專利名稱：解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺 陷的方法及結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過程中，包括前段制造工藝和后段制造工藝。其中，前段制造工 藝包括在半導(dǎo)體器件襯底上形成源漏極和柵極，稱為形成半導(dǎo)體器件層；后段工藝包括在 半導(dǎo)體器件層上形成金屬互連層等后續(xù)工藝。在后段工藝中，需要對半導(dǎo)體器件進(jìn)行金屬化，金屬化是半導(dǎo)體器件制造過程中 在介質(zhì)層上沉積金屬薄膜及隨后刻印圖形以便形成互連金屬線和半導(dǎo)體器件的金屬層過 程。最后，在次頂層金屬層上形成介質(zhì)層后，在晶圓頂部形成鉭層，光刻和刻蝕后作為金屬 電容的上極板。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖，具體為在晶圓襯底中具有有源區(qū) (AA)，在AA上具有柵極，柵極通過金屬互連線1和金屬層1連接，金屬層1通過金屬互連線 2和金屬層2連接，金屬層2通過金屬互連線3和金屬層3連接，金屬層3通過金屬互連線 3和金屬層4連接，金屬層4通過金屬互連線4和金屬層5連接。其中，在制作金屬層1和金屬互連線1時(shí)，采用的方法為在晶圓襯底和柵極表面 沉積介質(zhì)層(可以為氧化硅層)后，采用光刻和刻蝕技術(shù)在柵極上表面形成通孔和溝槽，用 金屬填充該通孔和溝槽并拋光后，形成金屬互連線1和金屬層1。在制作其他金屬層和金屬 互連層時(shí)，采用的方法為在下方的金屬互連層及介質(zhì)層表面沉積介質(zhì)層(可以為氧化硅 層)后，采用光刻技術(shù)在柵極上表面形成通孔和溝槽，用金屬填充該通孔和溝槽并拋光后， 形成當(dāng)前的金屬互連線和當(dāng)前的金屬層。圖1形成金屬層5后，在金屬層5表面上沉積一層介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以為氮化硅 層，厚度比較薄，數(shù)量級為幾十埃至幾百埃，然后沉積鉭層后，采用光刻技術(shù)圖案化鉭層，按 照圖案化的鉭層刻蝕掉晶圓非邊緣區(qū)域的不需要制作電容結(jié)構(gòu)的鉭層后，再沉積頂部介質(zhì) 層，用于進(jìn)行頂部通孔的光刻和刻蝕過程。圖1中的頂部通孔一般和金屬層5接觸，用于填充金屬后，作為金屬引線電連接作 為半導(dǎo)體器件下極板的金屬層5，晶圓邊緣未刻蝕掉的鉭層作為上極板。在具體實(shí)現(xiàn)上，金屬層的數(shù)目可能不是5層，而是3層或4層或其他各數(shù)級層，但 是制作方法都和圖1相似，在制作每一層金屬層和金屬互連線時(shí)，所采用的金屬可以為銅 或鋁，在采用銅時(shí)，使用大馬士革方式制作。圖1在采用光刻技術(shù)圖案化鉭層時(shí)，常常采用的為部分晶圓邊緣光刻技術(shù)，也就 是不對晶圓邊緣進(jìn)行光刻，留下晶圓邊緣所有的鉭層。這是因?yàn)?，在制作該半?dǎo)體器件時(shí)， AA、柵極。金屬互連線及金屬層的制作都需要采用光刻技術(shù)。在當(dāng)前層采用光刻技術(shù)時(shí)，需 要下層的晶圓邊緣具有對準(zhǔn)標(biāo)記，也就是在下層的晶圓邊緣具有溝槽，以便對準(zhǔn)后進(jìn)行光 刻。在光刻后，再在當(dāng)前層形成對應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)記，以備在制作上層時(shí)的刻蝕步驟。如果在此過程中對晶圓邊緣部分進(jìn)行光刻和刻蝕，就會使得下層的對準(zhǔn)標(biāo)記損壞，無法在當(dāng)前層形 成對應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)記，這就會導(dǎo)致在制作上層時(shí)無法對準(zhǔn)進(jìn)行光刻。因此，采用部分晶圓邊緣 光刻技術(shù)，在每一層制作時(shí)，都在圖案化過程中對晶圓邊緣使用遮光技術(shù)不對晶圓邊緣進(jìn) 行光刻和刻蝕，保留下層的對準(zhǔn)標(biāo)記，以在當(dāng)前層形成對準(zhǔn)標(biāo)記，但該遮光技術(shù)有一定精度 限制，會造成各層邊緣不齊。但是，按照上述過程制作半導(dǎo)體器件，會存在放電缺陷。這是因?yàn)椋诰A邊緣的 鉭層和次頂層金屬層在垂直方向上出現(xiàn)邊緣相切，如圖1所示，鉭層和金屬層在垂直方向 上有位置的重疊，之間僅僅隔著一層薄薄的且面積很小的介質(zhì)層，形成了電容結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行 頂部通孔刻蝕過程中，刻蝕到鉭層時(shí)，就會使得鉭層帶大量電荷，擊穿該電容結(jié)構(gòu)，大量電 子轉(zhuǎn)移到金屬層5，再沿著金屬層5、金屬互連線5、金屬層4、金屬互連線4、金屬層3、金屬 互連線3、金屬層2、金屬互連線2、金屬層1、金屬互連線1及柵極后，通過晶圓的卡盤地線 導(dǎo)出，過程中產(chǎn)生大量熱量導(dǎo)致金屬熔融，另外放電時(shí)通過柵極釋放的高電壓還同時(shí)導(dǎo)致 柵極擊穿。這使得最終制作的半導(dǎo)體被破壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的方法，該方 法能夠防止半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷，提高最終制作的半導(dǎo)體器件的性能。本發(fā)明還提供一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠防 止半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷，提高最終制作的半導(dǎo)體器件的性能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的方法，在晶圓襯底上形成有源區(qū)及 柵極，柵極通過金屬互連線與底層金屬層連接，底層金屬互連層和中間金屬層通過金屬互 連線連接，中間金屬層和頂層金屬層之間通過金屬互連線連接，在頂層金屬層形成金屬電 容介質(zhì)層，在該層介質(zhì)層頂層形成鉭層后，該方法還包括采用光刻技術(shù)圖案化鉭層，使得晶圓邊緣的鉭層也被光刻，圖案化的鉭層和頂層 金屬層在垂直方向上不出現(xiàn)邊緣相切；按照圖案化的鉭層，進(jìn)行刻蝕，得到所述金屬電容的上極板；沉積頂層介質(zhì)層后，采用光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)在頂層介質(zhì)層上制作頂部通孔。所述中間金屬層有多層，之間通過金屬互連線連接。一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的結(jié)構(gòu)，在晶圓襯底上具有有源區(qū)及 柵極，柵極通過金屬互連線與底層金屬層連接，底層金屬互連層和中間金屬層通過金屬互 連線連接，中間金屬層和頂層金屬層之間通過金屬互連線連接，在頂層金屬層具有金屬電 容介質(zhì)層，在該層介質(zhì)層上具有鉭層，在鉭層上方具有頂層介質(zhì)層，頂層介質(zhì)層中具有用于 電連接頂層金屬層的頂層通孔，所述鉭層和頂層金屬層在垂直方向上不出現(xiàn)相切位置。所述中間金屬層有多層，之間通過金屬互連線連接。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的方法及結(jié)構(gòu)，在次頂層介質(zhì)層上形成作為上 極板的鉭層時(shí)，采用全部晶圓邊緣光刻技術(shù)，即對晶圓邊緣進(jìn)行光刻，形成作為上極板的鉭 層，所形成的鉭層和金屬電容介質(zhì)層下的頂層金屬層在垂直方向上不出現(xiàn)相切位置，不會 使得所形成的鉭層、金屬電容介質(zhì)層和次頂層金屬層之間形成電容結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行頂部通孔過程中，刻蝕到鉭層時(shí)，鉭層中的電子也不會轉(zhuǎn)移到次頂層金屬層中，更加不會沿著次頂層 金屬互連線、中間金屬層、中間金屬互連線及柵極后，通過晶圓的卡盤地線導(dǎo)出。因此，本發(fā) 明提供的方法及結(jié)構(gòu)防止了半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷，提高最終制作的半導(dǎo)體 器件的性能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的制作方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。從現(xiàn)有技術(shù)可以看出，造成半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷的原因?yàn)橄聦?金屬層和鉭層在垂直方法上出現(xiàn)邊緣相切，因此形成了作為下極板的金屬層-介質(zhì)層-作 為上極板的鉭層構(gòu)成的電容結(jié)構(gòu)，在刻蝕頂層通孔的過程中，就會使得貯存在鉭層的電子 擊穿該電容結(jié)構(gòu)后，沿著中間金屬層及金屬互連線、柵極及AA，通過晶圓的卡盤地線導(dǎo)出， 出現(xiàn)放電缺陷。為了克服這個(gè)問題，本發(fā)明采用的方法及結(jié)構(gòu)為在次頂層介質(zhì)層上形成作為上 極板的鉭層時(shí)，采用全部晶圓邊緣光刻技術(shù)，即對晶圓邊緣進(jìn)行光刻，再刻蝕后，形成作為 上級板的鉭層，所形成的鉭層和次頂層介質(zhì)層下的次頂層金屬層在垂直方向上不出現(xiàn)相切 位置。這樣，就不會使得所形成的鉭層、次頂層介質(zhì)層和頂層金屬層之間形成電容結(jié)構(gòu)，在 進(jìn)行頂部通孔過程中，刻蝕到鉭層時(shí)，鉭層中的電子也不會轉(zhuǎn)移到次頂層金屬層中，更加不 會沿著次頂層金屬互連線、中間金屬層、中間金屬互連線及柵極后，通過晶圓的卡盤地線導(dǎo) 出。因此，本發(fā)明提供的方法及結(jié)構(gòu)防止了半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷，提高最終 制作的半導(dǎo)體器件的性能。采用本發(fā)明提供的方法及結(jié)構(gòu)，雖然在對晶圓邊緣進(jìn)行光刻時(shí)，再刻蝕后，有很大 可能會損傷下層的晶圓邊緣的對準(zhǔn)標(biāo)記，但是，由于在制作次頂層金屬時(shí)同時(shí)在晶圓的其 他位置制作新的對準(zhǔn)標(biāo)記，只需要制作頂部通孔和頂層金屬層時(shí)對準(zhǔn)次頂層的新對準(zhǔn)標(biāo)記 即可，而可以不再應(yīng)用晶圓邊緣的準(zhǔn)標(biāo)記，因此，不會對光刻產(chǎn)生影響。這樣，就可以保證制 作頂部通孔位置正確的情況下，防止半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷。結(jié)合圖2本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖，采用圖3所示的半導(dǎo)體器件的 制作方法流程圖，進(jìn)行詳細(xì)介紹。假設(shè)該半導(dǎo)體器件的金屬層有5層，頂層金屬互連層為金屬層5，朝晶圓襯底的方 向，依次為金屬層4、金屬層3、金屬層2及金屬層1，金屬層之間通過金屬互連線連接。金屬 層1通過金屬互連線和柵極進(jìn)行電連接。在晶圓襯底上已經(jīng)形成了 AA及柵極，形成的過程 和現(xiàn)有技術(shù)相同。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件的金屬層可以為銅層或鋁層，這里不限制。該方法具體步驟為
步驟301、在金屬層5上沉積金屬電容介質(zhì)層；在本步驟中，該次頂層介質(zhì)層的厚度數(shù)量級為幾十埃至幾百埃，比較?。徊襟E302、在金屬電容介質(zhì)層上沉積鉭層；步驟303、采用全部晶圓邊緣光刻技術(shù)，刻蝕鉭層，使得晶圓邊緣的鉭層也被光刻， 圖案化的鉭層和頂層金屬層在垂直方向上不出現(xiàn)相切位置；步驟304、按照圖案化的鉭層，進(jìn)行刻蝕，得到作為半導(dǎo)體器件的上極板的被刻蝕 后的鉭層；步驟305、沉積頂層介質(zhì)層后，采用光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)在頂層介質(zhì)層上制作頂部 通孑L。在本步驟中，頂部通孔用于實(shí)現(xiàn)對金屬層5的電連接。以上舉較佳實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所 應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的方法，在晶圓襯底上形成有源區(qū)及柵 極，柵極通過金屬互連線與底層金屬層連接，底層金屬互連層和中間金屬層通過金屬互連 線連接，中間金屬層和頂層金屬層之間通過金屬互連線連接，在次頂層金屬層形成金屬電 容介質(zhì)層，在該層介質(zhì)層頂部形成鉭層后，其特征在于，該方法還包括采用光刻技術(shù)圖案化鉭層，使得晶圓邊緣的鉭層也被光刻，圖案化的鉭層和頂層金屬 層在垂直方向上不出現(xiàn)邊緣相切位置；按照圖案化的鉭層，進(jìn)行刻蝕，得到所述半導(dǎo)體器件的上極板；沉積頂層介質(zhì)層后，采用光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)在頂層介質(zhì)層上制作頂部通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中間金屬層有多層，之間通過金屬互連 線連接。
3.一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的結(jié)構(gòu)，在晶圓襯底上具有有源區(qū)及柵 極，柵極通過金屬互連線與底層金屬層連接，底層金屬互連層和中間金屬層通過金屬互連 線連接，中間金屬層和頂層金屬層之間通過金屬互連線連接，在次頂層金屬層具有金屬電 容介質(zhì)層，在該層介質(zhì)層上具有鉭層，在鉭層上方具有頂層介質(zhì)層，頂層介質(zhì)層中具有用于 電連接頂層金屬層的頂層通孔，其特征在于，所述鉭層和頂層金屬層在垂直方向上不出現(xiàn) 邊緣相切位置。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中間金屬層有多層，之間通過金屬互連 線連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種解決半導(dǎo)體器件在制作過程中放電缺陷的方法，在晶圓襯底上形成有源區(qū)及柵極，柵極通過金屬互連線與底層金屬層連接，底層金屬互連層和中間金屬層通過金屬互連線連接，中間金屬層和頂層金屬層之間通過金屬互連線連接，在次頂層金屬層形成金屬電容介質(zhì)層，在該介質(zhì)層頂部形成鉭層后，采用光刻技術(shù)圖案化鉭層，使得晶圓邊緣的鉭層也被光刻，圖案化的鉭層和次頂層金屬層在垂直方向上不出現(xiàn)邊緣相切位置；按照圖案化的鉭層，進(jìn)行刻蝕，得到所述半導(dǎo)體器件的上極板；沉積頂層介質(zhì)層后，采用光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)在頂層介質(zhì)層上制作頂部通孔。本發(fā)明防止了半導(dǎo)體器件在制作過程中的放電缺陷，提高最終制作的半導(dǎo)體器件的性能。
文檔編號H01L21/768GK102110638SQ20091020098
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者葉菁 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司