[發明專利]銅互連工藝中MIM電容的制作方法

在審

• 申請號: 202011189148.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112259524A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 盧光遠;陳瑜;陳華倫
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L49/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種銅互連工藝中MIM電容的制作方法，涉及半導體制造領域。該方法包括提供一襯底，襯底上制作有第x銅金屬連線層；形成絕緣介質層；在絕緣介質層的表面同時定義對位標記圖案和MIM下極板圖案；根據對位標記圖案和MIM下極板圖案進行刻蝕；形成MIM下極板金屬層；對襯底進行CMP處理，在絕緣介質層中形成MIM下極板；形成MIM電容的介電層、MIM上極板金屬層；定義MIM上極板圖案；刻蝕MIM上極板金屬層、MIM電容的介電層，形成MIM電容；解決了目前銅互連工藝中的MIM電容制作時需要多次曝光刻蝕，生成成本工藝風險高的問題；達到了減少依次曝光刻蝕，降低生產成本和工藝風險的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種銅互連工藝中MIM電容的制作方法。

背景技術

MIM電容的結構為金屬-絕緣介質-金屬，被廣泛應用于集成電路芯片中，可以用于電荷存儲、電壓控制、射頻控制等。由于MIM電容的結構特點，MIM電容的制作可以集成在后段金屬互連工藝中。

銅互連工藝是目前超大規模集成電路中主流的后段金屬互連工藝。由于銅的擴散性強，在制作MIM電容時，需要使用氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、鎢等材料來替換銅，作為MIM的上下極板。當絕緣介質的填充能力受限時，在銅互連工藝中制作MIM電容通常需要做三次光刻，分別刻蝕得到對位標記、MIM電容的上極板和MIM電容的下極板。

由于每次進行光刻之前需要對準，光刻的次數越多，可能引起的偏移越多，導致更多的工藝風險。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本申請提供了一種銅互連工藝中MIM電容的制作方法。

一方面，本申請實施例提供了一種銅互連工藝中MIM電容的制作方法，該方法包括：

提供一襯底，襯底上制作有第x銅金屬連線層；x為大于等于1的整數；

在第x銅金屬連線層的表面形成絕緣介質層；

通過光刻工藝在絕緣介質層的表面同時定義對位標記圖案和MIM下極板圖案，MIM下極板圖案的下方存在銅金屬線，對位標記圖案的下方不存在銅金屬線；

根據對位標記圖案和MIM下極板圖案進行刻蝕，絕緣介質層中形成MIM下極板圖案，襯底中形成對位標記；

形成MIM下極板金屬層；

對襯底進行CMP處理，在絕緣介質層中形成MIM下極板，且對位標記區域保留有臺階；

依次形成MIM電容的介電層、MIM上極板金屬層；

根據對位標記進行對位，并通過光刻工藝定義MIM上極板圖案；

根據MIM上極板圖案刻蝕MIM上極板金屬層、MIM電容的介電層，形成MIM電容。

可選的，在第x銅金屬連線層的表面形成絕緣介質層，包括：

在第x銅金屬連線層的表面形成NDC層；

在NDC層的表面形成氧化硅層。

可選的，通過光刻工藝在絕緣介質層的表面同時定義對位標記圖案和MIM下極板圖案，包括：

在絕緣介質層表面涂布光刻膠；

通過光刻工藝在光刻膠層中同時形成對位標記圖案和MIM下極板圖案，光刻工藝所用的掩膜版中同時存在對位標記圖案和MIM下極板圖案。

可選的，形成MIM下極板金屬層，包括：

依次沉積鈦、氮化鈦、鎢，形成MIM下極板金屬層。

可選的，形成MIM下極板金屬層，包括：

沉積氮化鉭，形成MIM下極板金屬層。