钨栓塞之形成方法

摘要

一介电层(dielectric layer)与一研磨阻绝层(polishing stop layer)分别地形成于基板(substrate)表面上，沿着介电层的表面上形成一由钛(Ti)组成的黏着层(glue layer)，钛层(Ti layer)有助于后来氮化钛层(TiN layer)之黏着性的提升，接着形成了氮化钛层以当作阻障层(barrier layer)，在氮化钛层上沈积一钨层(tungsten layer)，实施回蚀(etchingback)步骤以进行蚀刻(etching)钨层，因此在接触窗(contactholes)上留下钨以形成钨栓塞，利用非金属或氧化物之化学机械研磨方法(CMP)来去除残留的钨与氮化钛/钛层，而化学机械研磨法将终止于研磨阻绝层上。

主权项

1.一种在半导体晶圆上形成电性传导结构之方法,该方法包含:形成一介电层(dielectric layer)在该半导体晶圆上以作隔绝作用;形成一研磨阻绝层(polishing stop layer)在该介电层(dielectric layer)上;蚀刻该研磨阻绝层(polishing stop layer)与该介电层(dielectric layer)以形成一对准于底层传导区之开窗;形成一钛层在该研磨阻绝层(polishing stop layer)与该开窗表面去作为一黏着层;形成氮化钛层在该钛层上以作为一阻障层;形成一钨层在该氮化钛上;回蚀刻该钨层与该氮化钛层表面,在该氮化钛层表面上形成一钨残留物;研磨该氮化钛层表面,该钛层是藉由加入研磨介电质之研磨剂之化学机械研磨法来去除,因此去除该钨残留物且该化学机械研磨法将终止于研磨阻绝层(polishing stop layer)。2.如申请专利范围第1项之方法,其中进一步的包含控制在形成该钛层与氮化钛层时两层之总厚度,该绝厚度将大于蚀刻过程中形成之凹陷结构深度。3.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之介电层(dielectric layer)包含氧化物。4.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之研磨阻绝层(polishing stop layer)包含氮化物。5.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之研磨阻绝层(polishingstop layer)包含氧氮化物。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之研磨阻绝层(polishing stop layer)包含氮化物、碳化矽。7.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之研磨阻绝层(polishing stop layer)包含非晶碳。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之研磨阻绝层(polishing stop layer)包含非晶性的氟化碳。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之回蚀过程(etching back)包含活性离子蚀刻(reactive ionetching, RIE)。10.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之回蚀过程(etching back)包含化学乾式蚀刻(chemical dry etching)。11.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之化学机械研磨法(CMP)包含去除氧化物质之研磨剂。12.一种在半导体晶圆上形成电性传导结构之方法,该方法包含:形成一传导区域在该半导体晶圆上;形成氧化层在该半导体晶圆上以作为隔绝;形成一研磨阻绝层(polishing stop layer)在该介电层(dielectric layer)上,该研磨阻绝层系选自氮化物、氧化氮、碳化矽、非晶碳与无结晶性的氟化碳(CF);蚀刻该研磨阻绝层(polishing stop layer)与该介电层(dielectric layer)以形成对准于底层传导区域之开窗;形成钛层在该研磨阻绝层(polishing stop layer)与该开窗表面以作为一黏着层;形成氮化钛层在该钛层上以作为阻障层;形成钨层在该氮化钛层上;回蚀刻该钨层与该氮化钛层表面,在该氮化钛层表面上形成一钨残留物;藉由加入研磨介电质之研磨剂的化学机械研磨法在该氮化钛层与该钛层表面上进行研磨,藉以去除该钨残留物且该化学机械研磨法将终止于研磨阻绝层(polishing stop layer)。13.如申请专利范围第12项之方法,其中进一步包含控制在形成该钛层与氮化钛层时两层之总厚度,如此一来该总厚度将大于蚀刻过程中形成之凹陷结构深度。14.如申请专利范围第12项之方法,其中上述之回蚀过程(etching back)包含活性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。15.如申请专利范围第12项之方法,其中上述之回蚀过程(etching back)包含化学乾式蚀刻(chemical dry etching)。图式简单说明:第一图为一半导体晶圆的截面图,用以描述如先前技术一样在晶圆上产生一黏着层、阻障层与一钨层的形成步骤。第二图为一半导体晶圆的截面图,用以描述如先前技术一样在钨层研磨过程后产生钥匙孔般之钻孔洞的形成步骤。第三图为一半导体晶圆的截面图,用以描述如先前技术一样在钨层研磨过程后在其表面上产生凹陷的形成步骤。第四图A与第四图B为一半导体晶圆的截面图,用以描述本发明中在晶圆上产生绝缘层的形成步骤。第五图A与第五图B为一半导体晶圆的截面图,用以描述本发明中在绝缘层上产生研磨阻绝层的形成步骤。第六图A与第六图B为一半导体晶圆的截面图,用以描述本发明中在绝缘层内产生介层开窗或接触开窗的形成步骤。第七图A与第七图B为一半导体晶圆的截面图,用以描述本发明中在晶圆上产生一钛、氮化钛与钨层的形成步骤。第八图A与第八图B为一半导体晶圆的截面图,用以描述本发明中钨层的回蚀步骤。第九图A与第九图B为一半导体晶圆的截面图,用以描述本发明中非金属化学机械研磨法的形成步骤。