[發(fā)明專利]金屬互連結構的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710094317.6
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101452876A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 陳華倫;羅嘯;陳雄斌;熊濤;陳瑜
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發(fā)明涉及一種金屬互連結構的制備方法。

背景技術

在半導體器件制造過程中，后段制程是指利用金屬連線以及金屬連線層間的互連導線將各個晶體管按照布線要求連接起來，進而實現設計的功能，上述金屬連線和金屬連線層間的互連導線稱謂金屬互連結構。在現在通用的鋁制程里，金屬互連結構是通過Al導線和Al導線層間用于連接兩層Al導線的通孔(Via)層來實現的，而通孔層的金屬一般采用填充性能較好的鎢(W)，同時還需要用Ti層和TiN層來將鎢包裹以實現隔離和較好的層與層之間的粘附性。在這個流程里，除了需要淀積Al和W之外，還需要淀積Ti和TiN，以及兩次CMP工藝，其具體工藝流程為：

(1)在第一層介質層(可為二氧化硅層)上依次淀積Ti、TiN、Al、Ti和TiN層(見圖1)，有時為了金屬層的光刻的需要，還可以再淀積一個抗反射層；

(2)用光刻膠定義出金屬連線圖案(見圖2)；

(3)依次刻蝕TiN、Ti、Al、Ti和TiN層，形成金屬連線(見圖3)；

(4)第二層介質層(可為二氧化硅層)淀積(見圖4)；

(5)CMP研磨，平整化第二層介質層(見圖5)；

(6)再淀積第三層介質層(見圖6)；

(7)用光刻膠定義出通孔(Via)圖案(見圖7)；

(8)刻蝕第三層介質層至金屬連線表面，形成通孔(見圖8)；

(9)在通孔內依次淀積Ti和TiN層，分別作接觸層和金屬阻擋層，再用鎢W填充通孔，最后CMP研磨鎢至第三層介質層表面(見圖9)。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種金屬互連結構的制備方法，其能簡化金屬互連結構的制備流程，降低生產成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的金屬互連結構的制備方法，包括如下步驟：

(1)在第一層介質層上淀積Ti層和TiN層，接著淀積金屬層，所述金屬層的厚度等于金屬連線的厚度和金屬層間互連導線的厚度之和；

(2)用光刻膠光刻，定義出金屬連線的圖案；

(3)依次刻蝕金屬層、TiN層和Ti層至第一層介質層表面，形成金屬連線；

(4)用光刻膠光刻，使光刻膠覆蓋在金屬層間互連導線(類似普通方法的Al層間互連的鎢)的位置處的金屬層上；

(5)刻蝕沒有被光刻膠覆蓋的金屬層，所述刻蝕深度為金屬層間互連導線的厚度，使該部分形成金屬連線，而被光刻膠覆蓋的金屬層部分形成金屬層間互連導線；

(6)淀積第二層介質層；

(7)用CMP法研磨第二層介質層至金屬層間互連導線表面。

本發(fā)明還提供了一種金屬互連結構的制備方法，包括如下步驟：

(1)在第一層介質層上淀積Ti層和TiN層，接著淀積金屬層，所述金屬層的厚度等于金屬連線的厚度和金屬層間互連導線的厚度之和；

(2)用光刻膠光刻，使光刻膠覆蓋在所述金屬層中的金屬層間互連導線的圖案上；

(3)刻蝕沒有被光刻膠覆蓋的金屬層，所述刻蝕的深度為金屬層間互連導線的厚度，得到金屬層間互連導線；

(4)用光刻膠光刻，定義出金屬連線的圖案；

(5)依次刻蝕金屬層、TiN層和Ti層至第一層介質層表面，得到金屬連線；

(6)淀積第二層介質層；

(7)用CMP法研磨第二層介質層至金屬層間互連導線表面。

本發(fā)明的金屬互連結構制備方法，利用兩次光刻和刻蝕，將晶片上的金屬層分兩部分，上面部分和下面部分分別作為金屬連線和金屬層間互連導線，從而得到金屬互連結構。在本發(fā)明的制備方法中，因為金屬連線和金屬層間互連導線全部都是一種金屬(例如Al)，所以不需要淀積Ti和TiN層。而且金屬連線和金屬層間互連導線集成在一個制造過程里，故只需要一步CMP研磨工藝，節(jié)省了工藝步驟。同時，還可以降低金屬連線結構的電阻。故本發(fā)明的制備方法在降低生產成本的同時，還降低金屬互連結構的電阻。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(1)示意圖；

圖2為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(2)示意圖；

圖3為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(3)示意圖；

圖4為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(4)示意圖；

圖5為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(5)示意圖；

圖6為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(6)示意圖；

圖7為現有技術中金屬互連結構制備流程的步驟(7)示意圖；