[發明專利]一種互連結構的處理方法

在審

• 申請號: 201610293002.3
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN107346760A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 賈照偉;夏選;王堅;王暉
• 申請（專利權）人: 盛美半導體設備(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/304;H01L21/306
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陸勍

技術領域

本發明涉及半導體加工領域，尤其涉及一種互連結構的處理方法。

背景技術

半導體互連結構通常包括金屬層、阻擋層、掩膜層、介質層等膜層結構。為了達到一定的工藝目的，需要對其中的部分膜層進行處理，以裸露出介質層表面。

傳統的處理方式采用化學機械研磨工藝對半導體互連結構進行研磨，直至介質層裸露出來為止，其中的金屬層、阻擋層以及掩膜層均通過化學機械研磨工藝加以去除。然而，隨著技術的革新，介質層中開始采用低K或超低K材料，這類材料非常脆弱，如果全程都采用化學機械研磨工藝進行處理，工藝中產生的下壓力對低K或超低K材料的損害非常大，容易導致互連結構的失效，因此，化學機械研磨工藝不適于處理精細的半導體互連結構。

發明內容

針對化學機械研磨工藝對低K或超低K材料損害過大,容易導致互連結構的失效的問題，本發明提出一種既能夠去除互連結構相應的膜層，同時不會對互連結構造成破壞的處理方法。

本發明所采用的技術方案具體是這樣實現的：

本發明提供了一種互連結構的處理方法，該互連結構包括阻擋層(101)、金屬層(102)、掩膜層(103)和包含低K或超低K材料的介質層(104)，該處理方法包括以下步驟：

采用化學機械研磨工藝去除阻擋層上的金屬層，直至金屬層上表面與阻擋層上表面齊平；

采用無應力拋光工藝去除切槽區的金屬層，直至金屬層上表面與掩膜層下表 面齊平；

采用化學氣相刻蝕工藝去除阻擋層和掩膜層，直至暴露出介質層上表面。

進一步，在進行無應力拋光工藝后、化學氣相刻蝕工藝前，使用清洗劑清洗該互連結構；

進一步，清洗劑為HF、BHF、DHF或BOE試劑。

進一步，無應力拋光工藝在恒壓模式下進行；

進一步，無應力拋光工藝在恒流模式下進行；

進一步，化學氣相刻蝕工藝中使用XeF₂氣體作為刻蝕氣體。

進一步，刻蝕氣體中還混合有N₂、He、Ne、Ar或Xe。

進一步，金屬層為銅層。

進一步，阻擋層包括Ta、TaN、Ti、Ru或Co。

進一步，掩膜層包括TiN。

本發明采用化學機械研磨工藝去除阻擋層上的金屬層，保留阻擋層和掩膜層，防止對低k材料造成破壞；采用無應力拋光工藝進一步去除切槽區的金屬層可以控制對金屬的去除量，防止對低k材料造成破壞；采用化學氣相刻蝕工藝去除阻擋層和掩膜層，由于這一步所用的混合氣體不會和金屬層以及低k材料發生反應，因此不會對低k材料造成損害，同時集成電路的電氣性能將會提高和使用壽命將得到延長，解決了在傳統的化學研磨工藝中，低k材料由于直接暴露在研磨液和機械力下對低k材料造成損壞的問題。同時，本發明在化學氣相刻蝕工藝前，使用清洗劑清洗該互連結構，去除氧化層，有效防止由于拋光力度過強造成切槽區產生氧化層導致后續刻蝕效率低以及刻蝕不均勻。

附圖說明

圖1為待處理的互連結構的截面圖；

圖2為圖1中的互連結構在化學機械研磨工藝之后的截面圖；

圖3為圖2中的互連結構在無應力拋光工藝之后的截面圖；

圖4為圖3中的互連結構在化學氣相刻蝕工藝之后的截面圖；

圖5為本發明所述的一具體實施方式的工藝流程圖。

圖6為本發明所述的另一具體實施方式的工藝流程圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明，使本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

實施例1

如圖5所示一種互連結構的處理方法，該互連結構包括阻擋層101、金屬層102、掩膜層103和包含低K或超低K材料的介質層104，該處理方法包括以下步驟：

步驟501：采用化學機械研磨工藝去除阻擋層101上的金屬層102，直至金屬層102上表面與阻擋層101上表面齊平；

步驟502：采用無應力拋光工藝去除切槽區的金屬層102，直至金屬層102上表面與掩膜層103下表面齊平；

步驟504：采用化學氣相刻蝕工藝去除阻擋層101和掩膜層103，直至暴露出介質層104上表面。