[發(fā)明專利]用于形成應(yīng)力降低裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810128085.X
• 申請(qǐng)日: 2012-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN108183087B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂盈締;陳文昭;毛明瑞;蔡冠智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/522;H01L23/528;H01L23/532
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種形成應(yīng)力降低裝置的方法。該方法包括：在襯底上形成金屬通孔；在所述襯底上沉積應(yīng)力降低層；對(duì)所述應(yīng)力降低層施加蝕刻工藝以在所述金屬通孔上方形成溝槽；用導(dǎo)電材料填充所述溝槽以形成金屬結(jié)構(gòu)；以及在所述應(yīng)力降低層和所述金屬結(jié)構(gòu)的上端形成蝕刻阻擋層，其中，所述金屬結(jié)構(gòu)的上端包括形成在所述應(yīng)力降低層中的凸緣部分。

分案申請(qǐng)

本申請(qǐng)是2012年06月20日提交的標(biāo)題為“應(yīng)力降低裝置”、專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210209629.8的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體而言，涉及用于形成應(yīng)力降低裝置的方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由于各種電子元件(諸如晶體管、二極管、電阻器，電容器等)的集成密度的不斷提高而經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)。在大多數(shù)情況下，這種集成密度的提高源于最小部件尺寸的不斷減小，從而容許更多的元件集成到給定的面積中。最近隨著甚至更小的電子器件的需求在增長(zhǎng)，在半導(dǎo)體管芯中集成電感器的需要也在增長(zhǎng)。可以在半導(dǎo)體器件襯底的表面上形成在平行于襯底表面的平面中形成的螺旋形狀的電感器。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，嵌入在半導(dǎo)體器件中的電感器可以通過采用超厚金屬(UTM)工藝由銅形成。銅電感器已成為進(jìn)一步降低半導(dǎo)體芯片的功率損耗的有效備選物。在銅電感器中，可以通過采用鑲嵌工藝形成電感器的銅結(jié)構(gòu)。在該技術(shù)中，圖案化絕緣層以形成溝槽。在圖案化之后，可以在溝槽上沉積阻擋層。可以在阻擋層上沉積晶種層以提供更好的銅粘著性。此外，通過電化學(xué)鍍工藝，用金屬材料(諸如銅)填充溝槽以形成金屬結(jié)構(gòu)，諸如金屬線和通孔。

鑲嵌工藝可以分成兩類，即單鑲嵌工藝和雙鑲嵌工藝。在單鑲嵌技術(shù)中，金屬通孔及其鄰近的金屬線可以具有不同的工藝步驟。結(jié)果，每個(gè)步驟都可能需要化學(xué)機(jī)械平坦化工藝來清潔表面。相反，在雙鑲嵌技術(shù)中，金屬通孔及其鄰近的金屬線可以形成在單個(gè)溝槽內(nèi)。結(jié)果，在雙鑲嵌工藝中需要兩個(gè)電介質(zhì)圖案化工藝和一個(gè)CMP工藝來形成金屬通孔及其鄰近的金屬線。

在銅電感器中，電感器的銅結(jié)構(gòu)可以被介電層封閉。在與銅結(jié)構(gòu)的角部和其鄰近的介電層之間的界面鄰近的區(qū)域中可能存在應(yīng)力集中。結(jié)果，在與銅結(jié)構(gòu)鄰近的區(qū)域中可能發(fā)生電介質(zhì)碎裂。這種電介質(zhì)碎裂可能導(dǎo)致不可靠的半導(dǎo)體器件。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，一方面，本發(fā)明提供了一種形成應(yīng)力降低裝置的方法，包括：在襯底上形成金屬通孔；在所述襯底上沉積應(yīng)力降低層；對(duì)所述應(yīng)力降低層施加蝕刻工藝以在所述金屬通孔上方形成溝槽；用導(dǎo)電材料填充所述溝槽以形成金屬結(jié)構(gòu)；以及在所述應(yīng)力降低層和所述金屬結(jié)構(gòu)的上端形成蝕刻阻擋層，其中，所述金屬結(jié)構(gòu)的上端包括形成在所述應(yīng)力降低層中的凸緣部分。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種形成應(yīng)力降低裝置的方法，包括：在襯底上方形成多個(gè)金屬化層；在所述多個(gè)金屬化層上方沉積第一蝕刻停止層；在所述第一蝕刻停止層上方沉積第一介電層；在所述第一蝕刻停止層和所述第一介電層中形成金屬通孔，其中，所述金屬通孔的頂面與所述第一介電層的頂面齊平；在所述第一介電層上方沉積第二蝕刻停止層；在所述第二蝕刻停止層上方沉積第二介電層；在所述第二電介電層上方沉積應(yīng)力降低層；在所述應(yīng)力降低層上方沉積第三電介電層；在所述第二蝕刻停止層，所述第二介電層，所述應(yīng)力降低層和所述第三介電層中形成開口；將金屬材料填充到所述開口中以形成金屬結(jié)構(gòu)；對(duì)所述第三電介電層的頂表面實(shí)施化學(xué)機(jī)械平坦化工藝，直到所述應(yīng)力降低層的部分已經(jīng)被去除；以及在所述應(yīng)力降低層上方形成第三蝕刻停止層。