摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法
2023-06-20 17:25:36 1
專利名稱：摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體生產的工藝集成方法，特別是一種摻氟氧化矽 玻璃層間絕緣膜的集成方法。
背景技術：
在以摻氟氧化矽玻璃(FSG)作為半導體後端層間絕緣膜的工藝流程中， 通常都要防止FSG中的氟自由基向頂部擴散從而侵蝕金屬連線層的危害。 目前FSG層間絕緣膜的集成方法如圖1所示，包括澱積FSG層間絕緣膜； 澱積等離子正四乙氧基矽烷膜；化學機械拋光平坦化；澱積高折射率的氧 化物；開孔形成鎢連接線；對鎢層進行化學機械拋光；澱積上層金屬連線 層。這種方法在澱積FSG層間絕緣膜之後，再澱積普通氧化矽或者普通等 離子正四乙氧基矽烷膜，這種矽烷膜的應力範圍在-100MPa到-200MPa之 間；其化學機械拋光平坦化停留在摻氟氧化矽玻璃膜中，而在化學機械拋 光平坦化之後，需要澱積一層高折射率的氧化物，並主要靠高折射率氧化 物中的矽與氟的自由基產生化學鍵而將氟自由基束縛住。
上述方法的主要缺點是，工藝較為複雜，而且按照這種方法處理的半 導體，對FSG中的氧自由基的束縛不夠充分，金屬連線層很容易受到侵蝕， 從而影響器件的電學性能。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集
成方法，能充分限制摻氟氧化矽玻璃中氟自由基擴散，滿足器件的電學要 求。
為解決上述技術問題，本發明摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法
包括以下步驟澱積摻氟氧化矽層間絕緣膜；澱積應力範圍處於-250MPa 到-600MPa的等離子正四乙氧基矽垸膜；化學機械拋光平坦化；開孔形成 鎢連接線；對鎢層進行化學機械拋光；澱積上層金屬連線層。
化學機械拋光平坦化停留在高應力等離子正四乙氧基矽烷膜中。
本發明由於澱積的等離子正四乙氧基矽烷膜的應力高於現有技術中澱 積的矽烷膜的應力，這種高應力的等離子正四乙氧基矽烷膜可以保證充分 束縛摻氟氧化矽玻璃中的氟自由基，從而使上層金屬連線層免受侵蝕，滿 足器件的電學要求。
圖1是現有技術中摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成的流程圖； 圖2是本發明摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
如圖2所示，本發明本發明摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法包 括以下步驟步驟一，澱積摻氟氧化矽玻璃(FSG)層間絕緣膜；步驟二， 澱積應力範圍處於-250MPa到-600MPa的等離子正四乙氧基矽烷膜；步驟 三，化學機械拋光平坦化；步驟四，開孔形成鎢連接線；步驟五，對鎢層 進行化學機械拋光；步驟六，澱積上層金屬連線層。
與圖1所示的現有技術不同的是，本發明所提供的方法在澱積了 FSG
之後，直接澱積高應力等離子正四乙氧基矽烷膜以達到束縛氟的自由基的
目的，該矽烷膜應力達到-250MPa到一600MPa。高應力等離子正四乙氧基 矽烷膜可由調節膜中的雜質含量來實現。相應地，化學機械拋光平坦化停 留在高應力等離子正四乙氧基矽垸膜中，而在化學機械拋光平坦化步驟之 後，不再需要澱積高折射率的氧化物。
本發明在FSG層間絕緣膜和金屬連線層之間使用應力達到-250MPa到 -600MPa的等離子正四乙氧基矽烷膜，取代現有技術中普通的氧化膜或者 應力只達到-lOOMPa至lj-200MPa的普通的正四乙氧基矽烷膜和後面附加的 高折射率氧化膜，利用該高應力等離子正四乙氧基矽烷膜對FSG中氟的自 由基的物理化學束縛來達到限制氟的自由基擴散的目的。不僅可以充分束 縛FSG中的氟自由基，保護金屬連線層，滿足器件電學要求；而且節約了 一步化學氣相澱積高折射率氧化膜的步驟，方便了化學機械拋光的工藝控 制，簡化含有FSG的層間絕緣膜的集成過程。
權利要求
1、一種摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法，包括以下步驟步驟一，澱積摻氟氧化矽層間絕緣膜；步驟二，澱積等離子正四乙氧基矽烷膜，該等離子正四乙氧基矽烷膜應力範圍處於-250MPa到-600MPa之間；步驟三，化學機械拋光平坦化；步驟四，開孔形成鎢連接線；步驟五，對鎢層進行化學機械拋光；步驟六，澱積上層金屬連線層。
2、 根據權利要求1所述摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法，其特 徵是，所述步驟三中的化學機械拋光平坦化停留在高應力等離子正四乙氧 基矽烷膜中。
全文摘要
本發明公開了一種摻氟氧化矽玻璃層間絕緣膜的集成方法包括以下步驟澱積摻氟氧化矽層間絕緣膜；澱積應力範圍處於-250MPa到-600MPa的等離子正四乙氧基矽烷膜；化學機械拋光平坦化，並停留在高應力等離子正四乙氧基矽烷膜中；開孔形成鎢連接線；對鎢層進行化學機械拋光；澱積上層金屬連線層。本發明通過高應力的等離子正四乙氧基矽烷膜可以保證充分束縛摻氟氧化矽玻璃中的氟自由基，從而使上層金屬連線層免受侵蝕，滿足器件的電學要求。
文檔編號H01L21/31GK101110385SQ200610029070
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月18日 優先權日2006年7月18日
發明者菲 李 申請人:上海華虹Nec電子有限公司