[發明專利]一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法

有效

• 申請號: 202011142188.5
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112259501B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉建云;陳嵐
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法，包括去除接觸孔上方冗余的金屬鎢，其中，當研磨至接觸孔周圍的阻擋層出現時，再磨T秒，結束冗余的金屬鎢的去除；去除阻擋層及剩余的金屬鎢，完成所述接觸孔的化學機械平坦化，獲得平坦的金屬鎢接觸連接。本發明提在所述金屬鎢去除至阻擋層表面時，通過增加金屬過磨時間，來降低阻擋層去除過程金屬研磨缺陷出現的幾率，有利于得到更為平整的接觸孔研磨表面；本發明能夠減小所述接觸孔結構密度較小區域的介質侵蝕缺陷，改善了接觸孔在化學機械研磨后的表面平坦性，避免后續形成金屬互連時在金屬的化學研磨過程中產生金屬殘留和缺陷，提高了產品良率。

技術領域

本發明涉及可制造性設計制造工藝和化學機械平坦化技術領域，具體涉及一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法。

背景技術

化學機械平坦化(Chemical mechanical polishing，CMP)作為超精密表面加工的重要環節，是使用最為廣泛的平坦化技術，在芯片的加工過程中應用頻繁。CMP主要是在晶圓和拋光臺的相對運動中，加入化學拋光液，利用化學反應和機械磨拋兩種作用，實現晶圓表面的平坦化。CMP技術能夠有效地兼顧表面的全局和局部平整度，廣泛應用于多層互連結構的層間電介質、淺溝槽隔離、絕緣體、鑲嵌金屬、多晶硅等表面平坦化。CMP作為實現芯片表面全局平坦化的關鍵技術和支持可制造性設計流程優化的核心技術，在整個集成電路設計和制造中具有重要作用。

半導體集成電路集成于同一晶圓即硅襯底上，晶圓上的集成電路器件需要通過接觸孔(Contact，CT)和金屬層引出。接觸孔是連接前道刻蝕形成的MOS結構和后道刻蝕形成的金屬層的橋梁。接觸孔主要有兩種類型，一種是開在柵極上的接觸孔，一種是開在有源區上的接觸孔，其形成工藝的目的是在所有硅的有源區和多晶硅柵表面形成金屬接觸，這層金屬接觸可以使硅和隨后沉積的導電材料更加緊密地結合起來。接觸孔相關工藝流程包括光刻、刻蝕、填充，以及化學機械平坦化。

因圖形密度不均勻，化學機械平坦化之后會在特定區域，如線寬、圖形密集區產生碟形凹陷、侵蝕等缺陷；而如果底層結構平坦化效果不好，則隨著薄膜層數的增加，表面的不平坦度會累積，在特定區域可能在后續形成金屬互連時產生金屬殘留。

接觸孔化學機械平坦化后的表面同樣會產生碟形凹陷、侵蝕等缺陷，這種缺陷會傳遞到上層的金屬布線層，加劇金屬布線層的侵蝕缺陷，進而增大了上層金屬化學機械研磨時金屬殘留的風險。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的之一在于提出一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，本發明提供了一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法，包括：

(1)去除接觸孔上方冗余的金屬鎢，其中，當研磨至接觸孔周圍的阻擋層出現時，再磨T秒，結束冗余的金屬鎢的去除；

(2)去除阻擋層及剩余的金屬鎢，完成所述接觸孔的化學機械平坦化，獲得平坦的金屬鎢接觸連接。

基于上述技術方案可知，本發明的一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法相對于現有技術至少具有以下優勢之一或一部分：

1、本發明提供了一種接觸孔化學機械平坦化的優化方法，在所述金屬去除至阻擋層表面時，通過增加金屬過磨時間，來降低阻擋層去除過程金屬研磨缺陷出現的幾率，有利于得到更為平整的接觸孔研磨表面；

2、本發明能夠減小所述接觸孔結構密度較小區域的介質侵蝕缺陷，改善了接觸孔在化學機械研磨后的表面平坦性，避免后續形成金屬(比如銅)互連時在金屬的化學研磨過程中產生金屬殘留和缺陷，提高了產品良率。

附圖說明

圖1為本發明實施例中接觸孔的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中接觸孔工藝流程圖。

附圖標記說明：