大马士革工艺进行简要的介绍。
[0027]在步骤210中，提供硅片201或其他基板。所提供的硅片201具有金属层间介质层(n?)202。頂D介质层202的材料可以是二氧化硅或者类似于二氧化硅的材料，或者其他比二氧化硅的介电常数还要低的介质材料以降低互连结构之间的寄生电容。
[0028]在步骤220中，第一凹槽区，例如，沟槽和通孔等，形成于MD介质层202上用于形成互连结构。
[0029]在步骤230中，第二凹槽区，例如，沟槽和通孔等，形成于MD介质层202上预设的场区用于形成虚拟结构200。在一个实施例中，虚拟结构200形成在IMD介质层202的场区。互连结构和虚拟结构200可以同时形成。虚拟结构200的深度和宽度与互连结构的深度和宽度一致。本领域的技术人员可以理解的是，虚拟结构200也可以单独地形成，且虚拟结构200的深度和宽度也可以不同于互连结构的深度和宽度。虚拟结构200的材料可以与互连结构的材料相同或不同。
[0030]在步骤240中，在Hffi介质层202上沉积阻挡层203，可以采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)方法，或者相类似的方法方法，使阻挡层203覆盖MD介质层202的第一凹槽区、第二凹槽区和H?介质层202的非凹槽区。
[0031]在步骤250中，在阻挡层203上沉积金属层204，可以采用，例如PVD、CVD、ALD、电镀或者与之相类似的方法。进一步地，在某些实际情形中，在使用电镀沉积金属层204之前，可以先在阻挡层203上沉积种子层。种子层的材料与金属层204 —致，其目的在于便于金属层204沉积并粘附在阻挡层203上。金属层204填充在凹槽区内，包括第一和第二凹槽区，并覆盖于MD介质层202的非凹槽区。
[0032]在步骤260中，金属层204被沉积之后，将Hffi介质层202的非凹槽区上的金属层204去除，可以采用，例如电抛光或与之类似的工艺。本领域人员应当注意的是，抛光非凹槽区上的金属层204包括了将金属层204从沉积在Hffi介质层202上的阻挡层203的非凹槽区上去除。较佳地，非凹槽区上的金属层204的去除工艺包括两步。第一步采用化学机械抛光的方法将部分金属层204去除以获得更好的表面平整度，第二步采用电化学抛光的方法将非凹槽区上余下的金属层204去除，以防止器件受到破坏。
[0033]在步骤270中，非凹槽区的金属层204被去除之后，将Hffi介质层202的非凹槽区上的阻挡层203去除，可以采用，例如湿法刻蚀、干法化学刻蚀、干法等离子刻蚀等与之相类似的方法。较佳地，使用XeF2气相刻蚀的方法去除頂D介质层202的非凹槽区上的阻挡层203。保留在第一凹槽区的金属层204以形成互连结构。保留在第二凹槽区的金属层204以形成虚拟结构200。本领域人员应当注意的是，虚拟结构200的材料可以与互连结构的不同。如图5至图5(b)所示，由于在场区包含有虚拟结构200，即使金属层204被过度抛光，由于虚拟结构200的电阻比阻挡层203的电阻小很多，电流更多的从虚拟结构200传导，因此，阻挡层203不会被氧化，从而能够更加容易地且均匀地去除非凹槽区上的阻挡层203。
[0034]如图3至图5(b)所示，场区中的虚拟结构200的密度是互连结构密度的50% -100%。两相邻近的互连结构和虚拟结构200间的间距Wl为20nm-5000nm。虚拟结构200的尺寸为20nm-5000nm，具体的，虚拟结构200的长度Dl为20nm_5000nm，虚拟结构200 的宽度 Dw 为 20nm-5000nm。
[0035]在一些实际应用中，如果相邻两金属线，也就是相邻两互连结构之间的间距太宽，在实施过度抛光金属层204时，阻挡层203的表面也容易被氧化产生氧化物薄膜205。因此，在相邻两金属线之间的宽广区域同样可以形成虚拟结构300，如图6所示。宽广区域的宽度W3为60nm或更宽。虚拟结构300的大小可以与虚拟结构200的大小相同。
[0036]在一些实际应用中，如果孤立的金属线的两边区域过宽，在实施过度抛光金属层204时，阻挡层203的表面也容易被氧化产生氧化物薄膜205。因此，在孤立的金属线的两边区域同样可以形成虚拟结构400，如图7所示。虚拟结构400的密度是硅片上互连结构密度的20% -80%。虚拟结构400的大小可以与虚拟结构200的大小相同。
[0037]参考图8 (a)至图8 (i)所示，列举了虚拟结构200，300, 400的各种形状。例如，可以为正方形、纵向矩形、横向矩形、圆形、卵形、十字形、椭圆形、三角形、弧形等。虽然在图8(a)?图8(i)中列举了一系列形状，但是本领域的技术人员可以理解的是，根据具体实际工艺的需求任何形状均可用来形成虚拟结构200，300，400，且虚拟结构200，300, 400可以包括I一种形状或者多种不同的形状。
[0038]参考图9(a)和图9(b)所示，图9 (a)揭示了在场区中未设置虚拟结构200的硅片201在去除阻挡层203后的扫描电子显微镜(SEM)的顶视图。可以看到，靠近互连结构处的阻挡层203可以全部去除，但是在场区中，阻挡层203没有完全去除，有部分残余的阻挡层203存在。作为比较，图9(b)揭示了在场区中设置了虚拟结构200的硅片201在去除阻挡层203后的扫描电子显微镜(SEM)的顶视图。可以看到，场区的阻挡层203被完全去除。
[0039]由上述可知，本发明通过在硅片的场区、相邻两金属线之间的宽广区域或者孤立的金属线的两边区域形成虚拟结构200，300，400，在实施过度抛光金属层204时，避免了阻挡层203被氧化，从而能够均匀地、完全地去除阻挡层203。本发明的虚拟结构200，300，400也可形成于图形密度小于其他区域的区域内。
[0040]综上所述，本发明通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的。并且显然地，基于上述教导还可以作出许多变式或替换。对本领域技术人员来说，这些变式或替换是落入本发明的权利要求所界定的保护范围之内的。
【主权项】
1.一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括: 提供具有介质层的硅片； 在介质层上形成第一凹槽区和非凹槽区，第一凹槽区用于形成互连结构； 在介质层上形成第二凹槽区，第二凹槽区用于形成虚拟结构； 沉积阻挡层以覆盖第一和第二凹槽区、以及非凹槽区； 沉积金属层，金属层填满第一和第二凹槽区并覆盖非凹槽区上； 将非凹槽区上的金属层去除以暴露阻挡层； 将非凹槽区上的阻挡层去除以暴露介质层。2.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构形成在介质层的场区。3.根据权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构的密度是硅片上互连结构密度的50% -100%。4.根据权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述硅片上两相邻近的互连结构和虚拟结构间的间距Wl为20nm-5000nm。5.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构的尺寸为20nm-5000nm，其中，虚拟结构的长度Dl为20nm-5000nm，虚拟结构的宽度Dw为20nm-5000nmo6.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构形成在介质层上相邻两金属线之间宽广区域。7.根据权利要求6所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述宽广区域的宽度W3大于或等于60nm。8.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构形成在介质层上孤立的金属线的两边区域。9.根据权利要求8所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构的密度是硅片上互连结构密度的20% -80%。10.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构具有一种或多种不同形状。11.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构与互连结构同时形成。12.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述虚拟结构的材料与互连结构的材料相同。13.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述将非凹槽区上的金属层去除以暴露阻挡层的步骤包括，首先，采用化学机械抛光的方法将部分金属层去除，然后，再采用电化学抛光的方法将余下的金属层去除。14.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，使用XeF2气相刻蚀的方法去除阻挡层。
【专利摘要】本发明揭示了一种互连结构的形成方法，包括下述步骤：提供具有介质层的硅片；在介质层上形成第一凹槽区和非凹槽区，第一凹槽区用于形成互连结构；在介质层上形成第二凹槽区，第二凹槽区用于形成虚拟结构；沉积阻挡层以覆盖第一和第二凹槽区、以及非凹槽区；沉积金属层，金属层填满第一和第二凹槽区并覆盖非凹槽区上；将非凹槽区上的金属层去除以暴露阻挡层；将非凹槽区上的阻挡层去除以暴露介质层。
【IPC分类】H01L21/321, H01L21/3205, H01L21/768
【公开号】CN105144363
【申请号】CN201280077240
【发明人】王坚, 贾照伟, 王晖
【申请人】盛美半导体设备（上海）有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2012年11月27日
【公告号】US20150318205, WO2014082197A1