铜金属镶崁式内连导线的制造方法

摘要

一种以铜金属制作镶崁式内连导线构造(damascene interconnect structure)的改良制程，其利用阻绝金属层(barrier metal)或适当介电层将铜金属完全包住，藉以防止铜金属扩散而影响元件的性质。首先，于一半导体基底上覆盖一绝缘层，并在其中形成包含内连导线凹槽和接触窗的镶嵌式开口，露出部分基底的表面。其次，在上述镶嵌式开口的底部和侧壁表面上形成第一阻绝层，并以一铜金属层填满镶嵌式开口，以同时形成内连导线和接触插塞构造。接着，施行一回蚀刻程序，使得铜金属的表面高度低于第一绝缘层者。接下来，形成第二阻绝层覆于绝缘层和金属的表面上。然后，施行一化学性机械研磨程序，去除第二阻绝层位于绝缘层上方的部分，得到一平坦的表面。如此，铜金属将完全地被第一和第二阻绝层所包覆，可有效避免铜金属扩散，进而提升元件性质。

主权项

1.一种铜金属镶崁式内连导线(damascene interconnect)的制造方法,包括下列步骤:形成一绝缘层覆于一半导体基底上,并在该绝缘层中形成包含内连导线凹槽和接触窗的镶嵌式开口,露出部分该半导体基底的表面;形成第一阻绝层(barrier layer),覆于该镶嵌式开口的底部和侧壁表面上;形成一铜金属层填入该镶嵌式开口内,以制成内连导线和接触拴构造;施行一回蚀刻程序(etch back),使得该铜金属层的表面高度低于该第一绝缘层者;形成第二阻绝层,覆于该铜金属层和该绝缘层表面上,其与该第一阻绝层共同将该铜金属层完全包覆;以及施行一化学性机械研磨程序(CMP),以去除该第二阻绝层位于该绝缘层上方的部分,而得到一平坦的表面,完成铜金属镶崁式内连导线的制程。2.如申请专利范围第1项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该半导体基底系一矽晶圆。3.如申请专利范围第1项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该绝缘层系沈积多层材料相同或相异的气化物所构成的氧化物叠层(stacked layer)。4.如申请专利范围第1项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该第一和第二阻绝层系氮化矽层。5.如申请专利范围第1项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该第一和第二阻绝层系为阻绝金属层(barrier metal)。6.如申请专利范围第5项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该阻绝金属层的材质为Ta、TaN、WN、或TiN。7.如申请专利范围第1项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该回蚀刻程序系一使用C2气体的乾式蚀刻程序(dry etching)。8.如申请专利范围第1项所述一种铜金属镶崁式内连导线的制造方法,其中该回蚀刻程序系一使用HNO3溶液的湿式蚀刻程序(wet etching)。图式简单说明:第一图A至第一图C均为剖面图,显示传统制作接触窗和内连接线的流程;第二图A至第二图B均为剖面图,显示习知镶崁式内连导线构造的制造流程;第三图为剖面图,显示一习知铜金属镶崁式内连导线构造;以及第四图A至第四图D均为剖面图,显示依据本发明铜金属镶崁式内导线改良制程一较佳实施例。