[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010259754.0
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN102122651A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 李尚洙
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L21/768;H01L23/552
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造方法。更具體地說，本發明涉及包括金屬線的半導體器件及其制造方法。

背景技術

半導體器件制造為通過在硅片上沉積/蝕刻材料并將雜質摻入到硅片的預定區域中來根據特定目的進行操作。半導體器件的典型實例是半導體存儲器件。半導體存儲器件包括大量元件(例如，晶體管、電容器和電阻器)以執行特定目的。各種元件通過導電層連接在一起以交換數據或信號。

隨著半導體器件的制造技術被開發出來，已經做出許多努力來通過增加半導體器件的集成密度而在晶片上制造更大量的芯片。因此，設計規則的臨界尺寸(CD)逐漸減小以增加集成密度。此外，日益需要半導體器件以更高的速度操作并減少能耗。

為了增加集成密度，需要減小半導體器件中的元件的尺寸并減小將元件連接在一起的互連電路的長度和寬度。另外，互連電路的電阻值必須是小的從而通過寬度窄的互連電路在半導體器件內以最小損耗傳送電信號。

通常，在半導體器件中，在各種層上形成金屬線以將元件或互連電路電連接在一起。然后，形成觸點插塞以便將上金屬線連接至下金屬線。最近的研究是使用電阻值低的銅(Cu)作為金屬線材料或減少金屬線本身的圖案密度。

發明內容

本發明涉及提供一種半導體器件及其制造方法，其中，由于屏蔽線借助于自對準工序形成于金屬線之間，不需要用于形成屏蔽線的額外間距并由此減小了金屬線的CD，從而改善了金屬線的數據傳送特性、信號收發特性和噪音特性。

在本發明的一個實施例中，一種半導體器件包括：多根金屬線，其布置在半導體器件上；多個絕緣層，其布置在所述金屬線上；以及多根屏蔽線，其布置在所述絕緣層之間。相應地，由于不需要額外間距來形成屏蔽線，所以減小了金屬線的CD，從而改善了金屬線的數據傳送特性、信號收發特性和噪音特性。

所述屏蔽線可以包括鎢(W)，并且所述絕緣層可以包括氮化物膜。所述金屬線可以包括：由鋁(Al)或銅(Cu)形成的金屬膜；以及阻擋金屬膜，其由氮化鈦(TiN)形成并位于所述金屬膜的上方和下方。

所述半導體器件還可以包括：層間介電層，其布置在所述金屬線的下方；蝕刻停止層，其布置在所述層間介電層上；以及氧化物膜，其布置在所述蝕刻停止層上。因此，可以在金屬線的下方容易地形成具有預定厚度的氧化物圖案。

所述氧化物膜的厚度可以與所述絕緣層的厚度大致相等。因此，金屬線和屏蔽線可以形成為具有大致相等的高度。

多根屏蔽線的端部可以連接在一起并連接至接地觸點插塞。因此，容易將多根屏蔽線接地從而改善對金屬線的屏蔽效果。

在本發明的另一實施例中，一種半導體器件的制造方法包括：在半導體器件中形成多根金屬線；在包括所述金屬線在內的半導體器件的整個表面上形成多個絕緣層；以及在各個所述絕緣層之間形成多根屏蔽線。相應地，由于不需要額外間距來形成屏蔽線，所以減小了金屬線的CD，從而改善了金屬線的數據傳送特性、信號收發特性和噪音特性。

形成所述金屬線的步驟可以包括：在所述半導體器件中形成下阻擋金屬膜、金屬膜和上阻擋金屬膜；以及利用光刻工序來蝕刻所述上阻擋金屬膜、所述金屬膜和所述下阻擋金屬膜。

所述上阻擋金屬膜和所述下阻擋金屬膜可以包括氮化鈦膜，并且所述金屬膜包括鎢膜。

形成所述屏蔽線的步驟可以包括：在包括所述金屬線在內的半導體器件的整個表面上沉積屏蔽線材料；對沉積的屏蔽線材料的上部進行蝕刻；以及在所述金屬線和所述屏蔽線上形成層間介電層。這樣，在不執行獨立光刻工序的情況下，借助于自對準工序形成屏蔽線。

對所述屏蔽線材料的上部進行蝕刻的步驟可以包括：借助于化學機械拋光(CMP)工序將所述屏蔽線材料的上部平坦化；以及借助于回蝕工序蝕刻余留的屏蔽線材料的上部。在沉積所述屏蔽線材料之前，所述方法還可以包括：在包括所述金屬線在內的半導體器件的整個表面上形成由氮化鈦形成的阻擋金屬膜。所述屏蔽線的高度可以與所述金屬線的高度大致相等。

在形成所述金屬線之前，所述方法還可以包括：在所述半導體器件中形成層間介電層；在所述層間介電層上形成蝕刻停止層；以及在所述蝕刻停止層上形成氧化物膜。

所述氧化物膜的厚度可以與所述絕緣層的厚度大致相等。因此，金屬線的下部高度可以與屏蔽線的下部高度大致相等。

形成所述屏蔽線的步驟可以包括將各個屏蔽線的端部連接在一起并將各個屏蔽線的端部連接至接地觸點插塞。因此，可以改善對金屬線的屏蔽效果。

所述絕緣層可以形成在所述金屬線的頂面和側壁上以及所述蝕刻停止層的頂面上。