[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的金屬互連的制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910179134.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN101714520A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹基準(zhǔn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 隆天國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;陳晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的金屬互連的制造方法。

背景技術(shù)

為了制造半導(dǎo)體器件，需要用到金屬互連工藝。金屬互連具有諸如電路連接、電路匹配和信號(hào)相位改變等多種功能。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，金屬互連有著各種不同的大小和形狀。

圖像傳感器是高度集成并被制造成小型尺寸的半導(dǎo)體器件。隨著時(shí)間的推移，圖像傳感器的設(shè)計(jì)尺度(design?rule)已逐漸減小。因此，金屬互連的長寬比已有增加。通過首先形成金屬層，在金屬層上方形成光致抗蝕劑圖案，然后再選擇性地蝕刻該金屬層，從而形成所述金屬互連。

然而，當(dāng)在較小的圖像傳感器件中形成多個(gè)金屬互連時(shí)，在蝕刻工藝中采用光致抗蝕劑圖案作為掩模就有其局限性。因此，在金屬互連層的上方會(huì)采用硬掩模。

在金屬互連層上方形成硬掩模層和光致抗蝕劑圖案后，根據(jù)光致抗蝕劑圖案和硬掩模層之間的選擇性而對(duì)硬掩模層進(jìn)行圖案化。然后，通過使用硬掩模來蝕刻金屬互連層，從而形成該金屬互連。

金屬互連的設(shè)計(jì)尺度和表面分布可根據(jù)硬掩模的表面分布和在該硬掩模上方形成的光致抗蝕劑圖案來確定。這是因?yàn)榫酆衔?其生成于在使用光致抗蝕劑圖案形成硬掩模時(shí))會(huì)在硬掩模的側(cè)壁上方或光致抗蝕劑圖案的上表面上方沉淀。通過隨后的工藝，該聚合物會(huì)對(duì)金屬互連的分布產(chǎn)生影響。例如，聚合物可能會(huì)使光致抗蝕劑圖案和硬掩模的厚度沿向下方向逐漸增大。如果金屬互連在這樣的狀態(tài)下形成，金屬互連的下部可能會(huì)電連接到鄰近的金屬互連，或者金屬互連的表面分布可能會(huì)粗糙不平。

金屬互連的表面分布關(guān)系到器件的電學(xué)特性。如果金屬互連的表面分布不均勻，器件的電阻特性就會(huì)惡化，從而縮短器件的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件的金屬互連的制造方法，當(dāng)通過使用光致抗蝕劑圖案來形成硬掩模時(shí)，該方法能夠通過控制蝕刻條件而優(yōu)化硬掩模的表面分布，進(jìn)而使金屬互連的電學(xué)特性得到改善。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件的金屬互連的制造方法，該方法包括如下步驟：在半導(dǎo)體襯底上方形成包含接觸插塞的層間介電層；在層間介電層上方形成金屬層、硬掩模層和防反射層；在防反射層上方形成光致抗蝕劑圖案；利用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模，通過執(zhí)行第一次蝕刻工藝以蝕刻防反射層，從而形成防反射圖案；通過使用第一次蝕刻工藝中生成的聚合物，在防反射圖案和光致抗蝕劑圖案的表面上方形成第一聚合物層；使用防反射圖案、光致抗蝕劑圖案和第一聚合物層作為蝕刻掩模，通過執(zhí)行第二次蝕刻工藝以蝕刻硬掩模層，從而形成硬掩模；以及使用光致抗蝕劑圖案、防反射圖案、第一聚合物層和硬掩模作為蝕刻掩模，通過執(zhí)行第三次蝕刻工藝以蝕刻金屬層，從而形成金屬互連。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種設(shè)備，其被配置為在半導(dǎo)體襯底上方形成包含接觸插塞的層間介電層；在層間介電層上方形成金屬層、硬掩模層和抗反射層；在抗反射層上方形成光致抗蝕劑圖案；使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模，在第一次蝕刻工藝中蝕刻抗反射層以形成抗反射圖案；通過使用在第一次蝕刻工藝中生成的聚合物，在抗反射圖案和光致抗蝕劑圖案的表面上方形成第一聚合物層；使用抗反射圖案、光致抗蝕劑圖案和第一聚合物層作為蝕刻掩模，在第二次蝕刻工藝中蝕刻硬掩模層以形成硬掩模；以及使用光致抗蝕劑圖案、抗反射圖案、第一層聚合物和硬掩模作為蝕刻掩模，在第三次蝕刻工藝中蝕刻金屬層以形成金屬互連。

本發(fā)明可以形成符合設(shè)計(jì)尺度且具有均勻的表面分布的金屬互連45。因此，金屬互連的電氣特性得以改善，從而使得器件質(zhì)量得以增強(qiáng)。此外，因?yàn)槟軌虼_保硬掩模和有機(jī)底部抗反射(BARC)圖案的工藝裕度(margin)，則諸如設(shè)備和蝕刻條件的改變等問題都可以得到檢查和預(yù)防。

附圖說明

示例性圖1-6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的金屬互連的方法的一系列視圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，將結(jié)合附圖來說明制造半導(dǎo)體器件的金屬互連的方法。示例性圖1-6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的金屬互連的方法的一系列視圖。

參閱示例性圖1，可在半導(dǎo)體襯底10上方形成層間介電層20、金屬層40、硬掩模層50和一個(gè)有機(jī)底部抗反射(BARC)層60。該半導(dǎo)體襯底10可包括諸如晶體管等大量的器件。在半導(dǎo)體襯底10上方可形成層間介電層20，該層間介電層20可包含有氧化層或氯化層和穿過該層間介電層20的接觸插塞30。接觸插塞30穿過層間介電層20，使得接觸插塞30與在半導(dǎo)體襯底中形成的器件電連接。例如，在圖像傳感器中，半導(dǎo)體器件可以被制備成包含光電二極管和晶體管電路的單位像素的形式。