专利名称：钨互连方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种钨互连方法。
背景技术：
随着电子设备的广泛应用，半导体的制造工艺得到了飞速的发展，在半导体的制 造流程中，涉及钨互连工艺，钨互连工艺的目的是与有源区形成金属接触。图1 图6为现 有技术中钨互连方法的过程剖面结构图，该方法包括以下步骤步骤一，参见图1，有源区101形成。有源区101形成的具体方法为首先在衬底102上形成N阱103和P阱104，然后利 用沉积、光刻、蚀刻、离子注入等工艺形成多晶硅栅结构，多晶硅栅结构包括多晶硅栅105、 侧壁层106和栅氧化层107。步骤二，参见图2，采用沉积工艺形成介质层108。步骤三，参见图3，采用蚀刻工艺在介质层108上形成目标通孔109，供后续目标钨 塞的形成。步骤四，参见图4，沉积金属钨110覆盖所有的目标通孔109和介质层108。步骤五，参见图5，采用化学机械研磨(CMP)工艺将金属钨110抛光至介质层108 的表面，在目标通孔109形成目标钨塞110。步骤六，参见图6，采用沉积、蚀刻工艺在目标钨塞110上形成第一层金属连线 111。然而，在步骤五中，CMP工艺主要通过研磨液的化学作用对金属钨110进行抛光， 在抛光的过程中，研磨液会产生电离，电离产生的正离子顺时针移动，电离产生负离子逆时 针移动，这样就在P阱103与N阱104之间形成电流I，也就是说，由于研磨液发生电离而产 生的电流I会起P阱103与N阱104的导通，而在实际应用中，目标钨塞110的数目是非常 有限的，这就导致流过每一个目标钨塞110的电流强度很大，强度很大的电流流过钨塞会 对钨塞造成侵蚀。如图5所示，由于强度很大的电流I流过钨塞对钨塞造成侵蚀，在目标钨 塞110的上表面出现凹陷。可见，现有技术中钨互连的方法会对钨塞造成侵蚀。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钨互连的方法，能够在钨互连的过程中避 免对钨塞造成侵蚀。为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种钨互连方法，在有源区之上沉积介质层后，该方法包括以下步骤在介质层上形成目标通孔，并采用蚀刻工艺形成一个以上辅助通孔；沉积金属钨覆盖所有的目标通孔、辅助通孔和介质层表面；采用化学机械研磨CMP工艺将金属钨抛光至介质层表面，在目标通孔中形成目标钨塞，在辅助通孔中形成辅助钨塞；在目标钨塞上形成第一层金属连线。所述辅助通孔的数量为每0. 05平方微米至每1平方微米形成一个辅助通孔。所述辅助通孔的直径为70纳米至110纳米。这样，在本发明所提供的钨互连方法中，当采用CMP工艺形成目标钨塞和辅助钨 塞时，研磨液发生电离产生的电流同时流过目标钨塞和辅助钨塞，也就是说，目标钨塞和辅 助钨塞使电流发生分流，这样就使得流过钨塞的电流强度很小，可避免对钨塞造成侵蚀。
图1 图6为现有技术中钨互连方法的过程剖面结构图。图7-图11为本发明所提供的钨互连方法的过程剖面结构图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对 本发明进一步详细说明。图7-图11为本发明所提供的钨互连方法的过程剖面结构图，该方法包括以下步 骤步骤一，参见图7，有源区101形成，并在有源区101之上沉积介质层108。该步骤采用现有技术的方法，在此不予赘述。步骤二，参见图8，在介质层108上形成目标通孔109，并形成一个以上辅助通孔 201。目标通孔的形成方法为现有技术的内容，在此不予赘述。辅助通孔的形成方法为在有源区101之上沉积介质层108之后，采用蚀刻工艺在 介质层108上形成一个以上辅助通孔，且每个辅助通孔的直径与目标通孔的直径相同。在实际应用中，目标通孔的直径一般为70纳米至110纳米，当形成辅助通孔时，也 不必要求辅助通孔的直径与目标通孔的直径完全相同，只要辅助通孔的直径也在70纳米 至110纳米的范围内即可。另外，根据现有的集成电路设计规范，两个通孔中心之间的最小距离为220纳米， 故可近似计算一个通孔所占面积为0. 05平方微米，也就是说，当每0. 05平方微米上形成一 个辅助通孔时，辅助通孔的数量达到最大值，另外，通过实验可知，当平均一个辅助通孔所 占面积超过1平方微米时，难以获得很好的实验效果，也就时说，当平均一个辅助通孔所占 面积超过1平方微米时，在后续的CMP工艺中会对形成的钨塞造成侵蚀，因此在本发明中， 辅助通孔的数量为每0. 05平方微米至每1平方微米形成一个辅助通孔。步骤三，参见图9，沉积金属钨110覆盖所有的目标通孔109、辅助通孔201和介质 层108表面。步骤四，参见图10，采用CMP工艺将金属钨205抛光至介质层202表面，在目标通 孔109形成目标钨塞110，在辅助通孔201形成辅助钨塞202。步骤五，参见图11，采用沉积、蚀刻工艺在目标钨塞110上形成第一层金属连线 111。
该步骤采用现有技术的方法，在此不予赘述。至此，本流程结束，可进入后续的工艺流程。可见，在本发明所提供的钨互连方法中，首先在介质层上形成目标通孔和一个以 上辅助通孔，并沉积金属钨覆盖所有的目标通孔、辅助通孔和介质层表面，然后采用CMP工 艺形成目标钨塞和辅助钨塞，最后在目标钨塞上形成第一层金属连线。当采用CMP工艺形 成目标钨塞和辅助钨塞时，研磨液发生电离而产生的电流I同时流过目标钨塞和一个以上 的辅助钨塞，也就是说，目标钨塞和辅助钨塞使电流I发生分流，这样就使得流过目标钨塞 的电流强度很小，可避免对目标钨塞造成侵蚀，并且，在本发明所提供的钨互连的方法中， 当形成目标钨塞和辅助钨塞后，仅在目标钨塞上形成第一层金属连线进行导电，因此本发 明所提供的钨互连方法虽然涉及辅助钨塞形成过程，但并不对后续的工艺造成影响。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种钨互连方法，在有源区之上沉积介质层后，该方法包括以下步骤在介质层上形成目标通孔，并采用蚀刻工艺形成一个以上辅助通孔；沉积金属钨覆盖所有的目标通孔、辅助通孔和介质层表面；采用化学机械研磨CMP工艺将金属钨抛光至介质层表面，在目标通孔中形成目标钨塞，在辅助通孔中形成辅助钨塞；在目标钨塞上形成第一层金属连线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助通孔的数量为每0.05平方微 米至每1平方微米形成一个辅助通孔。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述辅助通孔的直径为70纳米至110 纳米。
全文摘要
本发明公开了一种钨互连方法，在有源区之上沉积介质层后，在介质层上形成目标通孔，并采用蚀刻工艺形成一个以上辅助通孔；沉积金属钨覆盖所有的目标通孔、辅助通孔和介质层表面；采用化学机械研磨CMP工艺将金属钨抛光至介质层表面，在目标通孔中形成目标钨塞，在辅助通孔中形成辅助钨塞；在目标钨塞上形成第一层金属连线。采用该方法可避免对钨塞造成侵蚀。
文档编号H01L21/768GK101944502SQ20091005443
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月6日 优先权日2009年7月6日
发明者吴永玉, 陈建奇 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司