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用于 氧化 等离子体后处理以减少光刻中毒的技术及相关结构

阅读：2发布：2020-10-08

专利汇可以提供用于氧化等离子体后处理以减少光刻中毒的技术及相关结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开内容的实施例描述了用于氧化等离子体后处理以减少光刻中毒的技术。在一个实施例中，一种设备包括具有多个布线特征的电介质层；以及蚀刻停止层，该蚀刻停止层具有与电介质层耦合的第一界面区域以及与第一界面区域相对设置的第二界面区域。第一界面区域具有跨第一界面区域均匀分布的峰值二氧化硅 (SiO2)浓度水平，并且第二界面区域具有基本上为零的二氧化硅 (SiO2)浓度水平。可以描述和/或要求保护其它实施例。，下面是用于氧化等离子体后处理以减少光刻中毒的技术及相关结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种设备，包括：
电介质层，所述电介质层具有多个布线特征；以及
蚀刻停止层，所述蚀刻停止层具有与所述电介质层耦合的第一界面区域以及与所述第一界面区域相对设置的第二界面区域；
其中，所述第一界面区域具有跨所述第一界面区域均匀分布的峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平，并且所述第二界面区域具有基本上为零的二氧化硅(SiO2)浓度水平。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平为至少3×1020原子/立方厘米。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平为至少4×1020原子/立方厘米。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述第二界面区域的最外表面处的SiN的浓度是所述蚀刻停止层中的SiN的最低浓度；并且其中，所述SiN的浓度在所述第二界面区域中增加到峰值水平并且跨所述第一区域基本上恒定。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一界面区域和所述第二界面区域中的SiO2浓度水平的分布与通过包括来自所述第二界面区域的二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的等离子体处理进行处理的所述蚀刻停止层一致。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电介质层是第一电介质层，所述设备还包括：
管芯或晶圆的半导体衬底，其中，所述第一电介质层被设置在所述半导体衬底上；以及第二电介质层，所述第二电介质层与所述第一电介质层的所述第二界面区域耦合。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一界面区域和所述第二界面区域具有相同的厚度。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中，所述多个布线特征包括多个过孔和沟槽，并且其中，所述蚀刻停止层是具有碳化硅(SiC)的蚀刻停止层。
9.一种制造集成电路(IC)结构的方法，包括：
在电介质层中形成多个布线特征；
在所述电介质层上方沉积蚀刻停止层；以及
利用包括二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的等离子体处理氧化所述蚀刻停止层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成多个布线特征包括在双镶嵌工艺中形成多个过孔和沟槽。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，沉积所述蚀刻停止层包括沉积碳化硅(SiC)。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，氧化所述蚀刻停止层包括针对所述等离子体处理使用在3：1至4：1之间的二氧化碳(CO2)与氮气(N2)的比率。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，氧化所述蚀刻停止层包括仅在所述蚀刻停止层的最外区域将SiN转化为SiO2。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，氧化所述蚀刻停止层包括仅在所述蚀刻停止层的一个表面处产生峰值SiO2浓度水平。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，氧化所述蚀刻停止层包括产生从所述蚀刻停止层的表面增加的SiN浓度分布。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述SiN浓度分布达到峰值水平，并且在朝向所述蚀刻停止层的相对表面的方向上基本上保持所述峰值水平。
17.根据权利要求9所述的方法，其中，氧化所述蚀刻停止层包括在随后的光刻处理期间减小所述蚀刻停止层的中毒效应。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述氧化在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺中进行。
19.根据权利要求9-17中的任一项所述的方法，其中，所述氧化在具有氢气(H2)的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺腔室中进行。
20.一种计算装置，包括：
电路板；以及
管芯，所述管芯与所述电路板电耦合，所述管芯包括：
电介质层，所述电介质层具有多个布线特征；以及
蚀刻停止层，所述蚀刻停止层具有与所述电介质层耦合的第一界面区域以及与所述第一界面区域相对设置的第二界面区域；
其中，所述第一界面区域和所述第二界面区域中的SiO2浓度水平的分布与通过包括来自所述第二界面区域的二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的等离子体处理进行处理的所述蚀刻停止层一致。
21.根据权利要求20所述的计算装置，其中，所述第一界面区域具有跨所述蚀刻停止层均匀分布的峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平，并且所述第二界面区域具有基本上为零的二氧化硅(SiO2)浓度水平。
22.根据权利要求20所述的计算装置，其中，在所述第二界面区域的最外表面处的SiN的浓度是所述蚀刻停止层中的SiN的最低浓度；并且其中，所述SiN的浓度在所述第二区域中连续地增加到峰值水平并且跨所述第一区域基本上恒定。
23.根据权利要求20-23中任一项所述计算装置，其中：
所述管芯是处理器；并且
所述计算装置是包括天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编码解码器、视频编码解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)装置、指南针、盖革计数器、加速度计、陀螺仪、扬声器和相机中的一个或多个的移动计算装置。

说明书全文

用于氧化 等离子体后处理以减少光刻中毒的技术及相关结构

技术领域

[0001] 本发明公开的实施例总体上涉及集成电路领域，并且更具体而言，涉及用于氧化等离子体后处理以减少光刻中毒的技术及相关结构。

背景技术

[0002] 在一些图案化工艺中，可以在沉积蚀刻停止(ES)层以覆盖金属线之后执行光刻步骤。来自ES层的化学物质可以直接扩散到光刻材料中以使图案化特征的尺寸偏斜，和/或在显影过程中使蚀刻速率偏斜。这种中毒效应可以呈现在图案化后显影检查临界尺寸(DCCD)和/或最终检查临界尺寸(FCCD)测量结果中。

[0003] 本文提供的背景描述用于总体地呈现本公开内容的背景。除非本文另有说明，否则本部分所描述的材料不是本申请中的权利要求书的现有技术，并且不能通过包括在本部分中而被承认为现有技术或现有技术的建议。附图说明

[0004] 通过下文结合附图的详细的描述将容易理解实施例。为了便于描述，相同的附图标记表示相同的结构元件。在附图的图中通过示例而非限制的方式例示了实施例。

[0005] 图1示意性地例示了根据一些实施例的晶圆形式和六边形形式的示例管芯的俯视图。

[0006] 图2示意性地例示根据一些实施例的集成电路(IC)组件的截面侧视图。

[0007] 图3示意性地例示了根据一些实施例的IC器件的互连层的截面侧视图。

[0008] 图4示意性地例示根据一些实施例的氧化等离子体后处理的方法的流程图。

[0009] 图5示意性地例示了根据一些实施例的在晶圆上的各个位置处的SiO2和SiN的深度分布。

[0010] 图6示意性地例示根据一些实施例的可以包括如本文所描述的晶体管触头组件的示例系统。

具体实施方式

[0011] 本公开内容的实施例描述了用于氧化等离子体后处理以减少光刻中毒的技术及相关结构。在下文的详细描述中，参考形成其一部分的附图，其中相同的附图标记始终表示相同的部件，并且其中通过其中可以实施本公开内容的主题的说明性实施例示出。应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，下文的详细描述不应被视为具有限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求书及其等同物限定。

[0012] 出于本公开内容的目的，短语“A和/或B”表示(A)、(B)或(A和B)。出于本公开内容的目的，短语“A、B和/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。

[0013] 本描述可以使用基于透视的描述，诸如顶部/底部、侧面、上方/下方等。这样的描述仅用于便于讨论，并且不旨在将本文所描述的实施例的应用限制到任何特定的方位。

[0014] 本描述可以使用短语“在一实施例中”或“在实施例中”，其可以各自指代相同或不同实施例中的一个或多个。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”等，如相对于本公开内容的实施例使用的，是同义的。

[0015] 可以在本文使用术语“耦合”及其派生词。“耦合”可以表示以下中的一个或多个。“耦合”可以表示两个或更多个元件处于直接物理或电接触。然而，“耦合”还可以表示两个或更多个元件彼此间接地接触，但是仍然彼此协作或相互作用，并且可以表示一个或多个其它元件耦合或连接在被称为彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可以表示两个或更多个元件直接接触。

[0016] 在各种实施例中，短语“形成、沉积或以其它方式设置在第二特征上方的第一特征”可以表示第一特征被形成、沉积或设置在第二特征上方，并且第一特征的至少一部分可以与第二特征的至少一部分直接接触(例如，直接物理和/或电接触)或间接接触(例如，具有在第一特征与第二特征之间的一个或多个其它特征)。

[0017] 如本文所使用的，术语“模块”可以指代专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和/或存储器(共享的、专用的或成组的)，是专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和/或存储器(共享的、专用的或成组的)的一部分，或包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和/或存储器(共享的、专用的或成组的)，其可以执行一个或多个软件或固件程序、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其它适当的部件。

[0018] 图1示意性地例示了根据一些实施例的晶圆形式150和单片化形式160的示例管芯154的俯视图。在一些实施例中，管芯154可以是由诸如，举例来说硅或其它适当的材料的半导体材料构成的晶圆152的多个管芯(例如管芯154、156、158)中的一个。该多个管芯可以形成在晶圆152的表面上。每个管芯可以是包括如本文所描述的一个或多个布线特征(例如，图3的各种过孔和沟槽)的半导体产品的重复单元。例如，管芯154可以包括具有晶体管结构
162的电路，晶体管结构162例如是为一个或多个晶体管器件或源极/漏极区域的移动电荷载流子提供沟道路径的一个或多个沟道主体(例如，鳍结构、纳米线、平面主体等)。

[0019] 诸如端子触点、沟槽和/或过孔的电互连结构可以在一个或多个晶体管结构162上形成并与其耦合，以将电能输送到晶体管结构162或从晶体管结构162输送电能。例如，互连结构可以与沟道主体电耦合以提供用于传送阈值电压和/或源极/漏极电流，从而提供用于晶体管器件的操作的移动电荷载流子。互连结构可以例如设置在图2的互连层216中。尽管为了简单起见，晶体管结构162在图1中描绘为横穿晶圆154的大部分的行，但是应当理解，在其它实施例中，晶体管结构162可以被配置为管芯154上的各种各样的其它适当布置中的任何一个，包括例如具有比所描绘的小得多的尺寸的垂直和水平特征。

[0020] 在管芯中实现的半导体产品的制造工艺完成之后，晶圆152可以经历切割工艺，其中每个管芯(例如管芯154)彼此分离以提供半导体产品的离散“芯片”。晶圆152可以是各种尺寸中的任一种。在一些实施例中，晶圆152具有范围从约25.4mm至约450mm的直径。在其它实施例中，晶圆152可以包括其它尺寸和/或其它形状。根据各种实施例，晶体管结构162可以以晶圆形式150或单片化形式160设置在半导体衬底上。本文所描述的晶体管结构162可并入用于逻辑或存储器或其组合的管芯154中。在一些实施例中，晶体管结构162可以是片上系统(SoC)组件的一部分。

[0021] 图2示意性地例示根据一些实施例的集成电路(IC)组件200的截面侧视图。在一些实施例中，IC组件200可以包括与封装衬底230电和/或物理耦合的一个或多个管芯(以下称为“管芯210”)。在一些实施例中，管芯210可以与结合图1的管芯154描述的实施例一致。在一些实施例中，如可以看到的，封装衬底230可以与电路板240电耦合。在一些实施例中，根据各种实施例，集成电路(IC)组件200可以包括管芯154、封装衬底230和/或电路板240中的一个或多个。本文描述的用于氧化等离子体后处理以减少光刻中毒和相关结构的技术的实施例可以在根据各种实施例的任何合适的IC器件中实现。

[0022] 管芯210可以使用诸如结合形成互补金属氧化物半导体(CMOS)器件使用的薄膜沉积、光刻、蚀刻等的半导体制造技术，来表示由半导体材料(例如，硅)制成的离散产品。在一些实施例中，管芯210可以是处理器、存储器、SoC或ASIC，可以包括处理器、存储器、SoC或ASIC，或者可以是处理器、存储器、SoC或ASIC的一部分。在一些实施例中，电绝缘材料(诸如，举例来说，模制化合物或底部填充材料(未示出))可以封装管芯210和/或管芯级互连结构220的至少一部分。

[0023] 根据各种适当的配置，管芯210可以附接到封装衬底230，包括例如以倒装芯片配置与封装衬底230直接耦合，如图所示。在倒装芯片配置中，包括电路的管芯210的有源侧S1使用管芯级互连结构220(例如凸块、柱或其它适当的结构)附接到封装衬底230的表面，管芯级互连结构220还可以将管芯210与封装衬底230电耦合。管芯210的有源侧S1可以包括有源器件(诸如，举例来说晶体管器件)。如可以看到的，非有源侧S2可以设置为与有源侧S1相对。

[0024] 管芯210通常可以包括半导体衬底212、一个或多个器件层(在下文中称为“器件层214”)和一个或多个互连层(在下文中称为“互连层216”)。在一些实施例中，半导体衬底212可以基本上由体半导体材料(诸如，举例来说，硅)构成。器件层214可以表示其中诸如晶体管器件的有源器件形成在半导体衬底上的区域。器件层214可以包括例如晶体管结构(诸如晶体管器件的沟道主体和/或源极/漏极区域)。互连层216可以包括被配置为将电信号路由到器件层214中的有源器件或者从器件层214中的有源器件路由电信号的互连结构(例如，电极端子)。例如，互连层216可以包括水平线(例如沟槽)和/或垂直插头(例如，过孔)或其它适当的特征以提供电布线和/或触点。

[0025] 在一些实施例中，管芯级互连结构220可以与互连层216电耦合并且被配置为在管芯210与其它电气装置之间路由电信号。电信号可以包括例如结合管芯210的操作使用的输入/输出(I/O)信号和/或电源/接地信号。

[0026] 在一些实施例中，封装衬底230是具有核心层和/或内置层的环氧树脂基层压衬底(例如Ajinomoto内置膜(ABF)衬底)。在其它实施例中，封装衬底230可以包括其它适当类型的衬底，包括例如由玻璃、陶瓷或半导体材料形成的衬底。

[0027] 封装衬底230可以包括被配置为将电信号路由到管芯210或者从管芯210路由电路信号的电布线特征。电布线特征可以包括例如设置在封装衬底230的一个或多个表面上的焊盘或迹线(未示出)/或内部布线特征(未示出)(诸如，举例来说，沟槽、过孔或其它互连结构)，以通过封装衬底230路由电信号。例如，在一些实施例中，封装衬底230可以包括诸如配置为接收管芯210的相应管芯级互连结构220的焊盘(未示出)的电布线特征。

[0028] 电路板240可以是由诸如环氧层压板的电绝缘材料构成的印刷电路板(PCB)。例如，电路板240可以包括由诸如，举例来说，聚四氟乙烯、诸如阻燃剂4(FR-4)的酚醛纸材料、FR-1、棉纸和诸如CEM-1或CEM-3的环氧树脂材料，或者使用环氧树脂预浸料材料层压在一起的编织玻璃材料的材料构成。可以通过电绝缘层形成诸如迹线、沟槽或过孔的互连结构(未示出)，以将管芯210的电信号路由通过电路板240。在其它实施例中，电路板240可以由其它适当的材料构成。在一些实施例中，电路板240是母板(例如，图6的母板602)。

[0029] 封装级互连(诸如，举例来说，焊锡球250)可以耦合到封装衬底230上和/或电路板240上的一个或多个焊盘(下文中称为“焊盘260”)，以形成相应的焊点，其被配置为进一步在封装衬底230与电路板240之间路由电信号。焊盘260可以由任何适当的导电材料(包括例如镍(Ni)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)及其组合的金属)构成。在其它实施例中，可以使用将封装衬底230与电路板240物理地和/或电耦合的其它适当的技术。

[0030] 在其它实施例中，IC组件200可以包括各种各样的其它适当的配置，其包括例如倒装芯片和/或引线键合配置、中间体和多芯片封装配置的适当组合，多芯片封装配置包括系统级封装(SiP)和/或层叠封装(PoP)配置。在一些实施例中，可以使用在管芯210与IC组件200的其它部件之间路由电信号的其它适当的技术。

[0031] 图3示意性地例示根据一些实施例的IC器件300的互连层310、320、330、340和350的截面侧视图。在一些实施例中，IC器件300的互连层310、320、330、340或350可以是图2的互连层216的一部分。在各种实施例中，互连层可以包括各种互连结构，其可以是由包括金属(诸如，举例来说铜或铝)的导电材料构成。

[0032] 在一些实施例中，互连结构304可以包括用导电材料(诸如，举例来说，铜)填充的沟槽结构308(有时称为“线”)和/或过孔结构306(有时称为“孔”)。互连结构304可以是层间互连，其提供通过互连层的叠置体的电信号的路由。

[0033] 在一些实施例中，沟槽结构308可以被配置为在与互连层(例如，互连层310)基本平行的平面的方向上路由电信号。例如，沟槽结构308可以在图3的透视图中沿着进出页面的方向路由电信号。过孔结构306可以被配置为在与沟槽结构308基本垂直的平面的方向上路由电信号。在一些实施例中，过孔结构306可以将不同互连层320和330的沟槽结构308电耦合在一起。

[0034] 互连层310、320、330、340和350可以包括设置在互连结构304之间的电介质材料302，如可以看到的。电介质材料302可以包括多种适当的电绝缘材料(包括例如层间电介质(ILD)材料)中的任何一种。电介质材料302可以使用已知用于集成电路结构中的适用性的电介质材料(例如低k电介质材料)来形成。可以使用的介电材料的示例包括但不限于二氧化硅(SiO2)、碳掺杂氧化物(CDO)、氮化硅、诸如八氟环丁烷或聚四氟乙烯的有机聚合物、氟硅酸盐玻璃(FSG)和诸如倍半硅氧烷、硅氧烷或机硅酸盐玻璃的有机硅酸盐。电介质材料
302可以包括孔隙或其它空隙以进一步降低它们的电介电常数。在其它实施例中，电介质材料302可以包括其它适当的材料。

[0035] 在一些实施例中，互连层310、320、330、340或350可以包括阻挡衬垫348。在一些实施例中，阻挡衬垫348可以设置在互连结构304的金属与电介质材料302之间和/或在不同互连层(例如，互连层330、340)的邻近互连结构304的金属之间，如可以看到的。在一些实施例中，阻挡衬垫348可以由不同于Cu的材料(例如钽(Ta)、钛(Ti)或钨(W))构成。在一些实施例中，阻挡衬垫348可以包括氮化钽(TaN)。在其它实施例中，阻挡衬垫348可以包括其它适当的材料。

[0036] 互连层340可以包括被配置成防止下层中的特征的氧化或其它腐蚀的气密电介质层370。气密电介质层370可以被设置在形成互连层340的电介质层的电介质材料302与形成互连层330的电介质层的电介质材料302之间。气密电介质层370可以具有与电介质材料302不同的化学成分。在一些实施例中，气密电介质层370可以由氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、氮氧化硅、碳掺杂氮化硅、碳掺杂氮氧化硅等构成。气密电介质层370可以具有比电介质材料302的厚度更小的厚度。在各种实施例中，被配置为与互连层340类似的其它互连层可以叠置在互连层340上。

[0037] 在各种实施例中，气密电介质层370在镶嵌工艺中也可以称为蚀刻停止(ES)层370或覆盖层，其中可以同时制造过孔结构和沟槽结构。在各种实施例中，氧化等离子体后处理可以应用于ES层370，以减少对互连层340的光刻中毒效应。ES层370的段360被放大以示出ES层370内的不同区域。在一些实施例中，ES层370可以具有与互连层330耦合的第一接口区域362和与互连层340耦合的第二接口区域366。在各种实施例中，第二接口区域366可以接收基于氧化等离子体368的后处理，然后进一步构建互连层340。

[0038] 互连结构304、306、308、332、334、342、344或346可以被配置在互连层310、320、330、340或350内，以根据各种各样的设计来路由电信号，并且不限于图3中所示的互连结构的特定配置。虽然在图3中描绘了特定的互连层310、320、330、340和350，但是本公开内容的实施例包括具有比所描绘的更多或更少的互连层的IC器件。

[0039] 图4示意性地例示了根据一些实施例的氧化等离子体后处理(例如，应用到图3的蚀刻停止层370)的过程400的流程图。过程400可以与结合图1-3描述的实施例一致，反之亦然。

[0040] 在410处，过程400可以包括在电介质层中形成多个布线特征。在一些实施例中，形成多个布线特征包括在双镶嵌工艺中形成多个过孔和沟槽。作为示例，结合图3，布线特征，例如过孔332和沟槽334，可以在双镶嵌工艺中制造。镶嵌工艺可开始于在互连层330上形成过孔332和沟槽334的空白图案，例如通过使用光刻和蚀刻技术在电介质材料302上沉积和图案化。接下来，扩散阻挡层(例如基于钽(Ta)，未示出)可以被沉积到过孔332和沟槽334的空图案。扩散阻挡层可以改善Cu粘附并防止Cu原子迁移到ILD中。接下来，可以在沉积扩散阻挡层之后，例如通过物理气相沉积(PVD)沉积薄Cu 种子(未示出)。接下来，例如通过电镀金属，可以使用所选择的金属(例如Cu)填充过孔332和沟槽334的图案。

[0041] 在420处，工艺400可以包括在电介质层上方沉积蚀刻停止层。在各种实施例中，在例如通过化学机械抛光工艺(CMP)从先前形成的布线特征去除任何多余金属(例如，Cu)之后，可以例如通过沉积在下方电介质层(例如，图3的互连层330)的上方形成ES层(例如，图3的ES层370)。在各种实施例中，ES层可以由氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、氮氧化硅、碳掺杂氮化硅、碳掺杂氮氧化硅等构成。

[0042] 在上方电介质层(例如，图3的互连层340)的蚀刻期间，ES层可以保护下方互连结构(例如，图3的过孔332和沟槽334)。在一些实施例中，ES层还可以用作扩散阻挡层。在一些实施例中，ES层还可以用作抗反射涂层(ARC)以促进过孔结构的形成。

[0043] 在430处，工艺400可以包括用等离子体处理氧化蚀刻停止层，等离子体包括二氧化碳(CO2)和氮气(N2)(下文中为“CO2/N2等离子体”)。在各种实施例中，用CO2/N2等离子体的氧化等离子体后处理可以氧化ES层的表面(例如，第二区域366)，而不改变例如第一区域362的体积ES膜属性。因此，ES层可以保持其属性(例如厄米性、保形性、电介质常数等)。

[0044] 作为示例，结合图3，氧化等离子体368可以例如在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺中施加到ES层370。氧化等离子体368可以利用从ES层370的第二界面区域366剥离光刻影响化学物质的效果来氧化第二界面区域366。

[0045] 在一些实施例中，可以使用N2O/O2等离子体。虽然N2O/O2等离子体可能是有效的，但它可能在用H2源充满的处理室中造成安全风险。然而，已知CO2是与H2相容的；因此，即使在PECVD工艺期间用H2源充满的系统中，CO2/N2等离子体后处理也更安全。此外，氧化等离子体中的N2气体可以驱使更深的离子穿透进入ES层。因此，在胺驱动图案化工艺中，CO2/N2等离子体是更安全的溶液，用于减少光刻中毒效应。

[0046] 在各种实施例中，CO2/N2等离子体后处理可以在ES层的表面区域上引起显著的SiN减少和SiO增加，从而减少光刻中毒。例如，在CO2/N2等离子体后处理后，在傅里叶变换红外光谱(FTIR)法光谱中可以观察到减少的SiN峰以及增加的SiO峰。

[0047] 在各种实施例中，N2气体在氧化等离子体中的作用可以包括驱动更深进入膜中的离子渗透，以及调制晶圆内(WIW)离子分布。在一些实施例中，在没有N2的情况下，等离子体可以氧化晶圆的边缘，但是在晶圆中心的这种处理的有效性是非常有限的。增加N2增大了晶圆中心处的效率，并且还将驱动离子到更深到膜中。因此，N2气体可以增加总体信号强度以及改善WIW氧化均匀性。

[0048] 在一些实施例中，在CO2/N2等离子体中二氧化碳(CO2)与氮气(N2)之比在9:2和1:1之间的比率可以用于氧化晶圆的蚀刻停止层。在一些实施例中，CO2/N2等离子体中二氧化碳(CO2)与氮气(N2)的比例在3:1和4:1之间可以均匀地氧化晶圆的蚀刻停止层。作为示例，具有3000标准立方厘米每分钟(SCCM)N2与9000SCCM CO2结合的CO2/N2等离子体可以保持适当的动量以穿透ES层并均匀地氧化晶圆上的ES层，但是可能不会侵入ES层太深以改变ES层的基本属性。通过CO2/N2等离子体后处理，不仅可以降低光刻中毒效应，而且WIW离子分布也可以变得更加一致。此外，ES层的体膜属性可以被调节以满足其它重要的膜特性，例如厄米性、低k、蚀刻停止能力等。

[0049] 在各种实施例中，可重复过程400以构建具有互连结构的不同图案的更多层。各种操作被以最有助于理解所要求保护的主题的方式依次描述为多个离散操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须是顺序相关的。此外，本公开内容的实施例可以实现到使用任何适当的硬件和/或软件来根据需要配置的系统中。

[0050] 图5示意性地例示了根据一些实施例的在晶圆上的各个位置处的SiO2和SiN的深度分布。在用包括二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的等离子体后处理氧化ES层之后，飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)溅射深度分布可以用于显示ES处的各种变化。例如，深度分布(DP)510示出了晶圆中心处的SiO2的TOF-SIMS溅射深度分布，DP 520示出了晶圆边缘处的SiO2的TOF-SIMS溅射深度分布。类似地，DP 530示出了在晶圆中心处的SiN的TOF-SIMS溅射深度分布，DP 540示出了在晶圆边缘处的SiN的TOF-SIMS溅射深度分布。

[0051] DP 510、520、530或540展示了作为距离晶圆表面的深度的函数的不同化学物质(例如，SiO2、SiN)的分布。在TOF-SIMS中可以使用脉冲离子束(例如，铯(Cs)或镓(Ga))来从晶圆的样品表面移出和电离物质。从样品表面去除的颗粒(例如，二次离子)可以被加速到质谱仪中。随后可以基于它们从样品表面到检测器的飞行时间来确定这种颗粒的质量。因此，可以从二次离子确定特定的化学物质(例如SiO2或SiN)，并且DP 510、520、530或540可以在其表面的顺序溅射之后在晶圆上显示化学地层。

[0052] DP 510包括来自两个实验的结果。实验562表示在包括二氧化碳(CO2)但不包括氮气(N2)的等离子体后处理之后的晶圆上的SiO2或SiN的DP。另一方面，实验564表示在CO2/N2等离子体后处理(例如，如图4的430中所描述)之后晶圆上的SiO2或SiN的DP。两个实验揭示了晶圆的不同区域(例如第一区域552和第二区域554)中的SiO2或SiN的不同表现。在各种实施例中，区域552和554可以分别与图3的区域362和366相符。

[0053] 如DP 510中所示，实验562在第二区域554处产生氧化硅(SiO2)的峰值浓度水平(PCL)512。类似地，实验564在第二区域554处产生氧化硅(SiO2)的另一PCL 514。PCL 512和PCL 514都展示了氧化等离子体后处理已经被施加到第二区域554而不是第一区域552。此外，如DP 510所示，在第一区域552处没有氧化硅(SiO2)，这展示氧化等离子体被体膜衰减并且仅显示对直接暴露于处理的膜的顶部区域的影响。因此，至少第一区域552处的体膜组分不受处理的影响。

[0054] 此外，可以注意到，在第二区域554的最外表面处的SiO2的浓度已经处于可观察水平516(例如，与第一区域552处的SiO2的基本上为零的浓度相比)，这大体上可以证明氧化等离子体后处理功效。另外，PCL 514比PCL水平512大两倍或更多，这可以证明CO2/N2等离子体后处理的功效(特别是例如与没有N2的氧化等离子体后处理相比)。这种差异可能由在CO2/N2等离子体后处理中驱动更深入到晶圆的N2的功效引起。

[0055] 如DP 520中所示，实验562在第二区域554处产生SiO2的PCL 522。类似地，实验564在第二区域554处产生SiO2的PCL 524。与其在DP 510中的对应物相比，没有N2的实验562展示了晶圆的中心位置与边缘位置之间的氧化差异。然而，具有CO2/N2等离子体后处理的实验564展示了中心位置与边缘位置之间的氧化的一般均匀性。

[0056] 如DP 530所示，实验562和实验564两者都显示在第二区域554的最外表面534处的SiN的浓度在ES层中处于最低浓度水平。此后，SiN的浓度跨越第二区域554增加到围绕深度532的峰值水平，并且此后其变得基本上恒定。来自DP 530中的蚀刻停止层的最外表面534的增加的SiN浓度分布可以证明氧化等离子体后处理通常用于从第二区域554驱出光刻中毒化学物质(例如，胺，包括SiN)的功效，其接收氧化等离子体。因此，在随后的光刻处理期间，可以降低蚀刻停止层的中毒效应。

[0057] DP 540可以例示SiN从最外表面544被大量驱动到深度542的类似效果。结合DP 530和DP 510，可以显而易见的是，氧化等离子体后处理可以在例如第二区域554中的ES层的最外区域处，但不进一步深入到例如第一区域552的ES层中将SiN转化为SiO2。

[0058] 图6示意性地例示了根据一些实施例的可以包括具有如本文所描述的ES层(例如，图3的ES层370)的IC器件(例如，图3的IC器件300)的示例系统(例如，计算装置600)。计算装置600的部件可以被容纳在外壳(未示出)中。母板602可以包括多个部件，其包括但不限于处理器604和至少一个通信芯片606。处理器604可以物理地和电耦合到母板602。在一些实现方式中，至少一个通信芯片606还可以物理地和电耦合到母板602。在进一步的实现方式中，通信芯片606可以是处理器604的一部分。

[0059] 根据其应用，计算装置600可以包括其它部件，其可以或可以不物理地和电耦合到母板602。这些其它部件可以包括但不限于易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM))、闪存、图形处理器、数字信号处理器、密码处理器、芯片组、天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编码解码器、视频编码解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)装置、指南针、盖革计数器、加速度计、陀螺仪、扬声器、照相机和大容量存储装置(例如硬盘驱动器、压缩盘(CD)、数字多用盘(DVD)等)。

[0060] 通信芯片606可以实现用于向和从计算装置600传输数据的无线通信。术语“无线”及其派生词可以用于描述电路、装置、系统、方法、技术、通信信道等，其可以通过使用借助非固体介质的调制的电磁辐射来传送数据。该术语并不意味着相关联的装置不包含任何导线，尽管在一些实施例中它们可能不包括。通信芯片606可以实现多种无线标准或协议中的任何一种，包括但不限于电气和电子工程师协会标准，其包括Wi-Fi(IEEE802.11族)、IEEE802.16标准(例如，IEEE802.16-2005修正)、长期演进(LTE)项目以及任何修正、更新和/或修订(例如，高级LTE项目、超移动宽带(UMB)项目(也称为“3GPP2”)等)。IEEE 802.16兼容的宽带无线接入(BWA)网络通常被称为WiMAX网络，WiMAX网络是代表微波接入的全球互通性的首字母缩略词，WiMAX是通过针对IEEE 802.16标准的一致性和互操作性测试的产品的认证标记。通信芯片606可以根据全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、通用移动电信系统(UMTS)、高速分组接入(HSPA)、演进的HSPA(E-HSPA)或LTE网络。通信芯片606可以根据用于GSM演进的增强数据(EDGE)、GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)、通用陆地无线电接入网络(UTRAN)或演进UTRAN(E-UTRAN)来操作。通信芯片606可以根据码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、数字增强无绳电信(DECT)、演进数据优化(EV-DO)、其衍生物以及任何指定为3G、4G、5G及以上的其它无线协议。在其它实施例中，通信芯片606可以根据其它无线协议进行操作。

[0061] 计算装置600可以包括多个通信芯片606。例如，第一通信芯片606可以专用于诸如Wi-Fi和蓝牙的较短程无线通信，并且第二通信芯片606可以专用于诸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、EV-DO等的较长程无线通信。

[0062] 计算装置600的处理器604可以包括具有使用用于减少光刻中毒的CO2/N2等离子体后处理氧化的至少一个ES层(例如，图3的ES层370)的管芯(例如，图2的管芯210)。管芯210可以安装在封装组件中，封装组件安装在诸如母板602的电路板上。术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将电子数据转换成可以储存在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何设备或设备的一部分。

[0063] 通信芯片606还可以包括具有使用如本文所描述的用于减少光刻中毒的CO2/N2等离子体后处理氧化的至少一个ES层(例如，图3的ES层370)的管芯(例如，图2的管芯210)。在另外的实现方式中，容纳在计算设备600内的另一部件(例如，存储器装置或其它集成电路装置)还可以包含具有使用如本文所描述的用于减少光刻中毒的CO2/N2等离子体后处理氧化的至少一个ES层(例如，图3的ES层370)的管芯(例如，图2的管芯210)。

[0064] 在各种实现方式中，计算装置600可以是移动计算装置、膝上型计算机、上网本、笔记本、超级本、智能电话、平板、个人数字助理(PDA)、超移动PC、移动电话、台式计算机、服务器、打印机、扫描仪、监视器、机顶盒、娱乐控制单元、数字相机、便携式音乐播放器或数字视频记录器。在进一步的实现方式中，计算装置600可以是处理数据的任何其它电子装置。

[0065] 示例

[0066] 根据各种实施例，本公开内容描述了一种设备(例如，包括集成电路(IC)结构)。设备的示例1可以包括具有多个布线特征的电介质层；以及蚀刻停止层，其具有与电介质层耦合的第一界面区域和与第一界面区域相对设置的第二界面区域；其中，第一界面区域具有跨第一界面区域均匀分布的峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平，并且第二界面区域具有基本上为零的二氧化硅(SiO2)浓度水平。

[0067] 示例2可以包括示例1所述的设备，其中，峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平为至少3×1020原子/立方厘米。示例3可以包括示例1或2所述的设备，其中峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平为至少4×1020原子/立方厘米。示例4可以包括示例1-3中任一项所述的设备，其中在第二界面区域的最外表面处的SiN的浓度是蚀刻停止层中的SiN的最低浓度；并且其中，SiN的浓度在第二界面区域中增加到峰值水平，并且跨第一区域基本上恒定。

[0068] 示例5可以包括示例1-4中任一项所述的设备，其中第一界面区域和第二界面区域中的SiO2浓度水平的分布与通过包括来自第二界面区域的二氧化碳(CO2)的等离子体处理进行处理的蚀刻停止层一致。示例6可以包括示例1-5中任一项所述的设备，其中电介质层是第一电介质层，该设备还包括管芯或晶圆的半导体衬底，其中，第一电介质层设置在半导体衬底上；以及第二电介质层，该第二电介质层与第一电介质层的第二界面区域耦合。

[0069] 示例7可以包括示例1-6中任一项所述的设备，其中，第一界面区域和第二界面区域具有相同的厚度。示例8可以包括示例1-7中任一项所述的设备，其中，多个布线特征包括多个过孔和沟槽，并且其中，蚀刻停止层是具有碳化硅(SiC)的蚀刻停止层。

[0070] 根据各种实施例，本公开内容描述了一种方法(例如，制造IC结构的方法)。方法的示例9可以包括在电介质层中形成多个布线特征；在电介质层上方沉积蚀刻停止层；以及用包括二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的等离子体处理氧化蚀刻停止层。

[0071] 示例10可以包括示例9所述的方法，其中，形成多个布线特征包括：在双镶嵌工艺中形成多个过孔和沟槽。示例11可以包括示例9或10所述的方法，其中沉积蚀刻停止层：包括沉积碳化硅(SiC)。示例12可以包括示例9-11中任一项所述的方法，其中氧化蚀刻停止层包括：对于等离子体处理使用3：1至4：1之间的二氧化碳(CO2)与氮气(N2)的比率。示例13可以包括示例9-12中任一项所述的方法，其中氧化蚀刻停止层包括：仅在蚀刻停止层的最外区域将SiN转化为SiO2。示例14可以包括示例9-13中任一项所述的方法，其中氧化蚀刻停止层包括：仅在蚀刻停止层的一个表面处产生峰值SiO2浓度水平。

[0072] 示例15可以包括示例9-14中任一项所述的方法，其中氧化蚀刻停止层包括：产生从蚀刻停止层的表面增加的SiN浓度分布。示例16可以包括示例15所述的方法，其中SiN浓度分布达到峰值水平，并且在朝向蚀刻停止层的相对表面的方向上基本上保持峰值水平。示例17可以包括示例9-16中任一项所述的方法，其中氧化蚀刻停止层包括：在随后的光刻处理期间减小蚀刻停止层的中毒效应。实施例18可以包括示例9-17中任一项所述的方法，其中，氧化在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺中进行。示例19可以包括示例9-17中任一项所述的方法，其中，氧化在具有氢气(H2)的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺腔室中进行。

[0073] 示例20是具有指令的至少一个储存介质，该指令被配置为使设备响应于由设备执行指令来实现方法9-19的任何主题。示例21是用于制造集成电路(IC)结构的设备，其可以包括实现方法9-19的任何主题的模块。

[0074] 根据各种实施例，本公开内容描述了一种系统(例如，计算装置)。计算装置的示例22可以包括电路板；以及与电路板电耦合的管芯，管芯包括具有多个布线特征的电介质层；
以及蚀刻停止层，其具有与电介质层耦合的第一界面区域和与第一界面区域相对设置的第二界面区域；其中，第一界面区域和第二界面区域中的SiO2浓度水平的分布与通过包括来自第二界面区域的二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的等离子体处理进行处理的蚀刻停止层一致。

[0075] 示例23可以包括示例22的系统，其中，第一界面区域具有跨蚀刻停止层均匀分布的峰值二氧化硅(SiO2)浓度水平，并且第二界面区域具有基本上为零的二氧化硅(SiO2)浓度水平。示例24可以包括示例22或23的系统，其中，在第二界面区域的最外表面处的SiN的浓度是蚀刻停止层中的SiN的最低浓度；并且其中，SiN的浓度在第二区域中连续地增加到峰值水平，并且跨第一区域基本上恒定。示例25可以包括示例22-24中任一项所述的计算装置，其中，管芯是处理器；并且该系统是包括天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编码解码器、视频编码解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)装置、指南针、盖革计数器、加速度计、陀螺仪、扬声器和相机中的一个或多个的移动计算装置。

[0076] 各种实施例可以包括上文描述的实施例的任何适当的组合，其包括上文连接形式(和)描述(例如，“和”可以是“和/或”)的实施例的替代(或)实施例。此外，一些实施例可以包括具有储存在其上的指令的一个或多个制品(例如，非暂时性计算机可读介质)，当执行时导致任何上文描述的实施例的动作。此外，一些实施例可以包括具有用于执行上文描述的实施例的各种操作的任何适当的模块的设备或系统。

[0077] 所例示的实现方式的上文描述(包括摘要中描述的实现方式)并不旨在穷举或将本公开内容的实施方式限制为所公开的精确形式。虽然为了说明的目的本文描述了具体实现方式和示例，但是相关领域的技术人员将认识到，在本公开内容的范围内的各种等效修改是可能的。

[0078] 根据上文的详细描述，可以对本公开内容的实施例进行这些修改。在所附权利要求书中使用的术语不应被解释为将本公开内容的各种实施例限于说明书和权利要求书中公开的具体实施方式。相反，范围将完全由所附权利要求书确定，权利要求书将根据所确立的权利要求解释的原则来解释。

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