專利名稱：一種頂層金屬的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種頂層金屬的形成方法。在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造エ藝中，頂層金屬(Top Metal)是不可缺少的一部分，通常業(yè)內(nèi)所需的頂層金屬厚度不會超過4um，但是隨著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，對電感器件的要求逐步提高，也就是需要有著更優(yōu)的品質(zhì)因數(shù)Q值，由于降低頂層金屬的電阻率可以提高Q值，而降低頂層金屬的電阻率一般采用頂層金屬加厚來達到，所以越來越多的廠家對頂層金屬的厚度做出了較高的要求，甚至?xí)筮_到IOum厚的頂層金屬。頂層金屬在形成過程中，會不可避免的產(chǎn)生紋路，同時由于厚度的増加，透光度大大降低，這又給光刻エ藝帶來麻煩，使得對準(alignment)會出現(xiàn)較大誤差，即所謂的失準(mis-alignment),這嚴重的會影響產(chǎn)品質(zhì)量,甚至引起報廢。另ー方面，考慮到頂層金屬在鈍化(passivation)后，需要制作焊墊，引線等，通常是要采用光刻エ藝，常規(guī)使用的光阻(PR)可到4. 9um的厚度，這對4um及以下厚度的頂層金屬的形成是可接受的。然而，考慮到光阻的性質(zhì)，其不能夠堆積任意的厚度，比如對于所需要的6um后的頂層金屬，常規(guī)エ藝和常規(guī)光阻是不可能滿足需要的。即頂層金屬與其周圍膜層形成臺階差，這個臺階差的高度隨著頂層金屬厚度的増加而變大，在達到一定程度之后，其臺階差的高度已經(jīng)超過了常規(guī)光阻所能累起的高度，導(dǎo)致光阻不能夠完全的覆蓋。為了解決上述問題，業(yè)內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)出了相應(yīng)的光阻，但是使用這類光阻要面臨的是較大的資金購買和對設(shè)備的相應(yīng)優(yōu)化和清洗，無疑大大的増加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是采用常規(guī)光阻實現(xiàn)6um以上頂層金屬的形成并解決由于厚度和金屬紋路干擾而引起的失準問題為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種頂層金屬的形成方法，包括提供襯底，所述襯底上具有金屬連線區(qū)；在所述襯底上形成阻擋層，所述阻擋層暴露出所述金屬連線區(qū)；形成金屬層，所述金屬層包括覆蓋所述金屬連線區(qū)的第一區(qū)金屬層，及覆蓋所述阻擋層的第二區(qū)金屬層，其中，第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面；形成第一光阻層，所述第一光阻層覆蓋所述第一區(qū)金屬層及第二區(qū)金屬層；基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，對所述第一光阻層進行光刻；以光刻后的第一光阻層為掩膜，刻蝕第二區(qū)金屬層，形成頂層金屬。進ー步的，對于所述頂層金屬的形成方法，在形成頂層金屬之后，還包括如下步驟移除光刻后的第一光阻層；
形成鈍化層，所述鈍化層覆蓋頂層金屬和阻擋層；形成第二光阻層，所述第二光阻層覆蓋所述鈍化層；
進ー步的，對于所述頂層金屬的形成方法，所述第二光阻層的厚度為小于5um。進ー步的，對于所述頂層金屬的形成方法，所述阻擋層厚度為2 6um。進ー步的，對于所述頂層金屬的形成方法，所述金屬連線區(qū)包括多個鎢通道及多個鎢通道之間的金屬絕緣層。進ー步的，對于所述頂層金屬的形成方法，所述阻擋層的材料為ニ氧化硅和/或
氮化硅。進ー步的，對于所述頂層金屬的形成方法，所述頂層金屬的厚度為大于6um。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的頂層金屬的形成方法，由于先形成ー層阻擋層，使得臺階差變小，從而使得后續(xù)形成的光阻能夠完全覆蓋器件表面。另ー方面，基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，使得對準過程不會由于金屬紋路和厚度増加所導(dǎo)致的透光性變差而受到影響，避免了質(zhì)量上可能出現(xiàn)的缺陷。


圖I為本發(fā)明實施例的頂層金屬的形成方法的流程示意圖；圖2 圖10為本發(fā)明實施例的頂層金屬的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明頂層金屬的形成方法作進ー步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。請參考圖1，其為本發(fā)明實施例的頂層金屬的形成方法的流程示意圖。如圖I所示，所述頂層金屬的形成方法包括如下步驟步驟S101，提供襯底，所述襯底上具有金屬連線區(qū)；步驟S102，在所述襯底上形成阻擋層，所述阻擋層暴露出所述金屬連線區(qū)；步驟S103，形成金屬層，所述金屬層包括覆蓋所述金屬連線區(qū)的第一區(qū)金屬層，及覆蓋所述阻擋層的第二區(qū)金屬層，其中，第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面；步驟S104，形成第一光阻層，所述第一光阻層覆蓋所述第一區(qū)金屬層及第二區(qū)金屬層；步驟S105，基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，對所述第一光阻層進行光刻；步驟S106，以光刻后的第一光阻層為掩膜，刻蝕第二區(qū)金屬層，形成頂層金屬。接著，請參考圖I和圖2 圖10，其為本發(fā)明實施例的頂層金屬的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，提供襯底20，所述襯底20上具有金屬連線區(qū)23。具體的，所述襯底20包括基底21，及形成于所述基底21上的金屬絕緣層22，所述金屬絕緣層22內(nèi)形 成有鎢通道24，相鄰的多個鎢通道24及之間的金屬絕緣層22構(gòu)成金屬連線區(qū)23。
請參考圖3，形成阻擋層31，所述阻擋層31覆蓋所述襯底20，即在金屬絕緣層22和鎢通道24上形成阻擋層31，所述阻擋層31可以是ニ氧化硅(SiO2),氮化硅(SiN)或者其他絕緣性材料，所示阻擋層31的厚度為2 6um。如圖4所示，所述阻擋層31上形成圖案化的光阻層41，其中，所述圖案化的光阻層41為負光阻，所述圖案化的光阻層41的厚度為10000 20000埃，圖案化的光阻層41中具有通孔42，露出阻擋層31。
請參考圖5，刻蝕所述阻擋層31，形成通孔51，所述通孔51的寬度能夠達到暴露出下方金屬連線區(qū)23。同時，移除掉阻擋層31上的圖案化的光阻層41。優(yōu)選的，在上述步驟中還進行臨界尺寸高寬比(CD Aspect Ratio)的測量，使得臨界尺寸高寬比大于等于2 1，以達到較好的エ藝效果。請參考圖6，在所述阻擋層31和金屬連線區(qū)23上形成金屬層60，所述金屬層60包括覆蓋所述金屬連線區(qū)23的第一區(qū)金屬層62及覆蓋所述阻擋層31的第二區(qū)金屬層61，其中，第一區(qū)金屬層62的表面低于第二區(qū)金屬層61的表面，即金屬層60具有凹槽63,所述凹槽63將極大的解決6um以上金屬層可能出現(xiàn)的對準問題，這將在下面結(jié)合圖7進行詳細說明。請參考圖7，在金屬層上形成第一光阻層71，進行光刻エ藝，其光刻時顯然是需要對準，然而通常來說，金屬在形成時會具有紋路，從而會對光刻エ藝中的對準產(chǎn)生干擾，此夕卜，隨著金屬層60厚度的増加，透光度大大降低，此時就很容易出現(xiàn)誤對準和/或無法對準的問題，本發(fā)明則解決了此問題。具體的，基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，即根據(jù)金屬層60上的凹槽63作為光刻的對準參照物(類似于alignmark的功能)，進行光刻對準，然后對所述第一光阻層進行光刻エ藝。由于上述通孔41的準確性是可保證的，而金屬層60也是均勻形成，故所述凹槽63也是具有相當?shù)臏蚀_性，從而可以作為對準的依據(jù)。在實際生產(chǎn)中，硅片上有著多個如圖7所示的凹槽63，這些規(guī)則排列的凹槽63在光刻エ藝中確保了對準過程的準確性，避免了誤對準和/或無法對準的問題，確保了良率。請參考圖8，經(jīng)光刻エ藝后去除了第二區(qū)金屬層61上的第一光阻層，保留第一區(qū)金屬層61上的第一光阻層71'。請參考圖9，以光刻后的第一光阻層為掩膜，刻蝕去除第二區(qū)金屬層，形成頂層金屬60'，當然，在形成頂層金屬60'之后，便可移除第一區(qū)金屬層上的第一光阻層。接著，繼續(xù)參考圖9，形成鈍化層91，所述鈍化層91覆蓋頂層金屬60'和阻擋層31，其中，所示鈍化層91可以為ニ氧化硅、氮化硅或者二者結(jié)合，其他具有相似性質(zhì)的材料亦可。此時，由于阻擋層31的存在，使得頂層金屬60'與周圍膜層(在此，即為阻擋層31)之間的臺階差縮小了。請參考圖10，鈍化工藝后，接著可對頂層金屬進行引線等，此時，先需要進行光刻エ藝，由上述分析可知，由于臺階差縮小了，通常最大只有4um，此厚度顯然在常規(guī)光阻所能覆蓋的范圍內(nèi)，則將第二光阻層101覆蓋于鈍化層91之上，此時不會出現(xiàn)鈍化層91 (頂層金屬60')暴露在外的情況，后續(xù)エ藝也可順利進行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的頂層金屬的形成方法，由于先形成ー層阻擋層，使得臺階差變小，從而使得后續(xù)形成的光阻能夠完全覆蓋器件表面。
另一方面，由于金屬層是均勻形成的，可以基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，即根據(jù)金屬層上的凹槽作為光刻的對準參照物，從而使得對準過程不會由于金屬紋路和厚度增加所導(dǎo)致的透光性變差而收到影響，避免了質(zhì)量上可能出現(xiàn)的缺陷。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣 ，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種頂層金屬的形成方法，其特征在于，包括 提供襯底，所述襯底上具有金屬連線區(qū)； 在所述襯底上形成阻擋層，所述阻擋層暴露出所述金屬連線區(qū)； 形成金屬層，所述金屬層包括覆蓋所述金屬連線區(qū)的第一區(qū)金屬層，及覆蓋所述阻擋層的第二區(qū)金屬層，其中，第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面； 形成第一光阻層，所述第一光阻層覆蓋所述第一區(qū)金屬層及第二區(qū)金屬層； 基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，對所述第一光阻層進行光刻； 以光刻后的第一光阻層為掩膜，刻蝕第二區(qū)金屬層，形成頂層金屬。
2.如權(quán)利要求I所述的頂層金屬的形成方法，其特征在于，在形成頂層金屬之后，還包括如下步驟 移除光刻后的第一光阻層； 形成鈍化層，所述鈍化層覆蓋頂層金屬和阻擋層； 形成第二光阻層，所述第二光阻層覆蓋所述鈍化層。
3.如權(quán)利要求2所述的頂層金屬的形成方法，其特征在于，所述第二光阻層的厚度為小于5um。
4.如權(quán)利要求I所述的頂層金屬的形成方法，其特征在于，所述阻擋層厚度為2 6um0
5.如權(quán)利要求I所述的頂層金屬的形成方法，其特征在于，所述金屬連線區(qū)包括多個鎢通道及多個鎢通道之間的金屬絕緣層。
6.如權(quán)利要求I所述的頂層金屬的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為ニ氧化硅和/或氮化硅。
7.如權(quán)利要求I所述的頂層金屬的形成方法，其特征在于，所述頂層金屬的厚度為大亍 6 um o
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頂層金屬的形成方法，在具有鎢通道的金屬絕緣層上形成一層阻擋層，刻蝕阻擋層形成通孔，形成金屬層，使得臺階差變小，從而使得后續(xù)形成的光阻能夠完全覆蓋器件表面，解決了傳統(tǒng)工藝和傳統(tǒng)光阻無法實現(xiàn)的問題。另一方面，基于第一區(qū)金屬層的表面低于第二區(qū)金屬層的表面進行光刻對準，使得對準過程不會由于金屬紋路和厚度增加所導(dǎo)致的透光性變差而受到影響，避免了質(zhì)量上可能出現(xiàn)的缺陷。
文檔編號H01L21/60GK102610536SQ201210093520
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者鐘政, 顧以理 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司