| 主权项 |
1.一种铜镶嵌结构的制作方法,该方法至少包含下列步骤:形成介电层于半导体底材上;定义开口图案于该介电层中,以曝露部份该半导体底材上表面;沉积铜层于该半导体底材上,且填充于该开口图案中;对该半导体底材进行第一次化学机械研磨程序,以移除位于该介电层上表面之部份铜层,并定义铜镶嵌结构于该开口图案中;对该半导体底材进行热回火程序,以降低该铜镶嵌结构之应力,其中在该热回火程序后,于该铜镶嵌结构上表面,会产生凸起结构;且对该半导体底材进行第二次化学机械研磨程序,以移除该凸起结构,并使该铜镶嵌结构具有平坦化的上表面。2.如申请专利范围第1项之方法,其中上述介电层的材料,可选择氧化物、未掺杂矽玻璃(USG)、掺氟矽玻璃(FSG)、低介电値材料或其任意组合。3.如申请专利范围第1项之方法,其中在沉积上述铜层前,更包括下列步骤:形成阻障层于该开口图案的表面上;且形成铜晶种层于该阻障层的上表面。4.如申请专利范围第3项之方法,其中上述之铜层是使用化学电镀法(ECP)所形成。5.如申请专利范围第4项之方法,其中上述之化学电镀程序是将该半导体底材沉浸于硫酸铜溶液中,并藉着将铜该铜晶种层电性连接至阴极导线,以便位于硫酸铜溶液中之铜离子,可还原并沉积于该铜晶种层表面。6.如申请专利范围第1项之方法,其中在形成该介电层之前,更包括形成各式元件或材料层于该半导体底材上之步骤。7.如申请专利范围第11项之方法,其中上述之热回火程序,是在温度约350至400℃的环境中,进行约15至45分钟而完成。8.如申请专利范围第1项之方法,其中进行上述第二次化学机构研磨程序的时间约为10至30秒钟。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述热回火程序可使铜镶嵌结构中的铜原子进行晶粒成长而趋于稳定。10.一种铜镶嵌结构的制作方法,该方法至少包含下列步骤:形成介电层于半导体底材上;定义开口图案于该介电层中,以曝露部份该半导体底材上表面;沉积铜层于该半导体底材上,且填充于该开口图案中;对该半导体底材进行第一次化学机构研磨程序,以移除位于该介电层上表面之部份铜层,并定义铜镶嵌结构于该开口图案中;对该半导体底材进行热回火程序,其中该热回火程序是在温度约350至400℃的环境中,进行约15至45分钟的时间;且对该半导体底材进行第二次化学机械研磨程序,以便使该铜镶嵌结构具有平坦化的上表面。11.如申请专利范围第10项之方法,其中上述介电层的材料,可选择氧化物、未掺杂矽玻璃(USG)、掺氟矽玻璃(FSG)、低介电値材料或其任意组合。12.如申请专利范围第10项之方法,其中在沉积上述铜层前,更包括下列步骤:形成阻障层于该开口图案的表面上;且形成铜晶种层于该阻障层的上表面。13.如申请专利范围第12项之方法,其中上述之铜层是使用化学电镀法(ECP)所形成。14.如申请专利范围第13项之方法,其中上述之化学电镀程序是将该半导体底材沉浸于硫酸铜溶液中,并藉着将该铜晶种层电性连接至阴极导线,以便位于硫酸铜溶液中之铜离子,可还原并沉积于该铜晶种层表面。15.如申请专利范围第10项之方法,其中在形成该介电层之前,更包括形成各式元件或材料层于该半导体底材上之步骤。16.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之热回火程序,可降低该铜镶嵌结构之应力,并使该铜镶嵌结构中的铜原子产生晶粒成长,而造成该铜镶嵌结构的上表面产生凸起结构。17.如申请专利范围第16项之方法,其中上述第二次化学机构研磨程序,可移除该凸起结构而使该铜镶嵌结构具有平坦化的上表面。18.如申请专利范围第10项之方法,其中进行上述第二次化学机械研磨程序的时间约为10至30秒钟。图式简单说明:第一图为半导体晶圆之截面图,显示根据目前业界技术沉积铜层于半导体底材上步骤;第二图为半导体晶圆之截面图,显示使用化学机械研磨程序移除部份铜层之步骤;第三图为半导体晶圆之截面图,显示在后续沉积金属间介电层时,形成于铜镶嵌结构上表面之凸起缺陷;第四图为半导体晶圆之截面图,显示在实际操作中所观察凸起缺陷之情况;第五图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明所提供之方法,沉积铜层于半导体底材上之步骤;第六图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明所提供之方法进行化学机械研磨程序,以移除部份铜层之步骤;第七图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明所提供之方法,进行高温热回火程序之步骤;第八图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明提供方法,进行化学机械研磨程序以移除凸起结构之步骤;第九图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明方法,依序形成金属间介电层于半导体底材上之步骤;及第十图A-第十图C为半导体晶圆之截面图,显示使用传统方法与本发明方法制作铜镶嵌结构时,其间的差异情形。 |
