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Description

410425 4 t 49t wf,d〇c：/006 A7 B7 五、發明説明（/) 本發明是有關於一種金屬內連線（Metal Interconnects) 與介層窗（Vias)的製造方法，且特別是有關於一種雙重鑲 嵌接觸窗（Dual Damascene Contacts)的製造方法。 鑲嵌是一種在絕緣層中形成凹槽（Grooves)，並將金屬 塡入凹槽中以形成導線的內連線製程。雙重鑲嵌是除了形 成單一金屬鑲嵌的凹槽外，並且形成導電接觸窗或介層窗 開口的一種多層內連線製程。 標準的雙重鑲嵌製程是在導電結構上沉積第一氧化 層。之後，在第一氧化層上方形成一層阻障層。在阻障層 上形成第一圖案化光阻層。接著，以第一圖案化光阻層作 爲圖案定義阻障層，並且移除第一光阻層。 接著，形成一第二氧化層覆蓋於阻障層。於第二氧化 層上形成一層第二圖案化光阻層。鋪刻第一氧化層與第二 氧化層以形成一個雙重鑲嵌開口。蝕刻第一氧化層是以阻 障層爲圖案，並以導電結構爲蝕刻終止層。蝕刻第二氧化 層則是以第二圖案化光阻層爲圖案，並以硬罩幕爲蝕刻終 止層。以氧電漿移除第二光阻層。然而，氧電漿會損壞在 雙重鑲嵌開口中第一氧化層與第二氧化層暴露出來的表 面° 因此，需要一種較佳的形成雙重鑲嵌接觸窗的方法° 本發明揭露一種在基底上形成雙重鑲嵌結構的方 法。此方法包含的步驟有：形成一層襯k化層於基底上； 形成一層第一低介電常數介電層於襯氧化層上；形成一層 蓋氧化層於第一低介電常數層上；形成第一氮化物層於該 5 本紙乐尺度iiU]中固函家榀彳（) Λ4現格（2〗0\ 297公釐1 " (誚先閣讀背面之注意事'^填寫本頁) .裝，. 410425 4 I 49tw f.doc/006 Β7 五、發明说明（2) 蓋氧化層上；圖案化並蝕刻第一氮化物層以形成一個接觸 窗開口；形成一層第二低介電常數介電層覆蓋第一氮化物 層並塡滿接觸窗開口；形成一層第二氮化物層於第二低介 電常數介電層上；於第二氮化物層上形成一層光阻層；定 義並顯影光阻層以暴露出與接觸窗開口具有不同尺寸的一 個溝渠開口；以光阻層爲罩幕，蝕刻第二氮化物層與第二 低介電常數介電層，並且以第一氮化物層爲罩幕，蝕刻蓋 氧化層、第一低介電常數介電層以及襯氧化層，以形成一 個雙重鑲嵌開口；移除光阻層；在雙重鑲嵌開口中形成氧 化物間隙壁；以及沉積一層導電層於雙重鑲嵌開口中。 圖式之簡單說明= 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明，其中： 第1圖至第6圖係繪示根據本發明之一種在半導體基 底上形成雙重鑲嵌開口的剖面示意圖。 圖式之標記說明： 100 :基底 102 :導電結構 104 :襯氧化層 106 :第一低介電常數介電層 10 8 :蓋氧化層 110 :第一氮化物層 112 :第一光阻層 η 先？ 閱 讀' 背， 注 f >裝 if 腺 本紙張尺度適扪中困戌家#埤（<’NS ) Λ4現格（2】〇X25>7公釐) 4]49twf.doc/006 410425 A7 ^浸奵屮"^^^^-1·^扎合 M^ _____B7 五、發明説明（）） 114、116 :接觸窗開口 118 :第二低介電常數介電層 1叩：第二氮化物層 122 :第二光阻層 124 :溝渠開口 126 :雙重鑲嵌接觸窗開口 128 :氧化層 128a:氧化物間隙壁 實施例 本發明將配合下列圖示做一詳細說明。本發明提供一 種形成雙重鑲嵌開口的方法。 請參照第1圖’在基底100上方已形成有導電結構 102。“基底”一詞應瞭解可能包括一個半導體晶圓，形成 於晶圓上的主動元件與被動元件以及晶圓表面的薄膜層^ 因此，“基底” 一詞代表包括形成於半導體晶圓上的元件 以及覆蓋晶圓上的薄膜層。 導電結構102通常可爲金屬內連線或是其他的導體結 構。圖中顯示的導電結構102僅爲例示，而非用以限制。 根據本發明’沉積一層襯氧化層104覆蓋於基底100 與導電結構102上。襯氧化層HM的材質以二氧化矽爲較 佳，其厚度大約爲300埃至800埃，而且以習知的電漿加 強化學氣相沉積法（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)形成爲較佳。襯氧化層104的作用爲提供直接 覆蓋在導電結構102上的高品質絕緣體。 7 本紙張尺度適川中阐BS家榡蜱{ ('NS ) Λ4说格（2丨0X297公策1 ~~ ("先閲讀背面之注意事填寫本頁) 裝；
-1T 410425 4 l 49twf.doc/006 五、發明説明（子） 接著，以習知的技術在襯氧化層104上塗佈一層第一 低介電常數介電層106,低介電常數材質比如爲旋塗式玻 璃（Spirj-On-Glass ; SOG)。第一低介電常數介電層106的厚 度以大約2000埃至8000埃爲較佳。之後，對第一低介電 常數介電層丨06進行固化(Curing)步驟，以減少在後續步驟 中移除光阻層時，第一低介電常數介電層106之水氣吸收， 並去除旋塗式玻璃薄膜中的溶劑，其中，光阻層是在後續 罩幕及蝕刻氧化層時使用。由於固化的步驟爲習知方法， 因此本文不再詳加討論。 在第一低介電常數介電層106上方形成一層絕緣層 1〇8(即爲蓋氧化層）。蓋氧化層108的材質以二氧化矽爲較 佳，而其形成的方法比如爲電漿加強化學氣相沉積技術。 蓋氧化層的厚度以大約4000埃至7000埃爲較佳。此外， 對蓋氧化層108作平坦化製程以達到全面平坦的效果。平 坦化的方法較佳爲使用化學機械硏磨法（Chemical-Mechanical Polishing) 〇 之後，在蓋氧化層108上形成一層第一氮化物層110。 第一氮化物層110的厚度較佳約500至1500埃，且較佳爲 以電漿加強化學氣相沉積法彤成。再者，此第一氮化物層 基本上由氮化砂(Si3N4)形成。 接著，塗佈一層第一光阻層112於第一氮化物層110 上，並進行顯影，以形成接觸窗開口 Γΐ4。此光阻層112 具有的圖案與欲形成接觸窗114的位置一致。 請參照第2圖，在第一氮化物層110中形成一接觸窗 8 <讀先閱讀背面之注意事巧再填寫本頁} -裝_ ,π 系紙张尺度ϋ 中囡 ϋϋ { C'NS ) ( 210X 297^1 ~ 410425 4|49lwf.doc/006 A7 B7 五、發明説明（夂） 開口 116。接觸窗開口 116雖然可爲任意形狀，但是以圓 柱形爲較佳。光阻層112在蝕刻第一氮化物層11〇時作爲 罩幕。！ 請參照第3圖，移除第一光阻層112。利用習知的技 術，比如爲旋塗式玻璃塗佈法，沉積一層第二低介電常數 介電層118至接觸窗開口 116及在第一氮化物層110上。 第二低介電常數介電層118的厚度以2000埃至8000埃爲 較佳。之後，對第二低介電常數介電層118進行固化(Curing) 步驟，以減少在後續步驟中移除在蝕刻氧化層時作爲罩幕 的光阻層時，第二低介電常數介電層118之水氣吸收，並 去除旋塗式玻璃薄膜中的溶劑。 接著，在第二低介電常數介電層118上形成一層第二 氮化物層120。形成此第二氮化物層120的較佳約爲500 埃至1500埃，且較佳爲以電漿加強化學氣相沉積法所沉 積的氮化矽。 接著，在第二低電常數介電層120上塗佈一層第二光 阻層122。將此第二光阻層122進行圖案化以及顯影的步 驟+，以使溝渠開口 124暴露出來。 請參照第4圖，蝕刻襯氧化層104、第一低介電常數 介電層106、蓋氧化層108、第二低介電常數介電層118以 及第二氮化物層120,以形成一個雙重鑲嵌開口 126。其 中，第二氮化砂層118與第二氮化物層120是以第二光阻 層m爲罩幕，並以第一氮化物層no爲蝕刻終止層進行 蝕刻。而蝕刻第一低介電常數介電層106、襯氧化層104 9 屮固拽家摞肀{ (、NS ) Λ4規淋（210X297公釐） I I I I 裝 I 1^1 I J* I 線 ,乂 · ，°J (¾先閱讀背面之注意事填寫本頁) 410425 4 I 49twf.doc/006 A7 B7 —M- ' ~~ ^ ~ -— 五、發明説明（6 ) 以及蓋氧化層108的步驟則是以第一氮化物層110爲罩 幕，旅以導電結構102作爲蝕刻終止層進行。 請|參照第5圖，移除第二光阻層122。以化學氣相沉 積(CVD)法，沉積一層氧化層128至雙重鑲嵌開口 126中 並覆蓋於第二氮化物層120上。其中，CVD氧化層128的 形成以高密度氧電漿化學氣相沉積法(HDP CVD)爲較佳。 此CVD氧化層128厚度則以介於大約300埃至1000埃之 間爲較佳。 請參照第6圖，蝕刻CVD氧化層128如以反應性離子 蝕刻法，以在沿著雙重鑲嵌開口 126的側壁形成氧化物間 隙壁128a。間隙壁128a防止第一低介電常數介電層1〇6 與第二低介電常數介電層118的出氣(Outgassing)現象。 如此就完成了雙重鑲嵌開口。之後，沉積一層導電層 以形成金屬內連線結構，這個步驟爲習知的方法，因此不 再贅述。 雖然本發明已以一較佳實施例說明如上，可瞭解任何 在不脫離本發明之精神和範圍內可作各種之更動與潤飾。 (对先閱讀背面之注意事填寫本頁} 裝· 線 本纸张尺度珀A屮B3 K家標彳{ (、NS > Λ4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

  1. £). 410425 4 l 49twf.doc/006 AS B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種在基底上製造雙重鑲嵌金屬內連線以及接觸窗 開口結構的方法，其步驟包括： 形成一第一氧化層於該基底上； 形成一第一氮化物層於該第一氧化層上； 圖案化並触刻該第一氮化物層以形成一接觸窗開口； 形成一第二氧化層於該接觸窗開口及該第一氮化物層 上； 形成一光阻層於該第二氧化層上； 圖案化並顯影該光阻層以暴露出與該接觸窗開口具有 不同尺寸之一溝渠開口； 以該光阻層爲罩幕，蝕刻該第二氧化層，並且以該第 一氮化物層爲罩幕，鈾刻該第一氧化層，以形成一雙重鑲 嵌開口； 移除該光阻層； 形成一氧化物間隙壁於該雙重鑲嵌開口中：以及 沉積一導電層於該雙重鑲嵌開口中。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該形成氧化 物間隙壁的步驟包括： 沉積一第三氧化層於該雙重鑲嵌開口中；以及 回蝕刻該第三氧化層。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中更包括形成一 第二氮化物層介於該第二氧化層以及該光阻層之間的步 驟。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該第一氮化物 請 先 閱 意 I t 裝 訂. 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員Η消費合作社印製 410426 A8 4 I 49twf.doc/006 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 層與該第二氮化物層是由氮化矽所形成。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一氧化層 包括由一襯氧化層、一低介電常數介電層以及一蓋氧化層 所組成。 6. —種在一基底上形成雙重鑲嵌結構的方法，包括下 列步驟： 形成一襯氧化層於該基底上； 形成一第一低介電常數介電層於該襯氧化層上： 形成一蓋氧化層於該第一低介電常數介電層上： 形成一第一氮化物層於該蓋氧化層上； 圖案化並蝕刻該第一氮化物層以形成一接觸窗開口； 形成一第二低介電常數介電層至該接觸窗開口及覆蓋 於該第一氮化物層； 形成一光阻層於該第二低介電常數介電層上； 圖案化並顯影該光阻層以暴露出與該接觸窗開口具有 不同尺寸之一溝渠開口； 以該光阻層爲罩幕，蝕刻該第二低介電常數介電層， 並且以該第一氮化物層爲罩幕，蝕刻該蓋氧化層，該第一 低介電常數介電層以及該襯氧化層，以形成一雙重鑲嵌開 □； 移除該光阻層； 形成一氧化物間隙壁於該雙重鑲嵌開口中；以及 沉積一導電層於該雙重鑲嵌開口中。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該方法更包括 {請先閱讀背面之注意事填寫本頁) P .裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 4 I 49twf'.d〇c/006 410425 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 一固化該第一以及該第二低介電常數介電層之步驟。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該方法更包括 形成一第二氮化物層於該第二低介電常數介電層以及該光 阻層之間的步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該第一以及該 第二氮化物層係由氮化矽所彤成。 10. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該蓋氧化層是 由二氧化矽所形成。 11. 如申請專利範圍第6.項之方法，其中該氧化物間隙 壁是以一高密度電漿化學氣相沉積法所形成的二氧化矽。 |~I JJi--'@1 裝—I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂------線 經濟部中央橾隼局員工消費合作社印製 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）
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