专利名称：一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造工艺，特别是涉及一种去除金属层冗余金属填充的制
造工艺ο
背景技术：
随着半导体芯片的集成度不断提高，晶体管的特征尺寸不断缩小。进入到130纳米技术节点之后，受到铝的高电阻特性的限制，铜互连逐渐替代铝互连成为金属互连得主流。由于铜的干法刻蚀工艺不易实现，铜导线的制作方法不能像铝导线那样通过刻蚀金属层而获得。现在广泛采用的铜导线的制作方法是称作大马士革工艺的镶嵌技术。该工艺在硅片上首先沉积低k值介质层，然后通过光刻和刻蚀在介质层中形成金属导线槽，继续后续的金属层沉积和金属层化学机械研磨制成金属导线。该工艺包括只制作金属导线的单大马士革工艺和同时制作接触孔和金属导线的双大马士革工艺。在大马士革工艺中用到金属层化学机械研磨最终形成镶嵌在介质层中的金属导线。为了达到均勻的研磨效果，要求硅片上的金属图形密度尽可能均勻。而产品设计的金属图形密度常常不能满足化学机械研磨均勻度要求。解决的方法是在版图的空白区域填充冗余金属来使版形密度均勻化。冗余金属提高了图形密度的均勻度，但是不可避免地引入了额外的金属间的耦合电容。为了减少额外的耦合电容带给器件的负面影响，在设计冗余金属填充时要尽可能减少冗余金属的填充数量。电容可以由下列公式计算
权利要求
1.一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺，其特征在于，其工艺步骤如下1)沉积低k值介质层；2)在沉积的低k值介质层上形成刻蚀阻挡层；3)完成光刻和刻蚀去除非冗余金属区域的刻蚀阻挡层；4)再次沉积低k值介质达到所需厚度的低k值介质层；5)完成光刻和刻蚀形成通孔；6)再次光刻和刻蚀形成金属导线槽和冗余金属槽；7)进行导线金属、通孔金属和冗余金属的填充，完成金属层沉积；8)对金属层进行化学机械研磨；9)继续化学机械研磨低k值介质层和金属混合层，进一步去除冗余金属。
2.如权利要求1所述的一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺，其特征在于，所述所述的刻蚀阻挡层的材质为碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、钛、氮化钛、氧化钛、钽、氮化钽、氧化钽。
3.如权利要求1所述的一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺，其特征在于，所述所述的刻蚀阻挡层的厚度范围在1纳米至1000纳米之间。
4.如权利要求1所述的一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺，其特征在于，所述的冗余金属槽比金属导线槽浅。
5.如权利要求1所述的一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺，其特征在于，在所述步骤(4 )完成后，在刻蚀阻挡层沉积硬掩模层，再完成光刻和刻蚀形成硬掩模金属导线槽和硬掩模冗余金属槽，进行光刻和刻蚀形成通孔，继续刻蚀，去除剩余硬掩模层，形成金属导线槽和冗余金属槽。
全文摘要
本发明提供一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺。其工艺步骤如下1)沉积低k值介质层；2)在沉积的低k值介质层上形成刻蚀阻挡层；3)完成光刻和刻蚀去除非冗余金属区域的刻蚀阻挡层；4)再次沉积低k值介质达到所需厚度的低k值介质层；5)完成光刻和刻蚀形成通孔；6)再次光刻和刻蚀形成金属导线槽和冗余金属槽；7)进行导线金属、通孔金属和冗余金属的填充，完成金属层沉积；8)对金属层进行化学机械研磨；9)继续化学机械研磨低k值介质层和金属混合层，进一步去除冗余金属。本方法通过一种在制作单大马士革和双大马士革金属互连中利用化学机械研磨进一步去除冗余金属的工艺，可以有效地减少或消除冗余金属填充引入的金属层内和金属层间的耦合电容，非常适于实用。
文档编号H01L21/768GK102456615SQ20111028510
公开日2012年5月16日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者戴韫青, 毛智彪, 王剑, 胡友存 申请人:上海华力微电子有限公司