专利名称：双重金属镶嵌结构的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种金属内连线的制造方法，且特别涉及一种双重金属镶嵌 结构的制造方法。
背景技术：
随着半导体元件集成度的提升，多重金属内连线的使用愈来愈广。通常， 多重金属内连线的金属层的阻值愈低，则元件的可靠度愈高，效能愈好。在 金属材料中，铜金属的阻值低，非常适合用作多重金属内连线，但因铜金属 难以传统的光刻蚀刻技术来图案化，故而发展出一种称之为双重金属镶嵌工
艺
双重金属镶嵌工艺是在介电层中形成沟槽与介电层窗开口 ，再回填金
属，以形成金属导线与介电层窗的技术。图1A至图1C绘示已知一种双重 金属镶嵌结构的制造方法的流程图。
请参照图1A，其作法是先在已形成金属层102且金属层102上已覆盖 有衬层104的基底100上形成介电层106以及氮化硅层107，然后，进行光 刻、蚀刻，以在氮化硅层107与介电层106中形成棵露出村层104的介电层 窗开口 108。
之后，请参照图1B，进行光刻蚀刻，以在介电层106中形成与介电层 窗开口 108连通的沟槽110。接着，去除介电层窗开口 108所棵露的衬层104。
其后，请参照图1C,在基底IOO上形成金属材料层，使其填入沟槽IIO 与介电层窗开口 108中并覆盖氮化硅层107的表面，然后，再以氮化硅层107 为研磨终止层，进行化学机械抛光工艺，以去除氮化硅层107表面上的金属 材料层，留下金属层112，以形成金属导线与介电层窗。
以上述方法形成双重金属镶嵌结构时，会衍生一些问题。请参照图 1A 1B，在沟槽IIO的蚀刻过程中，由于介电层窗开口 108所棵露的衬层104 亦会受蚀刻剂破坏，使得金属层102棵露出来，造成元件电学上的问题。此 夕卜，在该蚀刻过程中，氮化硅层107及其下的介电层106也易受蚀刻剂破坏，使得沟槽110的顶角圓化。当后续金属层112填入此顶角圓化的沟槽110时，
相邻两双重金属镶嵌结构即可能会桥接，如图2所示。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种双重金属镶嵌结构的制造方法，真可以避 免沟槽顶角圆化的现象，防止相邻的两个双重金属镶嵌结构发生桥接的现象。
本发明又一 目的是提供一种双重金属镶嵌结构的制造方法，其可避免衬 层在形成沟槽的蚀刻工艺中遭受蚀刻剂破坏。
本发明提出 一种双重金属镶嵌结构的制造方法，此方法是先提供基底， 此基底上已形成导体层，且导体层上已覆盖有衬层。接着，在衬层上依序形 成介电层与金属硬掩模层。之后，图案化金属硬掩模层与介电层，以在介电 层中形成介电层窗开口，棵露出衬层。其后，在介电层窗开口中填入沟填材 料层，其高度介于介电层窗开口的深度的1/4至1/2之间。然后，图案化金 属硬掩模层与介电层，以形成沟槽。之后，移除沟填材料层，再以金属硬掩 模层为掩模，蚀刻去除介电层窗开口所棵露的衬层。其后，在介电层窗开口 及沟槽中形成金属层，再去除金属硬掩模层。
依照本发明实施例所述，上述沟填材料层包括非感光型聚合物或感光型 聚合物。
依照本发明实施例所述，上述沟填材料层的形成方法包括在介电层窗开 口填入材料层，其高度大于预设高度，且此预设高度介于介电层窗开口深度 的l/4至l/2之间；之后，进行回蚀刻，去除部分的材料层，使留下材料层 的高度为该预设高度。
依照本发明实施例所述，上述图案化金属硬掩模层与介电层以形成沟槽 的步骤以及移除沟填材料层的步骤包括在金属硬掩模层上形成图案化光刻 胶层，然后，以图案化光刻胶层为掩模，蚀刻金属硬掩模层与介电层，以形 成沟槽，之后，同时移除沟填材料层与图案化光刻胶层。
依照本发明实施例所述，上述在蚀刻金属硬掩模层与介电层的步骤中， 在蚀刻介电层时，介电层对沟填材料层的蚀刻选择比为0.5至1.5之间。
依照本发明实施例所述，上述同时移除沟填材料层与图案化光刻胶层的 方法包括氧等离子体灰化法。依照本发明实施例所述，上述金属硬掩模层的材料包括钛、钽、钨、氮 化钛、氮化钽、氮化鴒及其组合所组成的族群。
本发明提出 一种双重金属镶嵌结构的制造方法，此方法是先提供基底， 此基底上已形成导体层，且导体层上已覆盖有村层。接着，在衬层上形成介 电层，再再介电层上成顶盖层与金属硬掩模层。然后，图案化金属硬掩模层、 顶盖层与介电层，以在介电层中形成介电层窗开口 ，棵露出衬层。之后，在 介电层窗开口中填入沟填材料层。其后，在介电层中形成与介电层窗开口连 通的沟槽。然后，移除沟填材料层，再以金属硬掩模层为掩模，蚀刻去除介 电层窗开口所棵露的村层。之后，在介电层窗开口及沟槽中形成金属层，再 去除金属硬掩模层。
依照本发明实施例所述，上述沟填材料层包括非感光型聚合物或感光型 聚合物。
依照本发明实施例所述，上述沟填材料层的高度介于介电层窗开口的深
度的1/4至1/2之间。
依照本发明实施例所述，上述在介电层中形成沟槽的步骤以及移除该沟 填材料层的步骤是先在基底上形成图案化光刻胶层，再以图案化光刻胶层为 掩模，蚀刻金属硬掩模层、顶盖层与介电层，以在介电层中形成沟槽，然后， 再同时移除沟填材料层与图案化光刻胶层。
依照本发明实施例所述，上述同时移除沟填材料层与图案化光刻胶层的 方法包括氧等离子体灰化法。
依照本发明实施例所述，上述在蚀刻金属硬掩模层、顶盖层与介电层的 步骤中，在蚀刻介电层时，介电层对沟填材料层的蚀刻选择比为0.5至1.5 之间。
依照本发明实施例所述，上述顶盖层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮碳 化硅、碳化硅或氮氧化硅。
依照本发明实施例所述，上述金属硬掩模层的材料包括钛、钽、钨、氮 化钛、氮化钽、氮化鴒及其组合所组成的族群。
依照本发明实施例所述，上述金属硬掩模层是形成在顶盖层上。去除金 属硬掩模层的方法包括以顶盖层为研磨终止层，进行化学机械抛光工艺。
依照本发明实施例所述，上述金属硬掩模层是形成在顶盖层上且在金属 硬掩模层上还形成另 一顶盖层，且在去除金属硬掩模层时还包括去除另 一顶依照本发明实施例所述，上述去除另 一顶盖层与金属硬掩模层的方法包 括以顶盖层为研磨终止层，进行化学机械抛光工艺。
依照本发明实施例所述，上述顶盖层是形成在金属硬掩模层上，且在去 除金属硬掩模层时还包括去除顶盖层。
本发明的双重金属镶嵌结构的制造方法可以避免沟槽顶角圓化的现象， 防止相邻两双重金属镶嵌结构发生桥接现象。
本发明的双重金属镶嵌结构的制造方法亦可以避免衬层在形成沟槽的 蚀刻工艺中遭受蚀刻的破坏。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优 选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A至图1C是绘示已知一种双重金属镶嵌结构的制造方法的流程剖 面图。
图2是已知两相邻双重金属镶嵌结构发生桥接的示意图。
图3A至图3F为依照本发明一个实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。
图4绘示介电层窗开口中的沟填材料层高度过大时的问题。
图5A至图5F为依照本发明另一实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。
图6A至图6F为依照本发明另一实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。
图7A至图7F为依照本发明另一实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。
附图标记说明
100、 200:基底
104、 204:衬层
107:氮化硅层
110:沟槽
207、 208:顶盖层
102、 112、 230:金属层
106、 206、 206a:介电层 108:介电层窗开口
202、 232:导体层 210:金属硬掩模层212:抗反射层 214、 222:光刻胶层
216、 224:开口图案 218:介电层窗开口
226:沟槽 220、 220a:沟填材料层 228:阻障层
具体实施方式
实施例一
图3A至图3F为依照本发明一实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构的 制造方法的剖面示意图。
请参照图3A，本实施例的双重金属镶嵌结构是形成在基底200上。基 底200上已形成导体层2'02,其上已覆盖有衬层204。基底200例如是半导 体基底，如硅基底或绝缘层上有硅基底。导体层202例如是金属内连线，如 铜导线。覆盖导体层202的衬层204可防止导体层202氧化，其材料例如是 氮化硅。在衬层204上形成介电层206,其材料例如是介电常数低于4的低 介电常数材料。接着，在介电层206上形成金属硬掩模层210，其材料选自 由钛、钽、鴒、氮化钛、氮化钽、氮化鴒及其组合所组成的族群，其形成方 法可为化学气相沉积或溅射法。金属硬掩模层210的厚度，与其和介电层206 之间的蚀刻选择比有关，当选择比愈高时，其所需的厚度愈薄，但其厚度必 须足以避免在后续蚀刻介电层206的过程中发生桥接现象。在一个实施例中， 金属硬掩模层210的厚度例如是50埃至300埃。在一个实施例中，金属硬 掩模层210上更形成抗反射层212。其后，在基底200上形成光刻胶层214, 其具有开口图案216，为预定在介电层206中形成的介电层窗开口的图案。
之后，请参照图3B,以光刻胶层214为掩模，蚀刻抗反射层212、金属 硬掩模层210与介电层206,以在介电层206中形成介电层窗开口 218，棵 露出衬层204。在一个实施例中，是先以CF4/02为蚀刻气体来蚀刻抗反射层 212,接着，以Cl2/Ar为蚀刻气体来蚀刻金属硬掩模层210，之后，以CF4/Ar/N2 或是CHF3/Ar/N2为蚀刻气体来蚀刻介电层206，以形成介电层窗开口 218。 接着，去除光刻胶层214,再再介电层窗开口 218中填入沟填材料层220, 其材料包括聚合物，例如是感光型聚合物或是非感光型聚合物，形成方法例 如是旋涂法。
其后，请参照图3C，去除部分的沟填材料层220，留下介电层窗开口218的中的沟填材料层220a,其高度h优选介于介电层窗开口 218的深度H 的1/4至1/2之间。去除部分沟填材料层220的方法可以采用回蚀刻法。接 着，在基底200上形成另一光刻胶层222,其具有开口图案224，此开口图 案224为预定在介电层206中形成的沟槽的图案。
其后，请参照图3D,以光刻胶层222为掩模，蚀刻抗反射层212、金属 硬掩模层210与介电层206,以在介电层206中形成沟槽226,此沟槽226 与介电层窗开口 218连通。
在一个实施例中，是先以CF4/02作为蚀刻气体来蚀刻抗反射层212,其 对金属硬掩模层210的蚀刻选择比在10至40之间，且对光刻胶层222的蚀 刻选择比在0.5至1.5之间。接着，以Cl2/Ar作为蚀刻气体来蚀刻金属硬掩 模层210,其对介电层206的蚀刻选择比在20至50之间，且对光刻胶层222 的蚀刻选择比在0.5至1.5之间。之后，以CF4/Ar/N2或是CmVAr/N2作为 蚀刻气体来蚀刻介电层206，其对沟填材料层220a的蚀刻选择比在0.5至1.5 之间，对光刻胶层222的蚀刻选择比在5至20之间，且对金属硬掩模层210 的蚀刻选择比在20至50之间。由于在蚀刻过程中，硬掩模层210与介电层 206之间有极高的蚀刻选择比，故可有效控制沟槽226的轮廓。此外，本发 明的蚀刻剂并不仅限于以上所述。通过蚀刻剂的适当选择以将各层间的蚀刻 选择比控制在适当的范围，其不仅可控制所形成的沟槽226的轮廓，更可以 避免蚀刻过程中因基底密集区与疏松区的蚀刻速率不同所造成的负载效应 (loading effect)。
本发明中，沟填材料层220a的高度很重要。若沟填材料层220a的高度 小于介电层窗开口 218的深度H的1/4,则在后续形成沟槽226的蚀刻过程 中，会因沟填材料层220a蚀刻消耗殆尽，而使衬层204裸露出来，甚至被 蚀穿，而导致导体层202遭受蚀刻剂的破坏。若是沟填材料层220a的高度 大于介电层窗开口 218的深度H的1/2,则在后续形成沟槽226之后，在介 电层窗开口 218顶角处会残留栅栏(fence)状的低介电常数介电层206a, 如图4所示，造成元件电学上的问题。
接着，请参照图3E,去除光刻胶层222及沟填材料层220a。在一个实 施例中，光刻胶层222及沟填材料层220a是同时去除，例如是以氧等离子 体灰化此二者。之后，去除介电层窗开口 218所棵露出来的衬层204。其后， 在基底200上形成导体层232,其填入沟槽226与介电层窗开口 218中。通常，形成导体层232的步骤包括在沟槽226表面以及介电层窗开口 218表面 先形成层阻障层228，再填入金属层230。阻障层228的材料例如是氮化钛 或是氮化钽。金属层230例如是铜金属层。
之后，请参照图3F,移除部分的导体层232、抗反射层212以及金属硬 掩模层210,留下沟槽226以及介电层窗开口 218的中的导体层232a。移除 的方法可以是化学机械抛光法。
实施例二
图5A至图5F为依照本发明另一实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。实施例二与实施例一相似，但是在形成低介电常 数材料层之后，形成金属硬掩模层之前，先在低介电常数材料层上形成层顶 盖层，以作为后续化学机械抛光工艺的研磨终止层。
请参照图5A，提供基底200，其上已形成导体层202且导体层202上已 覆盖有衬层204。基底200例如是半导体基底，如硅基底或绝缘层上有硅基 底。导体层202例如是金属内连线，如铜导线。覆盖在导体层202上的衬层 204可防止导体层202氧化，其材料例如是氮化硅。接着在衬层202上形成 介电层206,其材料例如是介电常数低于4的介电材料。接着，在介电层206 上形成顶盖层208，其材料包括氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、碳化硅或氮氧 化硅，形成方法例如是化学气相沉积法。之后，在顶盖层208上形成金属硬 掩模层210，其材料选自由钛、钽、鴒、氮化钛、氮化钽、氮化钨及其组合 所组成的族群，且形成方法可为化学气相沉积或是濺射法。在一个实施例中， 金属硬掩才莫层210上更形成抗反射层212。其后，在基底200上形成光刻胶 层214，其具有开口图案216，此开口图案216为预定在介电层206中形成 的介电层窗开口的图案。
之后，请参照图5B,以光刻胶层214为掩模，蚀刻抗反射层212、金属 硬掩模层210、顶盖层208与介电层206,以在介电层206中形成介电层窗 开口 218，棵露出衬层204。接着，去除光刻胶层214，再再介电层窗开口 218中填入沟填材料层220,其材料例如是聚合物，如感光型聚合物或非感 光型聚合物，形成方法则例如是旋涂法。
其后，请参照图5C,去除部分的沟填材料层220,留下介电层窗开口 218的中的沟填材料层220a。沟填材料层220a的高度h优选介于介电层窗 开口 218的深度H的1/4至1/2之间。去除部分沟填材料层220的方法可为回蚀刻法。接着，在基底200上形成另 一光刻胶层222,其具有开口图案224, 为预定在低介电常数介电层206中形成的沟槽的图案。
其后，请参照图5D,以光刻胶层222为掩模，蚀刻抗反射层212、金属 硬掩模层210、顶盖层208与介电层206,以在介电层206中形成与介电层 窗开口 218连通的沟槽226。在一个实施例中，在蚀刻介电层206时，介电 层206对沟填材料层220a的蚀刻选择比在0.5至1.5之间。
接着，请参照图5E，去除光刻胶层222及沟填材料层220a。在一个实 施例中，222及220a这两层可同时去除，例如是以氧等离子体灰化的。之后， 去除介电层窗开口 218所棵露的衬层204,再再基底200上形成导体层232， 其填入沟槽226与介电层窗开口 218。导体层232通常包括金属层230及阻 障层228。阻障层228材料可为氮化钛或氮化钽。金属层230例如是铜金属 层。
之后，请参照图5F,移除部分的导体层232、抗反射层212及金属硬掩 模层210，留下沟槽226及介电层窗开口 218中的导体层232a，其包括金属 层230a及阻障层228a。移除方法可以是化学机械抛光法。在研磨的过程中， 顶盖层208可作为研磨终止层，以避免基底200上因图案密集区与疏松区研 磨速率不同所导致的介电层206被过度研磨的问题。
实施例三
图6A至图6F为依照本发明另一实施例所绘示的一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。实施例三与实施例一相似，但在形成金属硬掩模 层之后，形成抗反射层之前，先在金属硬掩模层上形成顶盖层，以免在后续 去除介电层窗开口所棵露的衬层时，因金属硬掩模层棵露出来所造成的污染 问题。
请参照图6A,提供其上已形成导体层202,且导体层202上已覆盖有衬 层204的基底200,其例如是半导体基底，如硅基底或绝缘层上有硅基底。 导体层202例如是金属内连线，如铜导线。覆盖在导体层202上的衬层204 可防止导体层202氧化，其材料例如是氮化硅。接着在衬层202上形成介电 层206，其材料例如是介电常数低于4的介电材料。接着，在介电层206上 形成金属硬掩模层210,其材料选自由钛、钽、钨、氮化钛、氮化钽、氮化 鴒及其组合所组成的族群，且形成方法可为化学气相沉积或溅射法。接着， 在金属硬掩模层210上形成顶盖层208，其材料包括氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、碳化硅或氮氧化硅。在一个实施例中，顶盖层208上更形成抗反射层 212。其后，在基底200上形成光刻胶层214,其具有开口图案216,为预定 在介电层206中形成的介电层窗开口的图案。
之后，请参照图6B,以光刻胶层214为掩模蚀刻抗反射层212、顶盖层 208、金属硬掩模层210与介电层206,以形成介电层窗开口 218,棵露出衬 层204。接着去除光刻胶层214，再再介电层窗开口 218中填入沟填材料层 220，其材料包括聚合物，如感光型聚合物或非感光型聚合物，形成方法例 如是旋涂法。
其后，请参照图6C,去除部分沟填材料层220，留下介电层窗开口218 中的沟填材料层220a，其高度h优选介于介电层窗开口 218深度H的1/4 至1/2之间。去除部分沟填材料层220的方法可为回蚀法。接着，在基底200 上形成另一光刻胶层222,其具有开口图案224，为预定在介电层206中形 成沟槽的图案。
其后，请参照图6D,以光刻胶层222为掩模，蚀刻抗反射层212、顶盖 层208、金属硬掩模层210与介电层206，以在介电层206中形成与介电层 窗开口 218连通的沟槽226。在一个实施例中，在蚀刻介电层206时，介电 层206对沟填材料层220a的蚀刻选择比为0.5至1.5之间。
接着，请参照图6E，去除光刻胶层222及沟填材料层220a。在一个实 施例中，光刻胶层222及沟填材料层220a可同时去除，例如是以氧等离子 体灰化的。之后，去除介电层窗开口 218所棵露的衬层204,其中抗反射层 212及顶盖层208可保护金属硬掩模层210，故可避免金属硬掩模层210棵 露出来而造成污染。其后，在基底200上形成导体层232,其填入沟槽226 与介电层窗开口218中。导体层232通常包括金属层230及阻障层228。阻 障层228的材料例如是氮化钛或氮化钽。金属层230例如是铜金属层。
之后，请参照图6F，移除部分的导体层232、抗反射层212、顶盖层208 及金属硬掩模层210,留下沟槽226及介电层窗开口 218中的导体层232a, 其包括金属层230a及阻障层228a。移除的方法可以是化学机械抛光法。
实施例四
图7A至图7F为依照本发明另 一实施例所绘示的 一种双重金属镶嵌结构 的制造方法的剖面示意图。实施例四与实施例三相似，但在金属硬掩模层上、 下均形成顶盖层，故以下仅说明金属硬掩模层及二顶盖层的相关部分，其他部分可参考实施例三的说明。
请参照图7A,下顶盖层207形成在金属硬掩模层210形成之前，上顶 盖层208形成在金属硬掩模层210形成之后，二者的形成方法可如同前述者。 请参照图7A、 7B,在以光刻胶层214为掩模蚀出介电层窗开口 218时，即 须依序蚀穿顶盖层208、金属硬掩模层210及顶盖层207。请参照图7C、 7D, 在以光刻胶层222为掩模蚀出沟槽226时，亦须依序蚀刻顶盖层208、金属 硬掩模层210及顶盖层207。
请参照图7E,之后在去除介电层窗开口 218所棵露的衬层204时，抗 反射层212及顶盖层208可覆盖金属硬掩模层210，故可避免其棵露出来而 造成污染。请参照图7E、 7F，当后续工艺中部分的导体层232、抗反射层 212、顶盖层208及金属硬掩模层210是以化学机械抛光法除去时，顶盖层 207可作为研磨终止层，以避免基底200上因图案密集区与疏松区研磨速率 不同所导致的介电层206被过度研磨的问题。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因 此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种双重金属镶嵌结构的制造方法，包括提供基底，该基底上已形成导体层，且该导体层上已覆盖有衬层；在该衬层上形成介电层；在该介电层上形成金属硬掩模层；图案化该金属硬掩模层与该介电层，以在该介电层中形成介电层窗开口，裸露出该衬层；在该介电层窗开口中填入沟填材料层，该沟填材料层的高度是该介电层窗开口的高度的1/4至1/2；图案化该金属硬掩模层与该介电层，以形成沟槽，该沟槽与该介电层窗开口连通；移除该沟填材料层；以该金属硬掩模层为掩模，蚀刻去除该介电层窗开口所裸露的该衬层；在该介电层窗开口以及该沟槽中形成金属层；以及去除该金属硬掩模层。
2. 如权利要求1所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该沟填材料 层包括非感光型聚合物或感光型聚合物。
3. 如权利要求1所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该沟填材料 层的形成方法包括在该介电层窗开口填入材料层，其高度大于该介电层窗开口高度的1/4 至1/2;以及进行回蚀刻，去除部分的该材料层，使留下的该材料层的高度为该介电 层窗开口高度的1/4至1/2。
4. 如权利要求1所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中形成该沟槽 以及该移除该沟填材料层的步骤包括在该金属硬掩模层上形成图案化光刻胶层；以该图案化光刻胶层为掩模，蚀刻该金属硬掩模层与该介电层，以形成 该沟4曹；以及同时移除该沟填材料层与该图案化光刻胶层。
5. 如权利要求4所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中在该蚀刻该金属硬掩模层与该介电层的步骤中，在蚀刻该介电层时，该介电层对该沟填材料层的蚀刻选择比为0.5至1.5之间。
6. 如权利要求4所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中同时移除该 沟填材料层与该图案化光刻胶层的方法包括氧等离子体灰化法。
7. 如权利要求1所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该金属硬掩 模层的材料包括钛、钽、钨、氮化钛、氮化钽、氮化钨及其组合所组成的族 群。
8. —种双重金属镶嵌结构的制造方法，包括提供基底，该基底上已形成导体层，且该导体层上已覆盖有衬层；在该衬层上形成介电层；在该介电层上形成顶盖层与金属硬掩模层；图案化该金属硬掩模层、该顶盖层与该介电层，以在该介电层中形成介 电层窗开口，棵露出该衬层；在该介电层窗开口中填入沟填材料层；在该介电层中形成与该介电层窗开口连通的沟槽；移除该沟填材料层；以该金属硬掩模层为掩模，蚀刻去除该介电层窗开口所棵露的该衬层； 在该介电层窗开口以及该沟槽中形成金属层；以及 去除该金属硬掩模层。
9. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该沟填材料 层包括非感光型聚合物或感光型聚合物。
10. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该沟填材料 层的高度是该介电层窗开口的高度的1/4至1/2。
11. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中在该介电层 中形成该沟槽的步骤以及该移除该沟填材料层的步骤包括在该基底上形成图案化光刻胶层；以及以该图案化光刻胶层为掩模，蚀刻该金属硬掩模层、该顶盖层与该介电 层，以在该介电层中形成该沟槽；以及同时移除该沟填材料层与该图案化光刻胶层。
12. 如权利要求11所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中在该蚀刻 该金属硬掩模层、该顶盖层与该介电层的步骤中，在蚀刻该介电层时，该介电层对该沟填材料层的蚀刻选择比为0.5至1.5之间。
13. 如权利要求11所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中同时移除该沟填材料层与该图案化光刻胶层的方法包括氧等离子体灰化法。
14. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该顶盖层的 材料包括氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、碳化硅或氮氧化硅。
15. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该金属硬掩 模层的材料包括钛、钽、鴒、氮化钛、氮化钽、氮化鴒及其组合所组成的族群。
16. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该金属硬掩 模层是形成在该顶盖层上。
17. 如权利要求16所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该去除该 金属硬掩模层的方法包括以该顶盖层为研磨终止层，进行化学机械抛光工艺
18. 如权利要求16所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，还包括在该金 属硬掩模层上形成另 一顶盖层，且在去除该金属硬掩模层时还包括去除该另 一顶盖层。
19. 如权利要求18所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该去除该 另 一顶盖层与该金属硬掩模层的方法包括以该顶盖层为研磨终止层，进行化 学机械抛光工艺。
20. 如权利要求8所述的双重金属镶嵌结构的制造方法，其中该顶盖层是 形成在该金属硬掩模层上，且在去除该金属硬掩模层时还包括去除该顶盖层。
全文摘要
本发明公开了一种双重金属镶嵌结构的制造方法。此方法是在已形成导体层与衬层的基底上依序形成介电层与金属硬掩模层，并将其图案化形成裸露出衬层的介电层窗开口。接着，在介电层窗开口中填入沟填材料层，其高度介于介电层窗开口的深度的1/4至1/2之间。之后，在金属硬掩模层与介电层中形成沟槽。然后，移除沟填材料层，再以金属硬掩模层为掩模，蚀刻去除介电层窗开口所裸露的衬层。其后于介电层窗开口与沟槽中形成金属层，再去除金属硬掩模层。
文档编号H01L21/70GK101308808SQ200710102569
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月16日 优先权日2007年5月16日
发明者张光晔, 宏 马 申请人:联华电子股份有限公司