[發明專利]一種利用上掩膜實現高性能銅互連的方法

無效

• 申請號: 201210014976.5
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102569178A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張亮;李磊;胡友存;姬峰;陳玉文
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: 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現高性能銅互連的方法，包括一存在金屬互連層的半導體基底，其特征在于，包括如下具體步驟：

步驟a、于所述半導體基底的金屬互連層上形成一復合結構，所述復合結構由下到上依次是刻蝕停止層、介質層、上覆層、刻蝕調整層和掩膜層，所述刻蝕調整層為摻氮碳化硅薄膜；

步驟b、對所述復合結構進行刻蝕，于所述掩膜層形成金屬互聯結構的圖案并使刻蝕停止于所述刻蝕調整層；

步驟c、于所述金屬互聯結構圖案中，將預定需要加深的區域的所述刻蝕調整層去除；

步驟d、于所述金屬互連結構圖案中預定形成通孔的位置進行光刻和部分刻蝕，使所述復合結構上形成預定深度的通孔圖案；

步驟e、對所述復合結構進行刻蝕，以形成所述金屬互聯結構圖案勾勒的溝槽與通孔；

步驟f、于所述溝槽和通孔內鑲嵌金屬，使所述金屬充滿所述溝槽和通孔；

步驟g、平整所述復合結構表面。

2.如權利要求1所述利用上掩膜實現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.如權利要求1所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述介質層的相對介電常數為2?-?4.2。

4.如權利要求1所述利用上掩膜實現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.如權利要求1所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述摻氮碳化硅薄膜的形成方法為化學汽相沉積。

6.如權利要求1所述利用上掩膜實現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.如權利要求1所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟b中刻蝕所述復合結構地方法為：利用光刻將所述金屬互聯結構圖案轉移至所述掩膜層，刻蝕去除所述金屬互聯結構圖案內的掩膜層。

8.如權利要求1所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟c中去除所述刻蝕調整層的方法為：利用一預定義光罩，刻蝕所述預訂需要加深的區域的所述刻蝕調整層，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.如權利要求1所述利用上掩膜實現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.如權利要求1所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述步驟g中平整所述復合結構表面的方法為化學機械研磨。

11.如權利要求2所述利用上掩膜實現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汽相沉積。

12.如權利要求3所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述介質層的形成方法為化學汽相沉積。

13.如權利要求4所述利用上掩膜實現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汽相沉積。

14.如權利要求5所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述摻氮碳化硅薄膜厚度為5-500納米。

15.如權利要求6所述利用上掩膜實現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。

16.如權利要求9所述利用上掩膜實現高性能銅互連的方法，其特征在于，所述金屬銅與所述復合結構上的溝槽及通孔之間存在阻擋層。

17.如權利要求9所述利用上掩膜實現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。

18.如權利要求16所述利用上掩膜實現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。

19.如權利要求18所述利用上掩膜實現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。