雙鑲嵌結構的形成方法

2023-06-10 00:02:46 2

專利名稱：雙鑲嵌結構的形成方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造技術領域，特別涉及一種雙鑲嵌結構的形成方法。
技術背景隨著集成電路的製作向超大規模集成電路(ULSI)發展，內部的電路密 度越來越大，所含元件數量不斷增加，使得晶片的表面無法提供足夠的面積 來製作所需的互連線(Interconnect)。因此，為了配合元件縮小後所增加的 互連線需求，兩層以上的多層金屬互連線的設計，成為超大規模集成電路技 術所必須採用的方法。其中，進入0.18微米工藝技術後，採用銅和低介電常數 (低k值，low dielectric constant)介電層的雙鑲嵌結構，因其可以減小金屬電阻及 晶片的互連延遲，成為高集成度、高速邏輯集成電路晶片製造的最佳方案。雙鑲嵌結構通過在層間介電層內刻蝕形成通孔和溝槽，填充入導電材料， 並利用化學機械研磨方法去除額外的導電材料，實現既能為每一金屬層產生 通孔又能產生引線。下面簡單介紹一種常用的雙鑲嵌結構的形成方法，

圖1A 至1E為說明傳統的雙鑲嵌結構形成方法的器件剖面示意圖，如圖1A所示，首 先在要形成雙鑲嵌結構的襯底101上沉積一層刻蝕停止層102，該層通常採用 氮化矽材料或含氮的碳矽化合物材料。然後，在該停止層102上沉積一層間介 電層103，該層要求為低k值的介電材料層，可以是利用化學氣相沉積方法形 成的氧化矽材料，也可以是利用旋塗方法將膠狀的氧化矽基材料塗布在襯底 上，並烘烤成形的具有較低k值的多孔材料。接著，在該介電層103上塗布光刻膠並進行圖形化處理，再以該光刻膠為 掩膜對介電層103進行刻蝕形成通孔，圖1B為形成通孔後的器件剖面圖，如圖 1B所示，在本步刻蝕工藝中，在通孔104的側壁處產生一些刻蝕後聚合物105， 其會對後面的工藝產生不良影響，為此，美國專利6713402中，公開了一種在 刻蝕後對襯底送入等離子體清洗室進行清洗以去除該刻蝕後殘留物的方法， 但是該方法會對襯底本身有一定的損傷，並不可取。另外，在該步刻蝕工藝 中，刻蝕停止層中的含氮化合物會在等離子體作用下與刻蝕氣體發生反應， 在側壁層中形成氨類的化合物，其同樣會對後面的工藝產生不良影響，而該
發明中的等離子清洗的方法並不能將側壁層中包含的氨類的化合物去除乾淨。再接著，對襯底進行塗布光刻膠及圖形化出溝槽的處理。在溝槽形成工 藝中，因受到前面刻蝕時殘留的聚合物及產生的氨類的化合物的影響，會產生一些不正常的現象。圖1C為本步光刻圖形化後的器件剖面示意圖，如圖1C 所示，因光刻膠107在曝光後呈酸性，其在遇到聚合物和側壁層中的氨類的化 合物時，會發生反應，結果導致顯影不完全，在邊角處留下了一些光刻膠的 殘渣IIO。在顯微鏡下觀察，表現為光刻圖形的邊緣有彎曲和虛邊現象。即使 在本步光刻前對襯底進行了等離子清洗去除殘留聚合物的處理，但因通孔底 部側壁層中氨類的化合物的存在，仍會出現這一問題，可稱之為光刻膠被毒 化。然後，以光刻圖形為掩膜進行溝槽的刻蝕，並在溝槽形成後，利用溼法 腐蝕的方法將通孔底部的刻蝕停止層腐蝕去除並進行金屬化。圖1D為刻蝕形 成溝槽後的器件剖面示意圖，如圖1D所示，由於圖形邊緣處光刻膠殘渣的存 在，以光刻圖形為掩膜形成的溝槽108同樣也會在邊角處出現未刻蝕乾淨的邊 角物120，導致刻蝕不完全而引起溝槽圖形的變形。圖1E為形成雙鑲嵌結構後的器件剖面示意圖，如圖1E所示，形成溝槽後， 利用電化學鍍(ECP， Electro Chemical Plating)的方法在通孔和溝槽內填充銅金 屬109，再利用化學機械研磨(CMP， Chemical Mechanical Polishing)的方法 去除多餘的金屬，並將其磨平，形成雙鑲嵌結構。但是，由於溝槽108出現了 形變，其實際尺寸偏離了設計值，會導致銅的填充質量下降，在隨後進行的 CMP工藝中，尤其對於尺寸較小的溝槽，易出現銅線斷裂的現象，如圖中130 所示。在顯微鏡下觀察，表現為襯底表面金屬連線變細，甚至中斷，結果導 致電路無法正常工作。為解決這一因光刻膠被毒化而導致的電路失效的問題，申請號為 02128694.9的中國專利公開了一種形成雙鑲嵌結構的方法，該方法通過在層間 介電層的上方增加一層上蓋層氧化矽，並在第一次刻蝕時僅停留在該上蓋層 上，來防止光刻膠與含有氨類化合物的介電層相接觸，保護光刻膠不被毒化， 但是該方法中上蓋層和層間介電層均為氧化矽材料，不能保證該第一次刻蝕 時能停留在上蓋層處，即使該上蓋層的材料選擇了刻蝕速率較慢的氧化矽材
料，因其厚度和刻蝕速率差有限，仍可能會發生過刻蝕的現象，此時，光刻 膠仍會與介電層相接觸，被其內的氨類的化合物毒化，即該方法的實現不易 控制。另外，該方法的適用範圍較窄，對於介電層材料本身不含氨類化合物， 而是位於該層下的刻蝕停止層在刻蝕時產生了氨類化合物，並因此導致的光 刻膠被毒化的現象，該方法並不適用。 發明內容本發明提供了 一種雙鑲嵌結構的形成方法，利用 一層阻擋層防止光刻膠 被毒化，改善了現有雙鑲嵌結構中易出現金屬連線變細或中斷的問題。本發明提供的一種雙鑲嵌結構的形成方法，包括步驟 提供一表面至少具有 一導電區域的襯底； 在所述襯底上形成一刻蝕停止層； 在所述襯底上形成一層間介電層；利用光刻膠對所述層間介電層進行通孔的圖形化處理，並刻蝕形成通孔； 在所述層間介電層上和所述通孔內壁處形成一阻擋層； 利用光刻膠在所述阻擋層上進行溝槽的圖形化處理； 刻蝕所述阻擋層和所述層間介電層形成溝槽，且所述溝槽下方至少有一 個所述通孔；在所述溝槽和所述通孔中填充導電材料； 對所述導電材料進行研磨處理，形成雙鑲嵌結構。 其中，所述刻蝕停止層為含氮的碳矽化合物層。其中，所述阻擋層是介電材料，其厚度在30至300A之間，且所述阻擋 層是利用化學氣相沉積方法在200至400。C之間的溫度下形成的。其中，在填充導電材料前，可以利用溼法腐蝕方法將所述阻擋層和所述 刻蝕停止層去除。另外，還可以在形成阻擋層後，在所述介電層上和所述通孔中覆蓋一層 防反射層，所述防反射層是利用旋塗方法形成的膠狀氧化矽基材料。此時， 在填充導電材料前，要利用溼法腐蝕方法將所述防反射層、所述阻擋層和所 述刻蝕停止層去除。本發明具有相同或相應技術特徵的另一種雙鑲嵌結構的形成方法，包括 步驟 提供 一表面至少具有 一 導電區域的襯底；在所述襯底上形成一刻蝕停止層；在所述襯底上形成一層間介電層；利用光刻方法對所述層間介電層進行溝槽的圖形化處理，並刻蝕形成溝槽；在所述層間介電層上和所述溝槽內壁處形成一阻擋層； 利用光刻方法在所述阻擋層上進行通孔的圖形化處理； 對所述阻擋層和所述層間介電層進行刻蝕處理形成通孔，且所述通孔位 於所述溝衝曹內；在所述溝槽和所述通孔中填充導電材料； 對所述導電材料進行研磨處理，形成雙鑲嵌結構。 其中，所述刻蝕停止層為含氮的碳矽化合物層。其中，所述阻擋層是介電材料，其厚度在30至300A之間，且所述阻擋 層是利用化學氣相沉積方法在2 00到4 00°C之間的溫度下形成的。 與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明的雙鑲嵌結構的形成方法，通過在刻蝕後沉積一層阻擋層，將刻 蝕後殘留的聚合物及生成的氨類化合物阻擋在該阻擋層之下，防止了光刻膠 被毒化，改善了雙鑲嵌工藝中易出現的金屬連線中斷的問題，提高了雙鑲嵌 結構的穩定性和可靠性。本發明的雙鑲嵌結構的形成方法實現方便，易於控制，適用範圍較寬， 可應用於各種雙鑲嵌結構。另外，本發明中所增加的阻擋層的材料選擇方面 也比較靈活。 附困說明圖1A至1E為說明傳統的雙鑲嵌結構形成方法的器件剖面示意圖； 圖2為本發明第一實施例的雙鑲嵌結構形成方法的流程圖； 圖3A至3F為說明本發明第一實施例的雙鑲嵌結構形成方法的器件剖面 示意圖； 具體實施方式
為使本發明的上迷目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖 對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。本發明的處理方法可被廣泛地應用到許多應用中，並且可利用許多適當 的材料製作，下面是通過較佳的實施例來加以說明，當然本發明並不局限於 該具體實施例，本領域內的普通技術人員所熟知的一般的替換無疑地涵蓋在 本發明的保護範圍內。其次，本發明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發明實施例時，為 了便於說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，不應以此 作為對本發明的限定，此外，在實際的製作中，應包含長度、寬度及深度的 三維空間尺寸。圖2為本發明第一實施例的雙鑲嵌結構形成方法的流程圖，圖3A至3F 為說明本發明第一實施例的雙鑲嵌結構形成方法的器件剖面示意圖，下面結 合圖2和圖3A至3F對本發明的第一實施例進行詳細說明。首先，提供一需要形成雙鑲嵌結構的襯底(S201)。因雙鑲嵌結構是用於 形成層間金屬導線連接的，在該襯底表面上應具有至少一處導電區域，且後 面最終形成的雙鑲嵌結構的底部是與該襯底表面上的導電區域相連的，或者 說，本發明的雙鑲嵌結構是建立在襯底表面的部分導電區域之上的，以實現 兩層間的電連接。然後，在該襯底上形成一刻蝕停止層(S202)。該層是用於保護下面的襯 底材料的，要求其在刻蝕速率方面要低於其上的介電層，以防止後面刻蝕介 電層時發生過刻蝕損傷到下面的襯底材料。在0.13微米以上的工藝中，該層 一般採用氮化矽材料，而0.13微米以下的工藝中，為了與低k值的介電材料 更好地匹配，常改用含氧、氮的碳矽化合物材料作為刻蝕停止層。本實施例 中選用的是含氮的碳矽化合物。接著，在刻蝕停止層上沉積一層間介電層(S203 )。圖3A為形成層間介 電層後的器件剖面示意圖(圖中未示出襯底中的導電區域)，如圖3A所示， 襯底101上為刻蝕停止層102，在其上又形成了一層間介電層103。對於高集 成度、高速器件，為降低寄生電容，該介電層必須選擇低k值的介電層，如 利用化學氣相沉積方法形成的摻氟的氧化矽(FSG),摻碳的氧化矽(CDO)，
未摻雜的氧化矽(USG)層，或者採用旋塗的方式(SOD)利用液態的膠狀氧化 矽基材料形成的多孔介電層。本實施例中選用的是具有低k值的化學氣相沉 積方法製成的BD (Black Diamond)材料。再接著，在介電層103上塗布光刻膠並進行圖形化處理，再以該光刻膠 為掩膜對介電層103進行刻蝕形成通孔(S204)。圖3B為形成通孔後的器件 剖面圖，如圖3B所示，本步刻蝕工藝中， 一方面在通孔104的側壁處產生了 一些刻蝕後聚合物105;另一方面，刻蝕停止層中的含氮化合物會在等離子體 作用下與刻蝕氣體發生反應，在側壁層中形成氨類的化合物。本步所產生的聚合物和氨類的化合物會導致後面再塗布的光刻膠被毒化。本實施例中，是直接以光刻膠為掩膜對通孔進行刻蝕的，在本發明的其 他實施例中，還可以在層間介電層103上再形成一層硬掩膜層，先對其進行 圖形化處理，再以其為掩膜進行刻蝕形成通孔；或者在對該硬掩膜層進行圖 形化後，再以光刻膠及該硬掩膜層一起作為掩膜進行通孔的刻蝕，該硬掩膜 層的存在，可以令形成的通孔邊緣形狀更好。對於雙鑲嵌結構，在形成通孔後，還需再次進行圖形化及幹法刻蝕步驟 以形成溝槽，其中的圖形化處理又包括了塗布光刻膠、前烘、光刻曝光、顯 影、後烘等處理過程。這一處理過程中，在對所塗布的光刻膠進行前烘加熱 處理時，前面刻蝕通孔時產生的聚合物和氨類化合物，會向上擴散，與光刻 膠相接觸；而在隨後進行的曝光處理中，曝光後的光刻膠呈酸性，其會受到 擴散上來的鹼性的聚合物及氨類化合物的影響，結果導致本應在顯影中被去 除的曝光後光刻膠未被完全去除乾淨，仍殘留了部分光刻膠殘渣，即，光刻 膠被毒化。其表現為光刻後的圖形邊緣有彎曲和虛影出現，而按此光刻圖形 進行刻蝕後，形成的溝槽形狀也不會正常。為避免這一現象的出現，本發明在形成通孔後，增加了沉積一層阻擋層 的步驟(S205 )，將刻蝕通孔時所產生的聚合物及氨類化合物隔離在該阻擋層 之下，阻止其在光刻膠烘烤過程中向光刻膠內部的擴散，也就防止了光刻膠 被毒化現象的出現。圖3C為形成阻擋層後的器件剖面圖，如圖3C所示，在 層間介電層103上和通孔104的內壁處覆蓋了一層阻擋層301，該阻擋層的作 用是防止聚合物及氨類化合物的擴散。因其可以後面的工藝中去除，對最終 形成的雙鑲嵌結構的性能不會有影響，故而其材料的選擇範圍也較寬，可以為介電材料，如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽等，也可以為多晶矽等 半導體材料。只要其既能滿足防止擴散的要求，又易於被去除即可。為此， 該阻擋層厚度的確定要進行折衷考慮，既不能過厚，也不能過薄， 一般可在10到300A之間，具體厚度可綜合材料特點共同確定。另外，為了儘量不增 加器件製作中的熱預算，該阻擋層通常可選用在較低溫度下生長。本實施例 中，選用了化學氣相沉積的方法，在200°C到400°C之間，如300°C下，生 長了一層氮化矽層為阻擋層，其厚度為50A。形成阻擋層後，再進行圖形化處理並刻蝕形成溝槽(S206)。圖3D為本 步光刻圖形化後的器件剖面示意圖，如圖3D所示，因有阻擋層301的存在，將 S204中產生的聚合物和氨類化合物與光刻膠隔離開來。即使在圖形化過程中， 會有一定的加熱處理，也無法向上擴散至光刻膠107內，因而也就不會對曝光 後呈酸性的光刻膠有影響，防止了光刻膠被毒化，保證了光刻膠曝光、顯影 工藝的正常進行，並最終得到完整的光刻膠圖形。表現為顯微鏡下觀察到的 圖形的邊緣清晰。溝槽形成後，去除襯底表面的光刻膠，此時，可以增加一步去除阻擋層 和通孔底部的刻蝕停止層的操作，通常可採用溼法腐蝕，因該層厚度有限， 且通常會選用與介電層間的腐蝕速率相差較大的腐蝕液，本步搡作對雙鑲嵌 結構的形成影響不大。圖3E為刻蝕形成溝槽後的器件剖面示意圖，如圖3E所 示，以該正常的光刻圖形為掩膜進行幹法刻蝕，所得到的溝槽的形狀也會相 應完整，不會產生形變，因而各溝槽108的形狀均表面正常。注意到形成的溝 槽下方的通孔可能存在一個或多個通孔，其是根據電路功能，具體設計每一 個溝槽下所對應的通孔的情況，通常至少會有一個。接著，對形成的溝槽和通孔進行填充導電材料的處理(S207)。對於高 集成度、高速器件，通常採用金屬銅進行填充。填充後，再利用CMP的方法去除襯底表面多餘的金屬，並將其磨平，形 成雙鑲嵌結構(S208)。圖3F為形成雙鑲嵌結構後的器件剖面示意圖，如圖 3F所示，形成溝槽後，利用電化學鍍的方法在通孔和溝槽內填充銅金屬109。 因本實施例中增加了阻擋層的製作，阻止了光刻膠的毒化，所形成的通孔和 溝槽形狀規則，與設計情況相符，銅金屬的填充質量會較好。在CMP工藝完
成後，通孔和溝槽內的銅金屬會保留完整，在顯微鏡下觀察，表現為村底表 面金屬連線正常。本實施例中的雙鑲嵌結構的形成是先形成通孔再形成溝槽的，實際工藝 中，也可以先形成溝槽再形成通孔，對於後者，可以在第一次幹法刻蝕形成 溝槽後，增加一步沉積阻擋層的操作，再進行後面的工藝，同樣可以避免因 光刻膠被毒化而導致的通孔變形，銅金屬脫落，電路無法正常工作的問題。 其具體實現方法與上述方法類似，本領域的普通^l支術人員應易於理解，不再 贅述。圖4為本發明第二實施例的雙鑲嵌結構形成方法的流程圖，圖5A至5H 為說明本發明第二實施例的雙鑲嵌結構形成方法的器件剖面示意圖。下面結 合圖4和圖5A至5H對本發明的第二實施例的具體實施過程進行詳細介紹。首先，提供一需要形成雙鑲嵌結構的襯底(S401 )。且該襯底表面上應具 有至少一處導電區域，其與後面形成的雙鑲嵌結構的底部相連。然後，在該襯底上形成一刻蝕停止層(S402)。本實施例中該層選用的是 含氮的碳矽化合物。接著，在刻蝕停止層上沉積一層間介電層(S403)。圖5A為形成層間介 電層後的器件剖面示意圖，如圖5A所示，襯底101上為刻蝕停止層102，在 其上又形成了一層間介電層103。對於高集成度、高速器件，為降低寄生電容， 該介電層必須選擇低k值的介電層，如摻氟的氧化矽(FSG)，摻碳的氧化矽 (CDO),純矽酸鹽玻璃(USG)層，或者採用旋塗的方式(SOD)利用液態的 膠狀氧化矽基材料形成。本實施例中，在綜合考慮了機械特性和多孔特性後， 選用了機械特性較好的由CVD方法形成的BD和FSG材料，由二者一起構成 兩金屬層間的混合型層間介電層。該混合型介電層形成後，在其上塗布光刻膠並進行圖形化處理，再以該 光刻膠為掩膜對介電層103進行刻蝕形成通孔(S404)。圖5B為形成通孔後 的器件剖面圖，如圖5B所示，本步刻蝕工藝中，會產生兩類刻蝕後產物，一 類是刻蝕停止層中的含氮化合物在等離子體作用下與刻蝕氣體發生反應，在 側壁層中形成的氨類化合物產物；另一類是在刻蝕時在通孔104的側壁處產 生的一些刻蝕後聚合物105。這兩類刻蝕產物會在後續的熱處理過程中向上擴 散，與後面圖形化過程中所用的光刻膠相接觸，並與曝光後呈酸性的光刻膠
反應，導致本應在顯影中被去除的爆光後光刻膠不能被完全去除乾淨，在顯 影后應沒有光刻膠的部位，尤其是圖形邊角處仍會存在部分光刻膠殘渣，表 現為光刻後的圖形邊緣有虛影出現，按此圖形進行刻蝕後，就會導致形成的 溝槽變形。本實施例中，後面對介電層進行溝槽圖形化的過程中，會旋塗氧化矽基的材料DUO,以達到平坦化和防反射的目的，但是該DUO材料沒有足夠的 抗擴散能力，因而在其的烘烤成形過程中，因刻蝕所產生的聚合物與氨類的 化合物會較容易地通過其向上擴散；並且，在後期對在其上所塗布的光刻膠 進行前烘的時候，這些已位於DUO材料中的聚合物與氨類的化合物會繼續向 上擴散至光刻膠內部，對曝光後的光刻膠產生影響，同樣也會造成光刻膠顯 影不充分，圖形發生變形的結果。為避免這一現象的出現，本實施例在形成通孔後，沉積了一層阻擋層 (S405 )，將刻蝕通孔時所產生的聚合物及氨類化合物隔離在該阻擋層之下， 防止其與光刻膠接觸，也就防止了光刻膠被毒化問題的發生。圖5C為形成阻 擋層後的器件剖面圖，如圖5C所示，在層間介電層103和通孔104的內壁處 覆蓋了一層阻擋層301,該阻擋層材料的選擇可以是未摻雜的氧化矽、摻氟的 氧化矽或摻碳的氧化矽等，其厚度要既能滿足防止擴散的要求，又要易於被 去除。本實施例中，選用CVD方法，在200到400°C之間，如300°C下，生 長了 一層低溫TEOS氧化矽層及為阻擋層，其厚度可以在30到300A之間， 如為80A、 150 A或200 A等。阻擋層形成後，旋塗氧化矽基的DUO材料形成防反射層(S406)，圖5D 為形成防反射層後的器件剖面圖，如圖5D所示，在形成通孔和阻擋層後，利 用旋塗的方法在襯底表面塗布一層膠狀的DUO防反射層501 ，以達到平坦化 表面及防反射的目的。雖然該防反射層501的抗擴散能力較差，但是，由於 本實施例中已在該防反射層下加了 一層阻擋層，前面通孔刻蝕的殘留產物不 會擴散至該防反射層中。形成防反射層後，對村底進行圖形化並刻蝕出溝槽(S407)。圖5E為本 步光刻圖形化後的器件剖面示意圖，如圖5E所示，因有阻擋層301的存在，將 S404中產生的聚合物和氨類化合物不能穿過防反射層501與光刻膠107相接 觸，也就不會對曝光後呈酸性的光刻膠有影響，防止了光刻膠被毒化，保證
了光刻膠曝光、顯影工藝的正常進行，並最終得到完整的光刻膠圖形。表現 為顯微鏡下觀察到的圖形的邊緣清晰。圖5F為刻蝕形成溝槽後的器件剖面示意圖，如圖5F所示，因光刻圖形已 正常，以其為掩膜進行刻蝕而得到的溝槽108的形狀也相應地恢復了正常，形 成了圖形規則的溝槽。溝槽幹法刻蝕完成後，還需去除防反射層、阻擋層和通孔內的刻蝕停止 層(S408)。圖5G為去除防反射層、阻擋層和刻蝕停止層後的器件剖面示意 圖，如圖5G所示，利用溼法腐蝕的方法將通孔104內的防反射層、阻擋層、刻 蝕停止層一起去除。本實施例中，採用的是將防反射層、阻擋層、刻蝕停止層一次溼法腐蝕 去除。在本發明的其他實施例中，也可以選擇將各阻擋層、刻蝕停止層在不 同工藝步驟後分別採用不同的腐蝕液腐蝕去除。去除防反射層、阻擋層和刻蝕停止層後，對形成的溝槽和通孔進行填充 導電材料的處理(S409)。對於高集成度、高速器件，是採用電化學鍍金屬 銅的方法進行填充。填充後，再利用CMP的方法去除襯底表面多餘的金屬， 並將其磨平，形成雙鑲嵌結構(S410)。圖5H為形成雙鑲嵌結構後的器件剖 面示意圖，如圖5H所示，形成溝槽後，利用電化學鍍的方法在通孔和溝槽內 填充銅金屬109，因本實施例中增加了一層阻擋層，防止了光刻膠的被毒化， 所形成的通孔和溝槽形狀規則，銅金屬的填充質量會較好。在CMP工藝完成 後，通孔和溝槽內的銅金屬會保留完整。在顯微鏡下觀察，表現為襯底表面 金屬連線正常。以上是對本發明雙鑲嵌結構的形成方法的部分具體實施例的介紹，本發 明的雙鑲嵌結構的形成方法，通過沉積一層阻擋層，將刻蝕後殘留的聚合物 及生成的氨類化合物與光刻膠隔離開，防止了光刻膠被毒化，改善了雙鑲嵌 工藝中易出現的金屬連線中斷的問題，增強了雙鑲嵌結構的可靠性，提高了 產品的成品率。本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何 本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
權利要求
1、一種雙鑲嵌結構的形成方法，其特徵在於，包括步驟提供一表面至少具有一導電區域的襯底；在所述襯底上形成一刻蝕停止層；在所述襯底上形成一層間介電層；利用光刻膠對所述層間介電層進行通孔的圖形化處理，並刻蝕形成通孔；在所述層間介電層上和所述通孔內壁處形成一阻擋層；利用光刻膠在所述阻擋層上進行溝槽的圖形化處理；刻蝕所述阻擋層和所述層間介電層形成溝槽，且所述溝槽下方至少有一個所述通孔；在所述溝槽和所述通孔中填充導電材料；對所述導電材料進行研磨處理，形成雙鑲嵌結構。
2、 如權利要求1所述的形成方法，其特徵在於所述刻蝕停止層為含氮 的碳矽化合物層。
3、 如權利要求1所述的形成方法，其特徵在於所述阻擋層是介電材料。
4、 如權利要求1所述的形成方法，其特徵在於所述阻擋層的厚度在30 至300A之間。
5、 如權利要求l所述的形成方法，其特徵在於所述阻擋層是利用化學 氣相沉積方法在200至400°C之間的溫度下形成的。
6、 如權利要求1所述的形成方法，其特徵在於填充導電材料前，利用 溼法腐蝕方法將所述阻擋層和所述刻蝕停止層去除。
7、 如權利要求1所述的形成方法，其特徵在於形成阻擋層後，還在所 述介電層上和所述通孔中覆蓋了一層防反射層。
8、 如權利要求7所述的形成方法，其特徵在於所述防反射層是利用旋 塗方法形成的膠狀氧化矽基材料。
9、 如權利要求7所述的形成方法，其特徵在於填充導電材料前，利用 溼法腐蝕方法將所述防反射層、所述阻擋層和所述刻蝕停止層去除。
10、 一種雙鑲嵌結構的形成方法，其特徵在於，包括步驟 提供一表面至少具有 一導電區域的襯底； 在所述襯底上形成一刻蝕停止層； 在所述襯底上形成一層間介電層； 利用光刻方法對所述層間介電層進行溝槽的圖形化處理，並刻蝕形成溝槽；在所述層間介電層上和所述溝槽內壁處形成一阻擋層； 利用光刻方法在所述阻擋層上進行通孔的圖形化處理； 對所述阻擋層和所述層間介電層進行刻蝕處理形成通孔，且所述通孔位 於所述溝槽內；在所述溝槽和所述通孔中填充導電材料； 對所述導電材料進行研磨處理，形成雙鑲嵌結構。
11、 如權利要求10所述的形成方法，其特徵在於所述刻蝕停止層為含 氮的碳矽化合物層。
12、 如權利要求10所述的形成方法，其特徵在於所述阻擋層是介電材料。
13、 如權利要求IO所述的形成方法，其特徵在於所述阻擋層的厚度在 30至300A之間。
14、 如權利要求IO所述的形成方法，其特徵在於所述阻擋層是利用化 學氣相沉積方法在200到400°C之間的溫度下形成的。
全文摘要
公開了一種雙鑲嵌結構的形成方法，包括步驟提供一表面至少具有一導電區域的襯底；在所述襯底上形成一刻蝕停止層；在所述襯底上形成一層間介電層；利用光刻膠對所述層間介電層進行通孔的圖形化處理，並刻蝕形成通孔；在所述層間介電層上和所述通孔內壁處形成一阻擋層；利用光刻膠在所述阻擋層上進行溝槽的圖形化處理；刻蝕所述阻擋層和所述層間介電層形成溝槽；在所述溝槽和所述通孔中填充導電材料；對所述導電材料進行研磨處理，形成雙鑲嵌結構。本方法可以防止光刻時襯底材料對光刻膠的毒化，改善了雙鑲嵌工藝中易出現的金屬連線中斷的問題，提高了雙鑲嵌結構的穩定性和可靠性。
文檔編號H01L21/70GK101154622SQ200610116880
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月30日 優先權日2006年9月30日
發明者王向東, 趙永紅, 高俊濤 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司