发明名称 双重金属镶嵌结构之制造方法
摘要 一种双重金属镶嵌结构之制造方法,此方法系将第一有机低介电常数之介电层、热扩散层与第二有机低介电常数之介电层形成于基底之上,之后于基底上形成二个分别具有介层窗图案以及沟渠图案之第一罩幕层与第二罩幕层。之后先以第一罩幕层作为硬罩幕层,蚀刻第二有机低介电常数之介电层,使沟渠图案转移至第二有机低介电常数之介电层,再以第二罩幕层以及第二有机低介电常数之介电层为罩幕,去除沟渠与介层窗图案所裸露的第一罩幕层与热扩散层,使沟渠图案转移至第一罩幕层并使介层窗图案转移至热扩散层。其后,再以第二罩幕层以及热扩散层为硬罩幕,蚀刻第二、第一有机低介电常数之介电层,以形成双重金属镶嵌结构之沟渠与介层窗。
申请公布号 TW439217 申请公布日期 2001.06.07
申请号 TW089103352 申请日期 2000.02.25
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 罗吉进;张驌远
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结构之制造方法,包括:于一基底上依序形成一第一介电层、一热扩散层与一第二介电层;于该第二介电层上形成一第一罩幕层,该第一罩幕层具有一介层窗开口区,裸露出部分该第二介电层;于该第一罩幕层上形成一第二罩幕层,该第二罩幕层具有一沟渠区,裸露出部分该第一罩幕层与该第二介电层;以该第一罩幕层为硬罩幕,该热扩散层为终止层,去除该介层窗开口区所裸露之该第二介电层,以使该介层窗开口区之图案转移至该第二介电层;以该第二罩幕层以及该第二介电层为硬罩幕,去除该沟渠区所裸露之该第一罩幕层以及该介层窗开口区所裸露之该热扩散层,以使该沟渠区之图案转移至该第一罩幕层并使该介层窗开口区之图案转移至该热扩散层;以该第二罩幕层与该热扩散层为罩幕,去除该该沟渠区所裸露之该第二介电层,以及该介层窗开口区所裸露之该第一介电层,以在该第二介电层中形成一沟渠,并在该第一介电层中形成一介层窗;于该沟渠与该介层窗之中形成一金属层;以及去除该第二罩幕层。2.如申请专利范围第1项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第一罩幕层之材质系与该第二介电层具有不同蚀刻速率者。3.如申请专利范围第2项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第一罩幕层之材质包括氮化铝;该第二介电层之材质包括有机低介电常数之材料。4.如申请专利范围第1项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第二罩幕层之材质系与该第一罩幕层、该第二介电层、该热扩散层以及该第一介电层具有不同蚀刻速率者。5.如申请专利范围第4项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第二罩幕层之材质包括氮化钨;该第一、该第二介电层之材质包括有机低介电常数之材料;该热扩散层之材质包括氮化铝。6.如申请专利范围第1项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第一、该第二介电层之材质包括有机低介电材料。7.如申请专利范围第1项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该热扩散层之介电常数不大于4。8.如申请专利范围第1项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第一罩幕层与该第二罩幕层之形成方法包括:于该第二介电层上形成一第一材料层与一第二材料层;于该第二材料层上形成一第一光阻层,该第一光阻层具有该沟渠区之图案;以该第一光阻层为罩幕,蚀刻该沟渠区所裸露之该第二材料层,以使该沟渠之图案转移至该第二材料层,而形成该第二罩幕层;去除该第一光阻层;于该基底上形成一第二光阻层,该光阻层具有该介层窗开口区之图案,裸露出部分该第一材料层;以该第二光阻层为罩幕,蚀刻该介层窗开口区所裸露之该第一材料层,以使该介层窗之图案转移至该第一材料层,而形成该第一罩幕层;以及去除该第二光阻层。9.如申请专利范围第8项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第一材料层之材质包括氮化铝。10.如申请专利范围第8项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第二材料层之材质包括氮化钨。11.如申请专利范围第8项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中去除该第一光阻层的方法系采用氧气电浆。12.如申请专利范围第8项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中去除该第二光阻层的方法系采用氧气电浆。13.如申请专利范围第1项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中于该沟渠与该介层窗之中形成该金属层之方法包括:于该第二罩幕层上覆盖一金属材料,并填满该沟渠与该介层窗;以及以化学机械研磨技术去除该第一罩幕层上所覆盖之该金属材料,使留在该沟渠与该介层窗之中之该金属材料形成该金属层。14.如申请专利范围第13项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,更包括于该第二罩幕层上覆盖该金属材料之前,于该沟渠与该介层窗中形成一阻障层。15.一种双重金属镶嵌结构之制造方法,包括:于一基底上依序形成一第一有机低介电常数之介电层、一第一氮化铝层与一第二有机低介电常数之介电层;于该第二有机低介电常数之介电层上形成一第二氮化铝层,该第二氮化铝层具有一介层窗开口区,裸露出部分该第二有机低介电常数之介电层;于该第二氮化铝层上形成一氮化钨层,该氮化钨层具有一沟渠区,裸露出部分该第二氮化铝层与该第二有机低介电常数之介电层;以该第二氮化铝层为硬罩幕,该第一氮化铝层为终止层,去除该介层窗开口区所裸露之该第二有机低介电常数之介电层,以使该介层窗开口区之图案转移至该第二有机低介电常数之介电层;以该氮化钨层以及该第二有机低介电常数之介电层为硬罩幕,去除该沟渠区所裸露之该第二氮化铝层以及该介层窗开口区所裸露之该第一氮化铝层,以使该沟渠区之图案转移至该第二氮化铝层并使该介层窗开口区之图案转移至该第一氮化铝层;以该氮化钨层与该第一氮化铝层为罩幕,去除该沟渠区所裸露之该第二有机低介电常数之介电层,以及该介层窗开口区所裸露之该第一有机低介电常数之介电层,以在该第二有机低介电常数之介电层中形成一沟渠,并在该第一有机低介电常数之介电层中形成一介层窗;于该沟渠与该介层窗之中形成一金属层;以及去除该氮化钨层。16.如申请专利范围第15项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中该第二氮化铝层与该氮化钨层之形成方法包括:于该第二有机低介电常数之介电层上形成一氮化铝材料层与一氮化钨材料层;于该氮化钨材料层上形成一第一光阻层,该第一光阻层具有该沟渠区之图案;以该第一光阻层为罩幕,蚀刻该沟渠区所裸露之该氮化钨材料层,以使该沟渠之图案转移至该氮化钨材料层;去除该第一光阻层;于该基底上形成一第二光阻层,该光阻层具有该介层窗开口区之图案,裸露出该第二氮化铝材料层;以该第二光阻层为罩幕,蚀刻该介层窗开口区所裸露之该第二氮化铝材料层,以使该介层窗之图案转移至该第二氮化铝材料层;以及去除该第二光阻层。17.如申请专利范围第16项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中去除该第一光阻层的方法系采用氧气电浆。18.如申请专利范围第16项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中去除该第二光阻层的方法系采用氧气电浆。19.如申请专利范围第15项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,其中于该沟渠与该介层窗之中形成该金属层之方法包括:于该第氮化钨层上覆盖一金属材料,并填满该沟渠与该介层窗;以及以化学机械研磨技术去除该氮化钨层上所覆盖之该金属材料,使留在该沟渠与该介层窗之中之该金属材料形成该金属层。20.如申请专利范围第19项所述之双重金属镶嵌结构之制造方法,更包括于该氮化钨层上覆盖该金属材料之前,于该沟渠与该介层窗中形成一阻障层。图式简单说明:第一图A至第一图E为习知一种双重金属镶嵌结构之制造流程的剖面示意图;以及第二图A至第二图J为依照本发明之较佳实施例所绘示之一种双重金属镶嵌结构之制造流程的剖面示意图。
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