[發明專利]一種提高質量的鑲嵌結構制作方法

無效

• 申請號: 200810033815.4
• 申請日: 2008-02-22
• 公開（公告）號: CN101515561A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 李健
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種提高質量的鑲嵌結構制作方法。

背景技術

當半導體器件進入深亞微米的時代后，金屬導線中的電流密度不斷增大，響應時間不斷縮短，傳統鋁導線已越來越滿足不了需要。銅導線具有比鋁導線低的電阻率和高的抗電子遷移能力，因此銅制程(或稱為鑲嵌結構制作方法)已逐漸成為半導體行業的主流工藝。現有技術在進行銅制程時，先提供一其上制成有層間介質層(ILD)的硅襯底，然后在該層間介質層上沉積金屬間介質層(IMD)，之后通過光刻和刻蝕工藝在金屬間介質層中形成用于容置鑲嵌結構的容置凹槽，最后在該容置凹槽槽壁上制作擴散阻擋層且在該容置凹槽中填充金屬銅并進行銅化學機械拋光工藝形成鑲嵌結構。

但是通過上述銅制程形成的鑲嵌結構易出現銅殘留和由此產生的橋接(bridge)現象，參見圖1，第一、第二和第三鑲嵌結構10、11和12制作在金屬間介質層1中，第一和第二鑲嵌結構10和11間出現了銅殘留結構13，該銅殘留結構13會造成第一和第二鑲嵌結構10和11間的橋接現象。該橋接現象通過調整銅化學機械拋光工藝的參數并不能有效去除，究其原因發現是由于金屬間介質層1表面的不平坦所造成的，現有技術在沉積金屬間介質層1后并沒有平坦其表面的步驟，隨著半導體器件的最小特征尺寸的進一步減小，由金屬間介質層1表面的不平坦所造成的鑲嵌結構的橋接現象會越來越頻繁的出現，如此半導體器件的成品率也會因此而降低。

因此，如何提供一種可提高質量的鑲嵌結構制作方法以避免因金屬間介質表面的不平坦所造成的鑲嵌結構橋接現象，進而可提高鑲嵌結構的質量和器件的成品率，已成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可提高質量的鑲嵌結構制作方法，通過所述方法可避免因金屬間介質層表面的不平坦所造成的鑲嵌結構橋接現象，進而可提高鑲嵌結構的質量和器件的成品率。

本發明的目的是這樣實現的：一種可提高質量的鑲嵌結構制作方法，包括以下步驟：a、提供一硅襯底，其上制作有層間介質層；b、在該層間介質層上沉積金屬間介質層；c、通過光刻和刻蝕工藝在該金屬間介質層上形成用于容置鑲嵌結構的容置凹槽；d、在該容置凹槽槽壁上制作擴散阻擋層；e、在該容置凹槽中填充金屬銅；f、通過銅化學機械拋光工藝形成鑲嵌結構；該方法在步驟b和c間還進行一化學機械拋光步驟以平坦該金屬間介質層。

在上述的可提高質量的鑲嵌結構制作方法中，該層間介質層為氮化硅。

在上述的可提高質量的鑲嵌結構制作方法中，該金屬間介質層為二氧化硅或摻雜有硼、磷或氟元素的二氧化硅。

在上述的可提高質量的鑲嵌結構制作方法中，該擴散阻擋層為上下層疊的氮化鉭和鉭。

在上述的可提高質量的鑲嵌結構制作方法中，在步驟e中，通過電鍍工藝在該容置凹槽中填充金屬銅。

與現有技術中在沉積完金屬間介質層后并未對其進行平坦化處理，致使后續制作在該金屬間介質層中的鑲嵌結構易出現橋接現象相比，本發明的可提高質量的鑲嵌結構制作方法在硅襯底上沉積完金屬間介質層后還通過化學機械拋光平坦其表面，如此在該經平坦處理的金屬間介質層上通過光刻、刻蝕、電鍍沉積和化學機械拋光工藝形成的鑲嵌結構出現橋接現象的概率大大降低，進而可提高鑲嵌結構的質量和器件的成品率。

附圖說明

本發明的可提高質量的鑲嵌結構制作方法由以下的實施例及附圖給出。

圖1為現有技術制成的鑲嵌結構的示意圖；

圖2為本發明的可提高質量的鑲嵌結構制作方法的流程圖；

圖3至圖8分別為完成圖2中步驟S20至S26后硅襯底的剖視圖。

具體實施方式

以下將對本發明的可提高質量的鑲嵌結構制作方法作進一步的詳細描述。

參見圖2，本發明的可提高質量的鑲嵌結構制作方法首先進行步驟S20，提供一硅襯底，其上制作有層間介質層。在本實施例中，所述層間介質層為氮化硅。

參見圖3，其顯示了步驟S20中提供的硅襯底的剖視圖，如圖所示，硅襯底2上制作有半導體器件、第一層金屬20和層間介質層21。

接著繼續步驟S21，在所述層間介質層上沉積金屬間介質層，所述金屬間介質層為二氧化硅或摻雜有硼、磷或氟元素的二氧化硅。

接著繼續步驟S22，進行化學機械拋光以平坦所述金屬間介質層。

參見圖4，結合參見圖3，圖4顯示了完成步驟S22后硅襯底的剖視圖，如圖所示，金屬間介質層1沉積在層間介質層21上，且其表面因進行了化學機械拋光工藝而具有極高的平整度。