[發(fā)明專利]鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610147323.9
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101202231A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉乒;馬擎天;趙林林
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/768;G03F7/36
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝線寬的日益減小，業(yè)界選用銅代替鋁作為后段的互連材料，相應(yīng)的選用低介電常數(shù)材料作為絕緣材料，由于銅難以刻蝕且極易擴(kuò)散，業(yè)界引入鑲嵌工藝，克服難以刻蝕的缺點，并引入阻擋層阻擋銅在低介電常數(shù)材料中的擴(kuò)散。專利申請?zhí)枮?2106882.8的中國專利公開了一種鑲嵌工藝，圖1至圖4為所述公開的鑲嵌工藝的制造方法剖面示意圖。

如圖1所示，提供一具有金屬導(dǎo)線層的基底100，所述金屬導(dǎo)線層材質(zhì)可以是銅。在所述基底100上形成第一介質(zhì)層102，所述第一介質(zhì)層102用于覆蓋基底100中的金屬導(dǎo)線層的銅表面，以避免所述銅表面曝露于空氣中或其它腐蝕性化學(xué)制程中，其形成的方法為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)，其厚度為30至100nm。

在所述第一介質(zhì)層102上形成第二介質(zhì)層104，所述第二介質(zhì)層104為低介電常數(shù)材料。在所述第二介質(zhì)層104上形成一抗反射層106，所述抗反射層106可以是有機(jī)或無機(jī)材料。在所述抗反射層106上形成一光刻膠層108，通過曝光顯影形成連接孔開口圖案110。

如圖2所示，以所述光刻膠層108為罩幕，通過刻蝕將所述連接孔開口圖案110轉(zhuǎn)移到所述第二介質(zhì)層104中形成連接孔110a，所述連接孔110a底部露出所述第一介質(zhì)層102表面。

如圖3所示，通過灰化和濕法清洗去除所述光刻膠層108和抗反射層106。

在所述連接孔110a中和第二介質(zhì)層104上旋涂光刻膠并形成溝槽圖案，然后通過刻蝕將所述溝槽圖案轉(zhuǎn)移到所述第二介質(zhì)層104中，形成如圖4所示的溝槽112。如圖5所示，通過刻蝕移除所述連接孔110a底部的第一介質(zhì)層102。并去除所述形成有溝槽圖案的光刻膠。

在所述溝槽112和連接孔110a中填充導(dǎo)電材料例如銅即形成銅鑲嵌結(jié)構(gòu)。

上述鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造工藝中，包含有兩步去除光刻膠的步驟，即在形成所述連接孔110a后和形成所述溝槽112后。去除光刻膠的方法為灰化和濕法清洗，其主要步驟為：首先對所述半導(dǎo)體基底表面的光刻膠進(jìn)行第一步等離子體灰化，等離子體氣體為氧氣，并添加輔助氣體氬氣，其中氧氣流量為200sccm，氬氣的流量為500sccm，產(chǎn)生所述等離子體的射頻源功率為300w，環(huán)境壓力為20mT，等離子體灰化的時間為10s；接著對所述半導(dǎo)體基底表面的光刻膠進(jìn)行第二步等離子體灰化，本步驟中等離子體氣體為氧氣，流量為400sccm，射頻源功率為300w，環(huán)境壓力為15mT，時間為20s；然后，用濃硫酸和雙氧水的混合溶液進(jìn)行濕法清洗，以去除光刻膠的殘渣。

在銅作為互連金屬的鑲嵌結(jié)構(gòu)中，介質(zhì)層為低介電常數(shù)的材料，其硬度相對較小，在用上述方法去處光刻膠過程中，等離子體的離子轟擊會對金屬間介質(zhì)層造成損傷，從而造成所述金屬間介質(zhì)層的擊穿電壓降低，器件的穩(wěn)定性下降。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法，以解決現(xiàn)有鑲嵌結(jié)構(gòu)制造工藝中在去除光刻膠時造成介質(zhì)層損傷的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：提供一半導(dǎo)體基底；在所述半導(dǎo)體基底上形成介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層上旋涂光刻膠層，并圖形化形成開口圖案；刻蝕所述開口圖案底部的介質(zhì)層，在所述介質(zhì)層中形成開口；通過氧氣等離子體灰化去除所述光刻膠層。

產(chǎn)生所述氧氣等離子體的氧氣的流量為400至800sccm。

產(chǎn)生所述氧氣等離子體的射頻源功率為200至400W，偏置功率為300至500W。

所述氧氣等離子體環(huán)境的壓力為10至30mT。

所述氧氣等離子體灰化的時間為10至30s。

該方法還包括用氫氟酸、氨水和極性有機(jī)溶劑的混合溶液進(jìn)行濕法清洗的步驟。

所述介質(zhì)層為氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、黑鉆石中的一種或其組合。

該方法進(jìn)一步包括：在旋涂光刻膠之前在所述介質(zhì)層上形成抗反射層。

該方法進(jìn)一步包括：在所述開口中填充金屬材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：