CN101937870A - 一种单大马士革工艺集成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单大马士革工艺集成方法，包含如下步骤：(1)在氮化硅膜上淀积金属层间膜；(2)线槽光刻形成线槽图形；(3)线槽刻蚀，光刻胶去除；(4)全面淀积金属，形成金属连线；(5)化学机械抛光磨平金属；(6)金属层间膜去除，留下金属连线；(7)全面淀积低介电常数金属层间膜；(8)化学机械抛光磨平低介电常数金属层间膜。该方法能避免低介电常数金属层间膜在工艺流程中受到氧气等离子体损伤导致介电常数增加，从而提高器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造中大马士革结构的工艺集成方法，尤其涉及一种单大马士革工艺集成方法。
背景技术
随着集成度的提高，低介电常数材料被广泛用于90nm以下技术金属层间膜。使用低介电常数电介质作为金属层间膜，可以有效地降低互连线之间的寄生电容容量，降低信号串扰，可以缩短信号传播延时，提高芯片速度。但是由于低介电常数材料的松软结构和易渗透性，在芯片制造过程很容易受到损伤，比如等离子体去胶。
传统单大马士革工艺，一般包含如下步骤：
(1)在氮化硅膜1上淀积金属层间膜2，见图1A；
(2)线槽光刻形成线槽图形，在金属层间膜2的特定区域上形成光刻胶3，见图1B；
(3)线槽刻蚀，光刻胶3去除，见图1C；
(4)全面淀积金属，形成金属连线4，见图1D；
(5)化学机械抛光磨平金属，使金属连线4与金属层间膜2同高，见图1E；
其中步骤(3)中光刻胶去除一般都采用氧气等离子体去胶，低介电常数金属层间膜会受到一定程度的损伤，K值(介电常数)增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单大马士革工艺集成方法，避免低介电常数金属层间膜在工艺流程中受到氧气等离子体损伤导致介电常数增加，进而影响器件性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种单大马士革工艺集成方法，包含如下步骤：
(1)在氮化硅膜上淀积金属层间膜；
(2)线槽光刻形成线槽图形；
(3)线槽刻蚀，光刻胶去除；
(4)全面淀积金属，形成金属连线；
(5)化学机械抛光磨平金属；
(6)金属层间膜去除，留下金属连线；
(7)全面淀积低介电常数金属层间膜；
(8)化学机械抛光磨平低介电常数金属层间膜。
步骤(1)中淀积的金属层间膜是普通氧化膜或者低介电常数材料。
步骤(3)中所述的光刻胶去除采用氧气等离子体去胶；如果步骤(1)中淀积的金属层间膜是低介电常数材料，在步骤(3)的光刻胶去除时，低介电常数材料会被等离子体损伤，K值增加。
步骤(1)淀积的金属层间膜在步骤(6)被全部去除。
步骤(6)所述的金属层间膜去除采用偏向各向同性的干法等离子体刻蚀。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用本发明方法可以完全避免低介电常数金属层间膜受到氧气等离子体去胶损伤，从而提高器件性能。
附图说明
图1是现有的单大马士革工艺集成方法工艺流程示意图；
图2是本发明的一种单大马士革工艺集成方法工艺流程示意图；
其中，1是氮化硅膜，2是金属层间膜，3是光刻胶，4是金属连线，5是低介电常数金属层间膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明一种避免等离子体去胶损伤低介电常数金属层间膜的单大马士革工艺集成方法，具体包含图1～8所示的工艺流程：
(1)在氮化硅膜1上淀积金属层间膜2，见图2A；该步骤淀积的金属层间膜2可以是普通氧化膜(例如TEOS，或者PE oxide材料)，不一定要低介电常数材料，这样可以降低成本。如果是低介电常数材料，也将在工艺流程步骤(3)光刻胶去除时被等离子体损伤，K值(介电常数)增加。
(2)线槽光刻形成线槽图形，在金属层间膜2的特定区域上形成光刻胶3，见图2B。
(3)线槽刻蚀，光刻胶3去除，见图2C；该步骤光刻胶3去除采用半导体制造技术里后道最常用的氧气等离子体去胶。如果步骤(1)淀积的是低介电常数材料，会被损伤，K值增加。
(4)全面淀积金属，形成金属连线4，见图2D。
(5)化学机械抛光磨平金属，使金属连线4与金属层间膜2同高，见图2E。
(6)金属层间膜2去除，留下金属连线4，见图2F；步骤(1)淀积的金属层间膜2在该步骤中被全部去除。所述的金属层间膜2去除采用偏向各向同性的干法等离子体刻蚀，否则金属连线4侧壁的金属层间膜2将去除不掉，形成侧墙。
(7)全面淀积低介电常数金属层间膜5，见图2G。
(8)化学机械抛光磨平低介电常数金属层间膜5，使低介电常数金属层间膜5与金属连线4同高，见图2H；该步骤的化学机械抛光磨平低介电常数金属层间膜5会遇到一些挑战。原因是低介电常数材料结构比较松软，容易渗透研磨液。
本发明的主要解决方案是在形成单大马士革结构后再把被去胶过程氧气损伤的金属层间膜去除掉，再重新淀积新鲜的金属层间膜，然后用化学机械抛光磨到需要的厚度。采用本发明方法可以完全避免低介电常数金属层间膜受到氧气等离子体去胶损伤，从而提高器件性能。
Claims (5)
1.一种单大马士革工艺集成方法，其特征是，包含如下步骤：
(1)在氮化硅膜上淀积金属层间膜；
(2)线槽光刻形成线槽图形；
(3)线槽刻蚀，光刻胶去除；
(4)全面淀积金属，形成金属连线；
(5)化学机械抛光磨平金属；
(6)金属层间膜去除，留下金属连线；
(7)全面淀积低介电常数金属层间膜；
(8)化学机械抛光磨平低介电常数金属层间膜。
2.根据权利要求书1所述的单大马士革工艺集成方法，其特征是，步骤(1)中淀积的金属层间膜是普通氧化膜，或者低介电常数材料。
3.根据权利要求书1所述的单大马士革工艺集成方法，其特征是，步骤(3)中所述的光刻胶去除采用氧气等离子体去胶；如果步骤(1)中淀积的金属层间膜是低介电常数材料，在步骤(3)的光刻胶去除时，低介电常数材料会被等离子体损伤，K值增加。
4.根据权利要求书1所述的单大马士革工艺集成方法，其特征是，步骤(1)淀积的金属层间膜在步骤(6)被全部去除。
5.根据权利要求4所述的单大马士革工艺集成方法，其特征是，步骤(6)所述的金属层间膜去除采用偏向各向同性的干法等离子体刻蚀。
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| CN2009100575258A CN101937870A (zh) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | 一种单大马士革工艺集成方法 |
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Publications (1)
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| CN101937870A true CN101937870A (zh) | 2011-01-05 |
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ID=43391111
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN101937870A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102364670A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-02-29 | 上海华力微电子有限公司 | 金属铜大马士革互联结构的制造方法 |
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2009
- 2009-06-30 CN CN2009100575258A patent/CN101937870A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110105 |