发明名称 形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法
摘要 本发明系提供一种镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使积体电路电容减小的方法,其中包括形成一邻接于主动镶嵌之浅辅助镶嵌结构并以化学机械研磨制程移除该辅助镶嵌结构。
申请公布号 TWI241682 申请公布日期 2005.10.11
申请号 TW093118493 申请日期 2004.06.25
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 邱文智;章勋明
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种形成镶嵌结构以改善化学机械研磨(CMP)制程并使多层积体电路电容减小的方法,包括下列步骤:提供一半导体基底,其包括一具有第一镶嵌开口之介电绝缘层;全面性地沉积一第一阻剂层以填充该第一镶嵌开口并图案化该第一阻剂层为蚀刻罩幕层以蚀刻形成一邻接于该第一镶嵌开口之辅助镶嵌开口;蚀刻该辅助镶嵌开口至该介电绝缘层之部分厚度;全面性地沈积一底部抗反射层以填充该辅助镶嵌开口;蚀刻部分厚度之该介电绝缘层以形成一第二镶嵌开口,其中至少有部分之该第二镶嵌开口包含该第一镶嵌开口;移除该底部抗反射层以露出该辅助镶嵌开口;填充该第一、第二镶嵌开口以及该辅助镶嵌开口以形成一金属层;以及利用化学机械研磨法平坦化该金属层并藉由移除高于该辅助镶嵌开口深度之部分介电绝缘层以移除该辅助镶嵌。2.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中形成该第二镶嵌开口之步骤包括沉积以及图案化一第二阻剂层以作为蚀刻该第二镶嵌开口之蚀刻罩幕。3.如申请专利范围第2项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第二阻剂层包括一深紫外光(DUV)光阻或I线(I-line)光阻。4.如申请专利范围第2项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第一、第二镶嵌开口由下列组成,包括:一介层洞开口或一沟槽开口。5.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第二镶嵌开口包括一双镶嵌结构之沟槽部分。6.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第二镶嵌开口形成之深度较辅助镶嵌开口深。7.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第一镶嵌开口系一介层洞开口。8.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该底部抗反射层由下列组成,包括:树脂聚合物、旋涂式玻璃、旋涂式介电层或一化学气相沉积介电层。9.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该半导体基底更包括一介电抗反射层形成于该介电绝缘层上。10.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第一镶嵌开口之长或宽之一大体小于12微米。11.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该金属层由下列组成,包括:钨铝合金、铜或其合金。12.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该金属层包括铜及其合金。13.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该介电绝缘层包括一以低介电常数之氧化矽为基础之材料。14.如申请专利范围第1项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该介电绝缘层由下列组成,包括:有机矽酸盐玻璃或碳掺杂之氧化矽。15.一种形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,该方法之步骤包括:穿过部分厚度之介电绝缘层以形成第一介层洞开口,其中该第一介层洞开口具有介电抗反射层于其上;全面性地沉积一第一阻剂层以填充该镶嵌开口以及图案化该第一阻剂层为蚀刻罩幕层以蚀刻形成邻接于该介层洞开口之辅助镶嵌开口;蚀刻部分厚度之介电绝缘层以形成具有第一深度之该辅助镶嵌开口;全面性地沉积一底部抗反射层并填充该辅助镶嵌开口;蚀刻部分厚度之介电绝缘层以形成一具有第二深度之镶嵌开口,其中该第二深度大于第一深度且至少部分之该镶嵌开口包含该介层洞开口;移除该底部抗反射层以露出该辅助镶嵌开口;填充该介层洞开口、该镶嵌开口以及该辅助镶嵌开口以形成一金属层;以及利用化学机械研磨法平坦化该金属层并藉由移除高于该辅助镶嵌开口深度之部分介电绝缘层以移除该辅助镶嵌。16.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该形成一具有第二深度之镶嵌开口之步骤包括沉积以及图案化一第二阻剂层以作为蚀刻该镶嵌开口之蚀刻罩幕。17.如申请专利范围第16项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该第二阻剂层包括一深紫外光(DUV)光阻或I线(I-line)光阻。18.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该镶嵌开口由下列组成,包括:一介层洞开口或一沟槽开口。19.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该镶嵌开口包括一双镶嵌结构之沟槽部分。20.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该底部抗反射层由下列组成,包括:树脂聚合物、旋涂式玻璃、旋涂式介电层或一化学气相沉积介电层。21.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该介层洞开口之长或宽之一小于大体约12微米。22.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该金属层由下列组成,包括:钨铝合金、铜或其合金。23.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该金属层包括铜及其合金。24.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该介电绝缘层包括一以低介电常数之氧化矽为基础之材料。25.如申请专利范围第15项所述之形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,其中该介电绝缘层由下列组成,包括:有机矽酸盐玻璃或碳掺杂氧化矽。26.一种形成镶嵌结构以改善化学机械研磨制程并使多层积体电路电容减小的方法,该方法之步骤包括:穿过部分厚度之介电绝缘层以形成第一介层洞开口,其中该第一介层洞开口具有介电抗反射层于其上;穿过部分厚度之该介电绝缘层至一第一深度以形成一邻接于该第一镶嵌开口之辅助镶嵌开口;穿过部分厚度之该介电绝缘层以形成一具有第二深度大于第一深度之第二镶嵌开口,其中至少部分之该第二镶嵌开口包含该介层洞开口;填充该第一、二以及该辅助镶嵌开口以形成一金属层;以及利用化学机械研磨法平坦化该金属层并藉由移除高于该辅助镶嵌开口深度之部分介电绝缘层以移除该辅助镶嵌并留下该第二镶嵌开口部分。图式简单说明:第1A图系绘示出根据本发明之多层积体电路元件之剖面图;第1B图系绘示出利用传统之微影以及蚀刻制程形成第一镶嵌开口之剖面图;第1C图系绘示出全面性地沉积第一阻剂层于该第一镶嵌开口上之剖面图;第1D图系绘示出进行一乾式回蚀制程以形成辅助沟槽开口并移除镶嵌表面上之阻剂层之剖面图;第1E图系绘示出全面性沉积一底部抗反射层于该晶片表面上,并沉积第二阻剂层及图案化之以形成图案化开口之剖面图;第1F图系绘示出进行一传统乾式蚀刻制程(RIE)以形成第二镶嵌开口之剖面图;第1G图系绘示出进行一传统金属填充制程之剖面图;第1H图系绘示出利用化学机械研磨制程移除多余之铜金属层及浅辅助镶嵌沟槽之剖面图;第2图系绘示出本发明实施例之制程流程解说图。
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