发明名称 一种制作双镶嵌结构的方法
摘要 本发明系提供一种于一半导体晶片表面制作一双镶嵌(dual damascene)结构的方法,该半导体晶片包含有一基底(substrate)以及一导电层设于该基底上。该方法是先于该半导体晶片表面依序形成一第一保护层、一第一介电层、一第二保护层、一第二介电层、一第三保护层与一第三介电层,然后蚀刻该第三介电层以形成该双镶嵌结构之一上层沟槽的图案。接着蚀刻该第三保护层以及第二介电层直至该第二保护层表面,形成该双镶嵌结构之一下层接触洞(via hole)的图案。随后去除未被该第三介电层与该第二介电层所覆盖之该第三保护层以及该第二保护层,接着利用该第三介电层与第二保护层当作为硬罩幕,去除该第二介电层与该第一介电层直至该第一保护层表面。最后去除未被该第二介电层以及该第一介电层所覆盖之该第二保护层以及该第一保护层,直至该导电层表面,完成该双镶嵌结构之制作。
申请公布号 TW508741 申请公布日期 2002.11.01
申请号 TW090113873 申请日期 2001.06.07
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 黄义雄;黄俊仁;洪圭钧
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路三八九号五楼
主权项 1.一种于一半导体晶片表面制作一双镶嵌(dualdamascene)结构的方法,该半导体晶片包含有一基底(substrate)以及一导电层设于该基底上,该方法包含有下列步骤:于该半导体晶片表面依序形成一第一保护层、一第一介电层、一第二保护层、一第二介电层、一第三保护层、一第三介电层以及一第一抗反射层,并覆盖于该导电层之上;进行一第一黄光(lithography)制程,于该第一抗反射层表面形成一第一光阻(photoresist)层,以定义该双镶嵌结构之一上层沟槽的图案;进行一第一蚀刻(etch)制程,沿着该第一光阻层之图案去除未被该第一光阻层覆盖之该第一抗反射层以及该第三介电层,直至该第三保护层表面;去除该第一光阻层以及该第一抗反射层;于该半导体晶片表面形成一第二抗反射层;进行一第二黄光制程,于该第二抗反射层表面形成一第二光阻层,以定义该双镶嵌结构之一下层接触洞(via hole)的图案;进行一第二蚀刻制程,沿着该第二光阻层之图案去除未被该第二光阻层覆盖之该第二抗反射层以及该第三保护层,直至该第二介电层表面;去除该第二光阻层以及该第二抗反射层;进行一第三蚀刻制程,利用该第三介电层以及第三保护层当作为硬罩幕(hard mask),以去除未被该第三介电层以及该第三保护层所覆盖之该第二介电层,直至该第二保护层表面;进行一第四蚀刻制程,去除未被该第三介电层以及该第二介电层所覆盖之该第三保护层以及该第二保护层;进行一第五蚀刻制程,利用该第三介电层以及第二保护层当作为硬罩幕,以去除未被该第三介电层以及第二保护层所覆盖之该第二介电层以及该第一介电层,直至该第一保护层表面;以及进行一第六蚀刻制程,去除未被该第二介电层以及该第一介电层所覆盖之该第二保护层以及该第一保护层,直至该导电层表面,完成该双镶嵌结构之制作。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该导电层系一铜导线。3.如申请专利范围第1项之方法,其中各该保护层系由氮化矽(silicon nitride)、氮氧化矽(silicon-oxy-nitride)或碳化矽(silicon carbon)所构成。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一介电层或该第二介电层系由一低介电常数(low-K)材料所构成。5.如申请专利范围第4项之方法,其中该低介电常数材料包含有FLARETM、SiLKTM、亚芳香基醚类聚合物(poly(arylene ether)polymer)、parylene类化合物、聚醯亚胺(polyimide)系高分子、氟化聚醯亚胺(fluorinatedpolyimide)、HSQ、氟矽玻璃(FSG)、二氧化矽、多孔矽玻璃(nanoporous silica)或铁氟龙。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该第三介电层系由一矽氧化合物所构成,而该该第三保护层系由氮化矽所构成。7.一种于一半导体晶片表面制作一双镶嵌结构的方法,该半导体晶片包含有一基底以及一导电层设于该基底上,该方法包含有下列步骤:于该半导体晶片表面依序形成一第一保护层、一第一介电层、一第二保护层、一第二介电层、一第三保护层以及一抗反射层,并覆盖于该导电层之上;进行一第一黄光制程,于该抗反射层表面形成一第一光阻层,以定义该双镶嵌结构之一上层沟槽的图案;进行一第一蚀刻制程,沿着该第一光阻层之图案去除未被该第一光阻层覆盖之该抗反射层,直至该第三保护层表面;去除该第一光阻层;进行一第二黄光制程,于该半导体晶片表面形成一第二光阻层,以定义该双镶嵌结构之一下层接触洞的图案;进行一第二蚀刻制程,沿着该第二光阻层之图案去除未被该第二光阻层覆盖之该第三保护层,直至该第二介电层表面;去除该第二光阻层;进行一第三蚀刻制程,利用该抗反射层以及第三保护层当作为硬罩幕,以去除未被该抗反射层以及该第三保护层所覆盖之该第二介电层,直至该第二保护层表面;进行一第四蚀刻制程,去除未被该抗反射层以及该第二介电层所覆盖之该第三保护层以及该第二保护层;进行一第五蚀刻制程,利用该抗反射层以及第二保护层当作为硬罩幕,以去除未被该抗反射层以及第二保护层所覆盖之该第二介电层以及该第一介电层,直至该第一保护层表面;以及进行一第六蚀刻制程,去除未被该第二介电层以及该第一介电层所覆盖之该第二保护层以及该第一保护层,直至该导电层表面,完成该双镶嵌结构之制作。8.如申请专利范围第7项之方法,其中该导电层系一铜导线。9.如申请专利范围第7项之方法,其中各该保护层系由氮化矽或碳化矽(silicon carbon,SiC)所构成。10.如申请专利范围第7项之方法,其中该抗反射层系由氮氧化矽(silicon-oxy-nitride)所构成,而该第三保护层系由碳化矽(SiC)所构成。11.如申请专利范围第7项之方法,其中该第一介电层或该第二介电层系由一低介电常数(low-K)材料所构成。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该低介电常数材料包含有FLARETM、SiLKTM、亚芳香基醚类聚合物(poly(arylene ether)polymer)、parylene类化合物、聚醯亚胺(polyimide)系高分子、氟化聚醯亚胺(fluorinatedpolyimide)、HSQ、氟矽玻璃(FSG)、二氧化矽、多孔矽玻璃(nanoporous silica)或铁氟龙。13.一种于一半导体晶片表面制作一双镶嵌结构的方法,该半导体晶片包含有一基底以及一导电层设于该基底上,该方法包含有下列步骤:于该半导体晶片表面依序形成一第一保护层、一介电层、一第二保护层以及一抗反射层,并覆盖于该导电层之上;进行一第一黄光制程,于该抗反射层表面形成一第一光阻层,以定义该双镶嵌结构之一上层沟槽的图案;进行一第一蚀刻制程,沿着该第一光阻层之图案去除未被该第一光阻层覆盖之该抗反射层,直至该第二保护层表面;去除该第一光阻层;进行一第二黄光制程,于该半导体晶片表面形成一第二光阻层,以定义该双镶嵌结构之一下层接触洞的图案;进行一第二蚀刻制程,沿着该第二光阻层之图案去除未被该第二光阻层覆盖之该第二保护层,直至该介电层表面;去除该第二光阻层;进行一第三蚀刻制程,利用该抗反射层以及第二保护层当作为硬罩幕,以去除未被该抗反射层以及该第二保护层所覆盖之该介电层直至一预定深度;进行一第四蚀刻制程,去除未被该抗反射层所覆盖之该第二保护层;进行一第五蚀刻制程,利用该抗反射层当作为硬罩幕,以去除未被该抗反射层所覆盖之部份的该介电层,直至该第一保护层表面,并形成该双镶嵌结构;以及进行一第六蚀刻制程,去除未被该介电层所覆盖之该第一保护层,直至该导电层表面。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该导电层系一铜导线。15.如申请专利范围第13项之方法,其中各该保护层系由氮化矽或碳化矽(SiC)所构成。16.如申请专利范围第13项之方法,其中该抗反射层系由氮氧化矽(silicon-oxy-nitride)所构成,而该第二保护层系由碳化矽(SiC)所构成。17.如申请专利范围第13项之方法,其中该介电层系由一低介电常数(low-K)材料所构成。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该低介电常数材料包含有FLARETM、SiLKTM、亚芳香基醚类聚合物(poly(arylene ether)polymer)、parylene类化合物、聚醯亚胺(polyimide)系高分子、氟化聚醯亚胺(fluorinatedpolyimide)、HSQ、氟矽玻璃(FSG)、二氧化矽、多孔矽玻璃(nanoporous silica)或铁氟龙。图式简单说明:图一至图五为习知形成双镶嵌结构的方法示意图。图六至图十三为本发明于半导体晶片表面制作一双镶嵌结构之第一实施例方法示意图。图十四至图二十为本发明于半导体晶片表面制作一双镶嵌结构之第二实施例方法示意图。
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