专利名称：接触窗的制造方法
技术领域：
本发明是有关一种半导体内连线(inter-connection)工艺，且特别是有关于一种接触窗(contact)的制造方法。
然而，公知的接触窗制造方法由于使用氧化层作为研磨终点(endpoint)，而氧化层又是属于亲水性的材质(hydrophilic material)，所以当进行化学机械研磨的工艺时，所采用的研磨液(slurry)多为水溶液(aqueous solution)，因此在化学机械研磨工艺期间的研磨速率将会增加，进而造成氧化层损耗(oxide loss)以及钨层的碟形缺陷(dishing)。
本发明的再一目的在提供一种接触窗的制造方法，以防止导体层发生碟形缺陷。
本发明的另一目的在提供一种接触窗的制造方法，以减少作为内金属介电层(inter-metal dielectric layer或pre-metal dielectric layer，简称IMD layer或PMD layer)的氧化层的损耗。
根据上述与其它目的，本发明提出一种接触窗的制造方法，包括于一基底上先形成一层内金属介电层，再于内金属介电层上形成一层覆盖层，其中覆盖层为低介电常数且斥水的材质(hydrophobicmaterial)，而适于采用斥水含碳类(hydrophobic C species)作为覆盖层的材质，且其介电常数通常低于3.5，并需低于内金属介电层的介电常数。然后，图案化覆盖层与内金属介电层，以形成一接触窗开口。接着，于基底上沉积一层导体层，以填满接触窗开口。随后，以覆盖层作为研磨终点，对导体层进行一化学机械研磨工艺，借以去除接触窗开口以外的导体层。
此外，本发明也可应用于介层窗的制造。
由于本发明形成一层低介电常数且斥水含碳的材质作为终止层，所以于化学机械研磨工艺期间将使研磨速率降低，进而避免导体层发生碟形缺陷，以及减少内金属介电层的损耗。而且，由于此一覆盖层的介电常数低于内金属介电层的介电常数，因此可以减少多层内连线(multi-layer interconnect)的RC延迟时间(RC delay time)。
图1是依照本发明一较佳实施例的接触窗的制造流程步骤图。
100提供一基底110形成一介电层120形成一覆盖层，而覆盖层为低介电常数且斥水含碳的材质，且其介电常数低于介电层的介电常数130图案化覆盖层与介电层，以形成一开口140于开口中填入一导体层150以覆盖层为研磨终止层，对导体层进行化学机械研磨工艺请参照图1，于步骤100中，提供一基底。此外，可以先在基底上形成一金属层，随后图案化金属层，以形成一金属线(metal line)。
然后，于步骤110中，形成一介电层，此一介电层即所谓的内金属介电层(inter-metal dielectric layer，简称IMD layer)，其中内金属介电层的材质譬如选自包括氧化硅与氮化硅的族群或是其它低介电常数(low dielectric constant，简称low K)的材质。另外，可以在形成介电层之后进行平坦化工艺，譬如化学机械研磨工艺(chemicalmechanical polishing，简称CMP)。
接着，于步骤120中，形成一覆盖层，而覆盖层为低介电常数且斥水含碳(hydrophobic C species)的材质，其中覆盖层的介电常数需低于3.5。此外，覆盖层的介电常数尚需低于内金属介电层的介电常数。而此一覆盖层可以是无机或是有机的材质，而有机的覆盖层材质例如是Trikon制造的Flowfill；无机的覆盖层材质例如是SiLK。由于本发明所形成的覆盖层的材质为低介电常数且斥水含碳的材质，所以在后续化学机械研磨工艺期间能大幅降低研磨速率，进而避免接触窗发生碟形缺陷(dishing)，以及减少内金属介电层的损耗(loss)。而且，由于覆盖层的介电常数低于内金属介电层的介电常数，因此可减少多层内连线(multi-layer interconnect)的RC延迟时间(RC delay time)。
随后，于步骤130中，图案化覆盖层与介电层，以形成一开口，并暴露出基底上的金属线。另外，还可于基底上形成一层阻障层覆盖开口，而阻障层的材质例如是钛/氮化钛(Ti/TiN)。
然后，于步骤140中，于开口中填入一导体层，此一导体层的材质例如是钨(tungsten)。
接着，于步骤150中，以覆盖层为研磨终止层，对导体层进行化学机械研磨工艺，借以去除开口以外的导体层，以形成一接触窗(contact)。
综上所述，本发明的特征包括1.因为本发明形成一层低介电常数且斥水含碳的材质作为覆盖层，所以于后续以水溶液(aqueous solution)作为研磨液(slurry)的化学机械研磨工艺的研磨速率将被大幅降低。
2.本发明具有低介电常数且斥水含碳材质的覆盖层因为能降低研磨速率，因此可以避免导体层发生碟形缺陷。
3.本发明具有低介电常数且斥水含碳材质的覆盖层因为能降低研磨速率，所以能减少内金属介电层的损耗。
4.由于本发明的覆盖层的介电常数低于内金属介电层的介电常数，因此可以减少多层内连线的RC延迟时间。
权利要求
1.一种接触窗的制造方法，其特征是，该方法包括提供一基底；于该基底上形成一介电层；于该介电层上形成具有低一介电常数的一覆盖层，其中该覆盖层为斥水含碳的材质，且该介电常数低于该介电层的介电常数；图案化该覆盖层与该介电层，以形成一开口；以及于该开口中填入一导体层。
2.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，该覆盖层包括无机的材质。
3.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，该覆盖层包括有机的材质。
4.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，于该基底上形成该介电层之前，更包括于该基底上形成一金属层；以及图案化该金属层，以形成一金属线。
5.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，于该基底上形成该介电层之后，更包括进行一平坦化工艺。
6.如权利要求5所述的接触窗的制造方法，其特征是，该平坦化工艺包括化学机械研磨工艺。
7.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，于图案化该覆盖层与该介电层之后，更包括于该基底上形成一阻障层覆盖该开口。
8.如权利要求7所述的接触窗的制造方法，其特征是，该阻障层的材质包括钛/氮化钛。
9.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，于该开口中填入该导体层的步骤，包括于该基底上沉积一导体层，并填满该开口；以及以该覆盖层为研磨终止层，对该导体层进行一化学机械研磨工艺，以去除该开口以外的该导体层。
10.如权利要求9所述的接触窗的制造方法，其特征是，该导体层的材质包括钨。
11.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，该介电层的材质选自包括氧化硅与氮化硅的族群。
12.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，该介电层的材质包括低介电常数的材质。
13.如权利要求1所述的接触窗的制造方法，其特征是，该覆盖层的该介电常数低于3.5。
14.一种接触窗的制造方法，其特征是，该方法包括于一基底上形成一第一介电层；于该第一介电层上形成一第二介电层，其中该第二介电层为低介电常数且斥水的材质；图案化该第二介电层与该第一介电层，以形成一开口；于该基底上沉积一导体层，并填满该介层窗；以及以该第二介电层作为研磨终点，对该导体层进行一化学机械研磨工艺。
15.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第二介电层的介电常数低于该第一介电层的介电常数。
16.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第二介电层的材质为含碳的材质。
17.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第二介电层的介电常数低于3.5。
18.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，于该基底上形成该第一介电层之后，更包括进行一平坦化工艺。
19.如权利要求18所述的接触窗的制造方法，其特征是，该平坦化工艺包括化学机械研磨工艺。
20.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，于图案化该第二介电层与该第一介电层之后，更包括于该基底上形成一阻障层覆盖该开口。
21.如权利要求20所述的接触窗的制造方法，其特征是，该阻障层的材质包括钛/氮化钛。
22.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，于该基底上形成该第一介电层之前，更包括于该基底上形成一金属层；以及图案化该金属层，以形成一金属线。
23.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第二介电层包括无机的材质。
24.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第二介电层包括有机的材质。
25.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该导体层的材质包括钨。
26.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第一介电层的材质为选自包括氧化硅与氮化硅的族群。
27.如权利要求14所述的接触窗的制造方法，其特征是，该第一介电层的材质包括低介电常数的材质。
全文摘要
一种接触窗的制造方法，是在一基底上先形成一层介电层，再于介电层上形成一层覆盖层，此一覆盖层为低介电常数、斥水、含碳的材质，且其介电常数低于介电层的介电常数。然后，图案化覆盖层与介电层，以形成一接触窗开口。接着，于基底上沉积一层导体层，以填满接触窗开口。随后，以覆盖层作为研磨终止层，对导体层进行一化学机械研磨工艺。
文档编号H01L21/768GK1472793SQ02127588
公开日2004年2月4日 申请日期2002年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者张炳一, 郑培仁 申请人:旺宏电子股份有限公司