[發明專利]雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝

無效

• 申請號: 201210293164.9
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102779782A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 李磊;梁學文;胡友存;陳玉文;姬峰
• 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: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

1.一種雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：

提供一半導體基體，其中，所述半導體基體上已形成有第N層金屬層；

在所述第N層金屬層上依次淀積刻蝕阻擋層、介電層、介電保護層和硬掩模層，其中，所述硬掩模層從下至上依次包括第一金屬硬掩模層、介電硬掩模層及第二金屬硬掩模層；

在所述硬掩模層上旋涂光刻膠，并通過金屬層光掩模版對所述光刻膠進行光刻，在所述光刻膠中形成金屬互連線溝槽圖形；

以所述圖形化的光刻膠為掩模，對所述硬掩模層進行刻蝕，在所述硬掩模層中形成金屬互連線溝槽圖形，并去除剩余的光刻膠；

旋涂光刻膠，并通過通孔光掩模版對所述光刻膠進行光刻，其中所述通孔光掩模版上設置有冗余金屬圖形，在所述光刻膠中形成通孔圖形和冗余金屬圖形；

以所述圖形化的光刻膠為掩模，對所述介電保護層進行刻蝕，并對所述介電層進行部分刻蝕，在所述介電層中形成部分通孔圖形；同時對所述第二金屬硬掩模層進行刻蝕，在所述第二金屬硬掩模層中形成冗余金屬圖形；并去除剩余的光刻膠；

以圖形化的硬掩模層為掩模進行刻蝕，在所述介電層中形成金屬互連線溝槽和冗余金屬溝槽，并打開所述部分通孔圖形底部的刻蝕阻擋層，形成雙大馬士革結構；

對所述雙大馬士革結構進行金屬化，形成具有金屬互連線、互連通孔和冗余金屬的第N+1層金屬層。

2.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述N層金屬層為第一層金屬層，所述第N+1層金屬層為第二層金屬層。

3.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述淀積刻蝕阻擋層、介電層及介電保護層的工藝為化學氣相淀積法。

4.如權利要求3所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述刻蝕阻擋層的材料為SiCN、SiN、SiC、SiCO中的一種或多種。

5.如權利要求3所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述介電層的材料為低K介電材料。

6.如權利要求5所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述低K介電材料為SiOCH。

7.如權利要求3所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述介電保護層的材料為SiO2、SiON、SIN中的任一種。

8.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述淀積第一金屬硬掩模層及第二金屬硬掩模層的工藝為物理氣相淀積法。

9.如權利要求8所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述第一金屬硬掩模層的材料為TiN、Ti、TaN、Ta、WN、W中的一種或多種。

10.如權利要求8所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述第二金屬硬掩模層的材料為TiN、Ti、TaN、Ta、WN、W中的一種或多種。

11.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述第二金屬硬掩模層的厚度大于第一金屬硬掩模層的厚度的兩倍。

12.如權利要求11所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述第一金屬硬掩模層的厚度為所述第二金屬硬掩模層的厚度大于所述介電硬掩模層的厚度為

13.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述淀積介電硬掩模層的工藝為化學氣相淀積法。

14.如權利要求13所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述介電硬掩模層的材料為SiO2、SiON、SIN中的任一種。

15.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述在介電層中形成的部分通孔圖形的深度為互連通孔高度的120%-200%。

16.如權利要求1所述的雙大馬士革淺冗余金屬制備工藝，其特征在于，所述對雙大馬士革結構進行金屬化包括如下步驟：首先依次進行金屬阻擋層淀積、銅籽晶層淀積、電鍍填充金屬銅；然后化學機械研磨平坦化去除多余金屬至介電層，形成具有金屬互連線、互連通孔和冗余金屬的第N+1層金屬層。