从而容易造成传输延迟(RC Delay)及串音(Cross Talk)等问题。
[0003]互连结构通常采用金属材料的导电插塞，为了防止金属扩散至互连结构中其他相邻的部件，现有技术在各个互连结构的导电插塞处设置扩散阻挡层(barrier layer)，用于减少导电插塞中的金属向周围部件扩散的问题。
[0004]同时，为了降低互连结构中的寄生电容，现有技术中开始使用低介电常数(K)的材料，例如:采用一些疏松多孔的低κ材料或者超低K材料来形成层间介质层(Inter-LayerDielectric, ILD)。
[0005]但是，这种采用低K或者超低K材料的互连结构容易产生裂纹(crack)，从而影响了互连结构的性能。例如:在这种带有裂纹的层间介质层中形成导电插塞之后，导电插塞的材料也很容易渗透进这些裂纹中，进而引起桥接等不良后果。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种互连结构及其形成方法，减少裂纹缺陷的产生，从而优化形成的互连结构的性能。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种互连结构的形成方法，包括:
[0008]提供衬底；
[0009]在所述衬底上形成含碳的扩散阻挡层；
[0010]在所述扩散阻挡层上形成含碳的粘附层；
[0011]在所述粘附层上形成不含碳或者碳含量小于扩散阻挡层的层间介质层；
[0012]在层间介质层中形成导电插塞；
[0013]其中，所述粘附层靠扩散阻挡层的区域碳含量小于或等于扩散阻挡层的碳含量，所述粘附层靠层间介质层的区域碳含量大于或等于层间介质层的碳含量。
[0014]可选的，形成粘附层的步骤包括，依次在所述扩散阻挡层上形成第一掺氧碳化硅层以及第二掺氧碳化硅层，所述第一掺氧碳化硅层的碳含量低于所述第二掺氧碳化硅层的碳含量。
[0015]可选的，形成粘附层的步骤还包括，在所述第二掺氧碳化硅层上形成含碳氧化硅层。
[0016]可选的，形成第一掺氧碳化硅层的步骤包括，形成碳含量在10%?30%范围内的第一掺氧碳化娃层。
[0017]可选的，形成第二掺氧碳化硅层的步骤包括，形成碳含量在0.01%?10%范围内的第二掺氧碳化硅层。
[0018]可选的，形成粘附层的步骤包括:形成K值在3.2?3.6范围内的第一掺氧碳化硅层。
[0019]可选的，形成第一掺氧碳化硅层的步骤包括:
[0020]采用化学气相沉积的方式形成所述第一掺氧碳化硅层。
[0021]可选的，采用化学气相沉积的方式形成所述第一掺氧碳化硅层的步骤包括:形成所述第一掺氧碳化硅层的反应气体包含四甲基硅烷气体以及二氧化碳。
[0022]可选的，所述反应气体中还包含三甲基硅烷、二甲基硅烷以及一甲基硅烷中的一种或者多种。
[0023]可选的，形成第二掺氧碳化硅层的步骤包括:形成K值在4.3?4.6范围内的第二掺氧碳化硅层。
[0024]可选的，形成第二掺氧碳化硅层的步骤包括:采用化学气相沉积的方式形成所述第二掺氧碳化硅层。
[0025]可选的，采用化学气相沉积的方式形成第二掺氧碳化硅层的步骤包括:形成所述第二掺氧碳化娃层的反应气体包含娃烧以及二氧化碳。
[0026]可选的，形成扩散阻挡层的步骤包括，形成掺氮碳化物材料的扩散阻挡层。
[0027]此外，本发明还提供一种互连结构，包括:
[0028]衬底；
[0029]位于所述衬底上含碳的扩散阻挡层；
[0030]位于所述扩散阻挡层上含碳的粘附层；
[0031]位于所述粘附层上不含碳或者碳含量小于扩散阻挡层的层间介质层，所述层间介质层中具有导电插塞；
[0032]其中，所述粘附层靠扩散阻挡层的区域碳含量小于或等于扩散阻挡层的碳含量，所述粘附层靠层间介质层的区域碳含量大于或等于层间介质层的碳含量。
[0033]可选的，所述含碳的扩散阻挡层为掺氮碳化物材料的扩散阻挡层。
[0034]可选的，在所述层间介质层与粘附层之间还设有含碳氧化硅层。
[0035]可选的，所述粘附层包括第一掺氧碳化硅层以及第二掺氧碳化硅层；所述第一掺氧碳化硅层中的碳含量低于所述第二掺氧碳化硅层中的碳含量。
[0036]可选的，所述第一掺氧碳化硅层的碳含量在10%?30%的范围内。
[0037]可选的，所述第二掺氧碳化硅层的碳含量在0.01%?10%的范围内。
[0038]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0039]通过在衬底的扩散阻挡层与层间介质层之间形成粘附层，并使粘附层靠扩散阻挡层的区域碳含量小于或等于扩散阻挡层的碳含量、粘附层靠层间介质层的区域碳含量大于或等于层间介质层的碳含量，从而使粘附层的碳含量位于扩散阻挡层的碳含量和层间介质层的碳含量之间，且粘附层与扩散阻挡层交界处的碳含量较为接近、粘附层与层间介质层交界处碳含量也较为接近，可以增加粘附层与相邻的扩散阻挡层、层间介质层的粘附性，进而增加扩散阻挡层与层间介质层之间的粘附性，进而不容易在层间介质层中产生裂纹，整个互连结构的性能不容易因层间介质层产生裂纹而受到影响。
【附图说明】
[0040]图1是现有技术形成的互连结构的电镜图；
[0041]图2至图7是本发明互连结构的形成方法一实施例中各个步骤的结构示意图；
[0042]图8是采用本发明互连结构的形成方法形成的互连结构的电镜图；
[0043]图9是本发明互连结构一实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]为了解决【背景技术】中提到的问题，结合互连结构的电镜图分析裂纹产生的原因。参考图1，示出了现有技术中一种互连结构的电镜图，在层间介质层3中形成导电插塞4后，由于层间介质层3中带有裂纹，导电插塞4的部分材料会渗入这些裂纹，椭圆型框5为导电插塞4材料在层间介质层3中的渗入部分。所述裂纹产生的主要原因为层间介质层与扩散阻挡层之间的粘附性不足，层间介质层在后续的一些步骤(例如一些化学机械研磨步骤)中受到外力影响容易会出现裂纹。
[0045]因此，本发明提供一种互连结构的形成方法，包括以下步骤:
[0046]提供衬底；在所述衬底上形成含碳的扩散阻挡层；在所述扩散阻挡层上形成含碳的粘附层；在所述粘附层上形成不含碳或者碳含量小于扩散阻挡层的层间介质层；在层间介质层中形成导电插塞；其中，所述粘附层靠扩散阻挡层的区域碳含量小于或等于扩散阻挡层的碳含量，所述粘附层靠层间介质层的区域碳含量大于或等于层间介质层的碳含量。
[0047]通过在衬底的扩散阻挡层与层间介质层之间形成粘附层，并使粘附层靠扩散阻挡层的区域碳含量小于或等于扩散阻挡层的碳含量、粘附层靠层间介质层的区域碳含量大于或等于层间介质层的碳含量，从而使粘附层的碳含量位于扩散阻挡层的碳含量和层间介质层的碳含量之间，且粘附层与扩散阻挡层交界处的碳含量较为接近、粘附层与层间介质层交界处碳含量也较为接近，可以增加粘附层与相邻的扩散阻挡层、层间介质层的粘附性，进而增加扩散阻挡层与层间介质层之间的粘附性，进而不容易在层间介质层中产生裂纹，整个互连结构的性能不容易因层间介质层产生裂纹而受到影响；因为层间介质层产生裂纹可能导致层间介质层本身的电学隔离性能受到影响，且形成导电插塞的导电插塞材料也容易渗透进所述裂纹，这会导致导电插塞本身的电学性能发生改变，且可能造成互连结构桥接。
[0048]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。
[0049]参考图2，提供衬底40，在本实施例中，所述衬底40中可以事先形成有包括源漏区、栅极在内的半导体部件，衬底中还可以形成有层间介质层。
[0050]在本实施例中，所述衬底中的层间介质层可以采用低k材料形成，但是本发明对此不作限定。
[0051]另外，衬底40仅在图2中示出，后续的附图中