发明名称 双重金属镶嵌之结构和制造方法
摘要 一种双重金属镶嵌之结构和制造方法,其结构特征在具有金氧半电晶体结构的半导体基底上,有具有较高介电常数材料例如二氧化矽的第一金属层间隙区、较低介电常数材料例如聚硫亚氨的第二金属层间隙区,第一和第二金属层间隙区为金属层和金属内连线间的介电层。此双重金属镶嵌制造方法特征为在完成传统的双重金属镶嵌之后,使用部分反金属光罩图案,使得第二金属层间隙区中变成具有较低介电常数材料,而第一金属层间隙区仍是较高介电常数材料。因此,应用本发明可以同时满足良好的热传导和较快的元件速度这两项要求。
申请公布号 TW411579 申请公布日期 2000.11.11
申请号 TW087111845 申请日期 1998.07.21
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 吴俊元;卢火铁
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种双重金属镶嵌之制造方法,提供一双重金属镶嵌结构的半导体基底,该双重金属镶嵌结构包括复数个金属层和一层间介电层,该层间介电层的材料包含一第一介电材料,其中该层间介电层介于该些金属层之间,并该层间介电层包括复数个第一金属层间隙区和复数个第二金属层间隙区,该制造方法包括:使用部分反金属光罩图案,去除该些第二金属层间隙,形成复数个开口;以及在该些开口中,填满一第二介电材料;其中该些第一金属层间隙区宽度约为该双重金属镶嵌结构线宽的1-10倍;以及该些第二金属层间隙区宽度约为该高介电材料之双重金属镶嵌结构线宽的0.8-1.2倍。2.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第一介电材料包括二氧化矽。3.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第一介电材料包括氮化矽。4.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第二介电材料包括聚硫亚氨等。5.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第二介电材料更覆盖在该些开口和该些金属层、以及该些第一金属层间隙区上。6.如申请专利范围第2项所述之制造方法,其中形成该部分反金属光罩图案包括:提供一金属光罩图案,该金属光罩图案包括复数个金属层区,该些金属层区对应所应用的半导体制程中金属层区域并用以图案转移;在该金属光罩图案中没有该金属层区的区域,形成复数个反金属层区,该反金属层区包括复数个第一反金属层区和复数个第二反金属层区;去除该些金属层区;缩小该金属光罩图案,直到消除该些第二反金属层区;以及放大该些第一反金属层区,直到邻近的该些第一反金属层区彼此接触,连接形成一部分反金属层区;其中该些第一反金属层区宽度为光罩图案所应用的半导体制程线宽1-10倍,且第二反金属层区宽度约为光罩图案所应用的半导体制程线宽0.8-1.2倍。7.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中缩小该反金属层区的尺寸约为0.1-0.5m。8.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中放大该些第一反金属层区之放大値为:缩小该金属光罩图案之尺寸,再加上欲连接之该些第一反金属层区中最小金属线宽之一半。9.如申请专利范围第5项所述之制造方法,其中更包使用化学机械研磨法,去除在该开口、该金属层、以及该第一金属层间隙区上的部分该第二介电材料。10.如申请专利范围第5项所述之制造方法,其中更包括使用回蚀法,去除在该开口、该金属层、以及该第一金属层间隙区上的部分该第二介电材料。11.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该金属层材料包括铝。12.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该金属层材料包括银。13.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该金属层材料包括铜。14.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该金属层材料包括铝银合金。15.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该金属层材料包括铝铜合金。16.一种双重金属镶嵌之结构,该结构包括:一具有一金氧半电晶体结构的半导体基底,该金氧半电晶体结构包括一导电层;复数个金属内连线,在该半导体基底上,部分该些金属内连线底端电性连接该导电层;复数个金属层,在该些金属内连线上,与该些金属内连线电性连接;一第一金属层间隙区,位于部分该些金属层之间,该第一金属层间隙区的宽度约为该金氧半电晶体结构线宽的1-10倍,且该第一金属层间隙区的材料包含第一介电材料;以及一第二金属层间隙区,位于部分该些金属层之间,该第二金属层间隙区的宽度约为该金氧半电晶体结构线宽的0.8-1.2倍,且该第二金属层间隙区的材料包含第二介电材料。17.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该第一介电材料包括二氧化矽。18.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该第一介电材料包括氮化矽。19.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该第二介电材料包括聚硫亚氨等低介电常数之介质材料。20.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该导电层材料包括多晶矽。21.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该导电层材料包括金属。22.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该金属层材料包括铝。23.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该金属层材料包括银。24.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该金属层材料包括铜。25.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该金属层材料包括铝银合金。26.如申请专利范围第16项所述之结构,其中该金属层材料包括铝铜合金。图式简单说明:第一图A-第一图C绘示习知一种双重金属镶嵌之制造流程剖面示意图;第二图A-第二图D绘示依照本发明一较佳实施例,一种部分反金属光罩图案之制造流程剖面示意图;以及第三图A-第三图D绘示依照本发明一较佳实施例,一种双重金属镶嵌之制造流程剖面示意图。
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