[發明專利]金屬互連線的制造方法

無效

• 申請號: 200910198563.5
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN102054754A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 江志琴
• 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(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別是涉及一種金屬互連線的制造方法。

背景技術

隨著集成電路向深亞微米尺寸發展，半導體器件的密集程度和工藝的復雜程度不斷增加，對工藝過程的嚴格控制變得更為重要。目前，業界常選用銅和低介電常數材料作為后段金屬互連及介質材料，以減小金屬互連線的電阻電容延遲(RC?delay)。相對于鋁而言，銅具有易擴散、難刻蝕等特點，因此業界引入了鑲嵌工藝，所述鑲嵌工藝的特點就是先在帶有器件的半導體襯底上形成介質層，并刻蝕出溝槽，然后淀積銅進入刻蝕好的圖形中，并應用化學機械研磨方法除去多余的銅。

詳細的，請參考圖1A至圖1G，其為現有的金屬互連線的制造方法的各步驟相應結構的剖面示意圖。

參考圖1A，首先提供半導體襯底100。其中，所述半導體襯底100上形成有半導體器件結構，例如，具體的電容器或者晶體管結構。為簡化，此處以空白結構代替。

參考圖1B，在所述半導體襯底100上形成介質層110。其中，介質層110的材質可以是二氧化硅或者其它的低介電常數材料。

參考圖1C，利用光刻顯影等工藝，在所述介質層110上形成圖案化的抗蝕劑層120，其中，所述抗蝕劑層120是指光阻層。

參考圖1D，以所述圖案化的抗蝕劑層120為掩膜，刻蝕所述介質層110，以形成開口110a。

參考圖1E，利用氧氣等離子灰化工藝去除所述圖案化的抗蝕劑層120，暴露出所述介質層110的表面。

參考圖1F，在介質層110上形成金屬層130，其中，所述金屬層130填滿圖1E所示的開口110a。

參考圖1G，利用化學機械研磨的方式去除圖1E所示的開口110a外的金屬層130，以在開口110a內形成金屬互連線131。

在實際生產中，為保證化學機械研磨過程中，半導體襯底100上不希望保留的金屬層130被全部去除掉，因此，在進行研磨步驟時，通常按照工藝要求進行一定程度的過研磨，即在研磨掉開口110a外的金屬層130，而暴露出介質層110的表面之后，還額外的研磨掉一部分的介質層110。例如，可額外研磨掉400～的介質層110，以確保開口110a外的所有金屬層130均已被去除。

然而，在進行過研磨的過程中，由于只是研磨掉一部分的介質層110，而保留另一部分的介質層110，并未暴露出另一種材質的表面，因此，化學機械研磨機臺無法進行在線實時終點檢測(End?Point?Detection，簡稱EDP)，因此只能采用假片測試的方法來來估測化學機械研磨工藝的研磨速率，并通過估測的研磨速率估測研磨時間，所有產品即按照統一的研磨時間來進行研磨步驟。但是，由于假片與實際的產品之間的差異，因此利用估測的研磨速率來設定實際研磨時間的方法并不可取。并且，由于不同產品片的初始厚度也并不完全相同，且每一個產品片進行化學機械研磨時的研磨液(slurry)、研磨墊(polishing?pad)以及研磨壓力等因素的影響，導致不同產品之間的差異性非常大，無法保證所有產品在研磨過程后，所剩余的金屬層以及介電層厚度與目標厚度一致，極易出現過度研磨(over?polish)或研磨不足(under?polish)的情況，從而導致影響半導體器件的電學性能，甚至導致半導體器件失效。

發明內容

本發明提供一種金屬互連線的制造方法，以解決現有的化學機械研磨中無法準確判斷研磨終點的問題，以提高晶片之間研磨的均勻性，進而提高半導體器件的可靠性。

為解決上述技術問題，本發明提供一種金屬互連線的制造方法，包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底上依次形成介質層和停止層；在所述停止層上形成圖案化的抗蝕劑層；以所述圖案化的抗蝕劑層為掩膜，刻蝕所述停止層和所述介質層，直至暴露出所述半導體襯底，以形成開口；在所述停止層上形成金屬層，所述金屬層填滿所述開口；利用化學機械研磨的方式去除所述停止層和所述開口外的金屬層，以形成金屬互連線。

可選的，所述停止層的材質為二氧化硅或氮化硅，所述停止層是通過化學氣相沉積方式形成，所述停止層的厚度為400～

可選的，所述介質層包括阻擋層以及位于所述阻擋層之上的絕緣層。

可選的，所述阻擋層的材質為摻雜氮的碳化硅，所述阻擋層是通過化學氣相沉積方式形成，所述阻擋層的厚度為300～

可選的，所述絕緣層的材質為摻雜碳的二氧化硅，所述絕緣層是通過化學氣相沉積方式形成，所述絕緣層的厚度為2300～

可選的，所述金屬層的材質是銅，所述金屬層是通過電鍍方式形成。