專(zhuān)利名稱(chēng)：一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造工藝，特別是涉及一種去除金屬層冗余金屬填充的制
造工藝ο
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸不斷縮小。進(jìn)入到130納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后，受到鋁的高電阻特性的限制，銅互連逐漸替代鋁互連成為金屬互連得主流。由于銅的干法刻蝕工藝不易實(shí)現(xiàn)，銅導(dǎo)線的制作方法不能像鋁導(dǎo)線那樣通過(guò)刻蝕金屬層而獲得?，F(xiàn)在廣泛采用的銅導(dǎo)線的制作方法是稱(chēng)作大馬士革工藝的鑲嵌技術(shù)。該工藝在硅片上首先沉積低k值介質(zhì)層，然后通過(guò)光刻和刻蝕在介質(zhì)層中形成金屬導(dǎo)線槽，繼續(xù)后續(xù)的金屬層沉積和金屬層化學(xué)機(jī)械研磨制成金屬導(dǎo)線。該工藝包括只制作金屬導(dǎo)線的單大馬士革工藝和同時(shí)制作接觸孔和金屬導(dǎo)線的雙大馬士革工藝。在大馬士革工藝中用到金屬層化學(xué)機(jī)械研磨最終形成鑲嵌在介質(zhì)層中的金屬導(dǎo)線。為了達(dá)到均勻的研磨效果，要求硅片上的金屬圖形密度盡可能均勻。而產(chǎn)品設(shè)計(jì)的金屬圖形密度常常不能滿足化學(xué)機(jī)械研磨均勻度要求。解決的方法是在版圖的空白區(qū)域填充冗余金屬來(lái)使版形密度均勻化。冗余金屬提高了圖形密度的均勻度，但是不可避免地引入了額外的金屬間的耦合電容。為了減少額外的耦合電容帶給器件的負(fù)面影響，在設(shè)計(jì)冗余金屬填充時(shí)要盡可能減少冗余金屬的填充數(shù)量。電容可以由下列公式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，其工藝步驟如下1)沉積低k值介質(zhì)層；2)在沉積的低k值介質(zhì)層上形成刻蝕阻擋層；3)完成光刻和刻蝕去除非冗余金屬區(qū)域的刻蝕阻擋層；4)再次沉積低k值介質(zhì)達(dá)到所需厚度的低k值介質(zhì)層；5)完成光刻和刻蝕形成通孔；6)再次光刻和刻蝕形成金屬導(dǎo)線槽和冗余金屬槽；7)進(jìn)行導(dǎo)線金屬、通孔金屬和冗余金屬的填充，完成金屬層沉積；8)對(duì)金屬層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨；9)繼續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨低k值介質(zhì)層和金屬混合層，進(jìn)一步去除冗余金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，所述所述的刻蝕阻擋層的材質(zhì)為碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭。
3.如權(quán)利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，所述所述的刻蝕阻擋層的厚度范圍在1納米至1000納米之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，所述的冗余金屬槽比金屬導(dǎo)線槽淺。
5.如權(quán)利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，在所述步驟(4 )完成后，在刻蝕阻擋層沉積硬掩模層，再完成光刻和刻蝕形成硬掩模金屬導(dǎo)線槽和硬掩模冗余金屬槽，進(jìn)行光刻和刻蝕形成通孔，繼續(xù)刻蝕，去除剩余硬掩模層，形成金屬導(dǎo)線槽和冗余金屬槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝。其工藝步驟如下1)沉積低k值介質(zhì)層；2)在沉積的低k值介質(zhì)層上形成刻蝕阻擋層；3)完成光刻和刻蝕去除非冗余金屬區(qū)域的刻蝕阻擋層；4)再次沉積低k值介質(zhì)達(dá)到所需厚度的低k值介質(zhì)層；5)完成光刻和刻蝕形成通孔；6)再次光刻和刻蝕形成金屬導(dǎo)線槽和冗余金屬槽；7)進(jìn)行導(dǎo)線金屬、通孔金屬和冗余金屬的填充，完成金屬層沉積；8)對(duì)金屬層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨；9)繼續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨低k值介質(zhì)層和金屬混合層，進(jìn)一步去除冗余金屬。本方法通過(guò)一種在制作單大馬士革和雙大馬士革金屬互連中利用化學(xué)機(jī)械研磨進(jìn)一步去除冗余金屬的工藝，可以有效地減少或消除冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，非常適于實(shí)用。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102456615SQ20111028510
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者戴韞青, 毛智彪, 王劍, 胡友存 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司