一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝制造技術

本發明專利技術提供一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝。其工藝步驟如下：1）沉積低k值介質層；2）在沉積的低k值介質層上形成刻蝕阻擋層；3）完成光刻和刻蝕去除非冗余金屬區域的刻蝕阻擋層；4）再次沉積低k值介質達到所需厚度的低k值介質層；5）完成光刻和刻蝕形成通孔；6）再次光刻和刻蝕形成金屬導線槽和冗余金屬槽；7）進行導線金屬、通孔金屬和冗余金屬的填充，完成金屬層沉積；8）對金屬層進行化學機械研磨；9）繼續化學機械研磨低k值介質層和金屬混合層，進一步去除冗余金屬。本方法通過一種在制作單大馬士革和雙大馬士革金屬互連中利用化學機械研磨進一步去除冗余金屬的工藝，可以有效地減少或消除冗余金屬填充引入的金屬層內和金屬層間的耦合電容，非常適于實用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種半導體制造工藝，特別是涉及一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝ο
技術介紹
隨著半導體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸不斷縮小。進入到130納米技術節點之后，受到鋁的高電阻特性的限制，銅互連逐漸替代鋁互連成為金屬互連得主流。由于銅的干法刻蝕工藝不易實現，銅導線的制作方法不能像鋁導線那樣通過刻蝕金屬層而獲得?，F在廣泛采用的銅導線的制作方法是稱作大馬士革工藝的鑲嵌技術。該工藝在硅片上首先沉積低k值介質層，然后通過光刻和刻蝕在介質層中形成金屬導線槽，繼續后續的金屬層沉積和金屬層化學機械研磨制成金屬導線。該工藝包括只制作金屬導線的單大馬士革工藝和同時制作接觸孔和金屬導線的雙大馬士革工藝。在大馬士革工藝中用到金屬層化學機械研磨最終形成鑲嵌在介質層中的金屬導線。為了達到均勻的研磨效果，要求硅片上的金屬圖形密度盡可能均勻。而產品設計的金屬圖形密度常常不能滿足化學機械研磨均勻度要求。解決的方法是在版圖的空白區域填充冗余金屬來使版形密度均勻化。冗余金屬提高了圖形密度的均勻度，但是不可避免地引入了額外的金屬間的耦合電容。為了減少額外的耦合電容帶給器件的負面影響，在設計冗余金屬填充時要盡可能減少冗余金屬的填充數量。電容可以由下列公式計算權利要求1.一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，其工藝步驟如下1)沉積低k值介質層；2)在沉積的低k值介質層上形成刻蝕阻擋層；3)完成光刻和刻蝕去除非冗余金屬區域的刻蝕阻擋層；4)再次沉積低k值介質達到所需厚度的低k值介質層；5)完成光刻和刻蝕形成通孔；6)再次光刻和刻蝕形成金屬導線槽和冗余金屬槽；7)進行導線金屬、通孔金屬和冗余金屬的填充，完成金屬層沉積；8)對金屬層進行化學機械研磨；9)繼續化學機械研磨低k值介質層和金屬混合層，進一步去除冗余金屬。2.如權利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，所述所述的刻蝕阻擋層的材質為碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭。3.如權利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，所述所述的刻蝕阻擋層的厚度范圍在1納米至1000納米之間。4.如權利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，所述的冗余金屬槽比金屬導線槽淺。5.如權利要求1所述的一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝，其特征在于，在所述步驟(4 )完成后，在刻蝕阻擋層沉積硬掩模層，再完成光刻和刻蝕形成硬掩模金屬導線槽和硬掩模冗余金屬槽，進行光刻和刻蝕形成通孔，繼續刻蝕，去除剩余硬掩模層，形成金屬導線槽和冗余金屬槽。全文摘要本專利技術提供一種去除金屬層冗余金屬填充的制造工藝。其工藝步驟如下1)沉積低k值介質層；2)在沉積的低k值介質層上形成刻蝕阻擋層；3)完成光刻和刻蝕去除非冗余金屬區域的刻蝕阻擋層；4)再次沉積低k值介質達到所需厚度的低k值介質層；5)完成光刻和刻蝕形成通孔；6)再次光刻和刻蝕形成金屬導線槽和冗余金屬槽；7)進行導線金屬、通孔金屬和冗余金屬的填充，完成金屬層沉積；8)對金屬層進行化學機械研磨；9)繼續化學機械研磨低k值介質層和金屬混合層，進一步去除冗余金屬。本方法通過一種在制作單大馬士革和雙大馬士革金屬互連中利用化學機械研磨進一步去除冗余金屬的工藝，可以有效地減少或消除冗余金屬填充引入的金屬層內和金屬層間的耦合電容，非常適于實用。文檔編號H01L21/768GK102456615SQ20111028510公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日專利技術者戴韞青, 毛智彪, 王劍, 胡友存 申請人:上海華力微電子有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛智彪，胡友存，戴韞青，王劍，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：