[發(fā)明專利]一種利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210014964.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN102569177A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張亮;姬峰;胡友存;李磊;陳玉文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一種利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，包括一存在金屬互連層的半導(dǎo)體基底，其特征在于，包括如下具體步驟：

步驟a、于所述半導(dǎo)體基底的金屬互連層上形成一復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)由下到上依次是刻蝕停止層、介質(zhì)層、上覆層、刻蝕調(diào)整層和掩膜層，所述刻蝕調(diào)整層為氧化硅薄膜；

步驟b、對(duì)所述復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，于所述掩膜層形成金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)的圖案并使刻蝕停止于所述刻蝕調(diào)整層；

步驟c、于所述金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖案中，將預(yù)定需要加深的區(qū)域的所述刻蝕調(diào)整層去除；

步驟d、于所述金屬互連結(jié)構(gòu)圖案中預(yù)定形成通孔的位置進(jìn)行光刻和部分刻蝕，使所述復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成預(yù)定深度的通孔圖案；

步驟e、對(duì)所述復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，以形成所述金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖案勾勒的溝槽與通孔；

步驟f、于所述溝槽和通孔內(nèi)鑲嵌金屬，使所述金屬充滿所述溝槽和通孔；

步驟g、平整所述復(fù)合結(jié)構(gòu)表面。

2.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述刻蝕停止層為摻氮碳化硅層。

3.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)為2?-?4.2。

4.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述上覆層為氧化硅層。

5.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述氧化硅薄膜的形成方法為化學(xué)汽相沉積。

6.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述掩膜層為氮化鈦金屬層。

7.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟b中刻蝕所述復(fù)合結(jié)構(gòu)地方法為：利用光刻將所述金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)移至所述掩膜層，刻蝕去除所述金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖案內(nèi)的掩膜層。

8.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟c中去除所述刻蝕調(diào)整層的方法為：利用一預(yù)定義光罩，刻蝕所述預(yù)訂需要加深的區(qū)域的所述刻蝕調(diào)整層，刻蝕方式為等離子體干法刻蝕，所述刻蝕停止于所述上覆層。

9.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟f中，鑲嵌的金屬為銅。

10.如權(quán)利要求1所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟g中平整所述復(fù)合結(jié)構(gòu)表面的方法為化學(xué)機(jī)械研磨。

11.如權(quán)利要求2所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述摻氮碳化硅層的形成方法為化學(xué)汽相沉積。

12.如權(quán)利要求3所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的形成方法為化學(xué)汽相沉積。

13.如權(quán)利要求4所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述氧化硅層的形成方法為化學(xué)汽相沉積。

14.如權(quán)利要求6所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述氮化鈦金屬層的形成方法為物理汽相沉積。

15.如權(quán)利要求9所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述金屬銅與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)上的溝槽及通孔之間存在阻擋層。

16.如權(quán)利要求9所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述金屬銅的鑲嵌方法為電鍍。

17.如權(quán)利要求15所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述阻擋層為鉭或氮化鉭。

18.如權(quán)利要求17所述利用上掩膜實(shí)現(xiàn)高性能銅互連的方法，其特征在于，所述鉭或淡化鉭阻擋層的形成方法為物理汽相沉積。