專利名稱：電拋光具有帶虛設(shè)結(jié)構(gòu)的溝槽或者通路的晶片上的金屬層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及半導(dǎo)體晶片。更具體地說，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片上溝槽或者通路中的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常，在稱為晶片或者切片的半導(dǎo)體材料盤片上制造半導(dǎo)體器件。更具體地說，首先從硅錠上切出晶片。然后對該晶片進(jìn)行多次掩模、蝕刻和淀積工序，以便形成半導(dǎo)體器件的電子布線。
具體地說，可以利用多次的掩模和蝕刻工序在晶片中形成凹進(jìn)區(qū)，例如溝槽、通路等。在某些應(yīng)用中，這些凹進(jìn)區(qū)可以形成寬的溝槽?？梢允褂玫矸e工序?qū)⒔饘俚矸e到晶片的寬溝槽和非凹進(jìn)區(qū)。淀積之后，可以從晶片的非凹進(jìn)區(qū)除去金屬，使得留在寬溝槽中的金屬形成互連。然而，由于寬溝槽的寬度，從凹陷區(qū)除去金屬時(shí)，也會(huì)將淀積在寬溝槽中的部分金屬除去超過需要的深度。這種稱為表面凹陷的過去除會(huì)減小互連的截面積，從而增加互連的電阻。這種增加的電阻會(huì)引起半導(dǎo)體器件的可靠性問題。
因此，當(dāng)使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)從晶片的非凹進(jìn)區(qū)除去金屬時(shí)，已經(jīng)使用在寬溝槽內(nèi)形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)以便減小表面凹陷。尤其是，虛設(shè)結(jié)構(gòu)能夠防止CMP拋光襯墊移過虛設(shè)結(jié)構(gòu)并且過拋光寬溝槽中的金屬。然而，如果使用電拋光從非凹進(jìn)區(qū)除去金屬，那么即使寬溝槽包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)表面凹陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及電拋光半導(dǎo)體晶片上的金屬層。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在半導(dǎo)體晶片上形成電介質(zhì)。該電介質(zhì)形成有凹進(jìn)區(qū)和非凹進(jìn)區(qū)。多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)形成在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)，該虛設(shè)結(jié)構(gòu)是構(gòu)成的非活動(dòng)區(qū)，以便增加后來形成在電介質(zhì)上的金屬層的平整度。然后形成金屬層以便填充凹進(jìn)區(qū)和覆蓋非凹進(jìn)區(qū)以及多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)。然后電拋光該金屬層以便露出非凹進(jìn)區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，接著除去部分非凹進(jìn)區(qū)。


通過參考下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述能夠更好地理解本發(fā)明，其中相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示圖1A-1D示出了例舉的大馬士革工藝的截面圖；圖2A-2D示出了另一個(gè)例舉的大馬士革工藝的截面圖；圖3A-3E示出了例舉的再一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖4示出了例舉的寬溝槽結(jié)構(gòu)；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明例舉的大馬士革工藝步驟的流程圖；圖6A-6E示出了例舉的用于在半導(dǎo)體器件中形成金屬焊盤的工藝；圖7A-7E示出了例舉的用于在半導(dǎo)體器件中形成金屬焊盤的另一個(gè)工藝；圖8A-8D示出了例舉的用于在半導(dǎo)體器件中形成金屬焊盤的再一個(gè)工藝；圖9A和9B示出了例舉的、能夠利用本發(fā)明例舉的各種工藝的半導(dǎo)體器件；
圖10A和10B示出了另一個(gè)例舉的、能夠利用本發(fā)明例舉的各種工藝的半導(dǎo)體器件；圖11A和11B示出了再一個(gè)例舉的、能夠利用本發(fā)明例舉的各種工藝的半導(dǎo)體器件；圖12A和12B示出了又一個(gè)例舉的、能夠利用本發(fā)明例舉的各種工藝的半導(dǎo)體器件；圖13示出了例舉的大矩形結(jié)構(gòu)的布局；圖14示出了另一個(gè)例舉的大矩形結(jié)構(gòu)的布局；圖15示出了再一個(gè)例舉的大矩形結(jié)構(gòu)的布局；圖16示出了又一個(gè)例舉的大矩形結(jié)構(gòu)的布局；圖17A-17AA示出了可以用來形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)的各種例舉的形狀；圖18A-18E示出了例舉的大馬士革工藝的截面圖；圖19A-19C示出了另一個(gè)例舉的大馬士革工藝的截面圖；圖20A-20C示出了再一個(gè)例舉的大馬士革工藝的截面圖；圖21A-21D示出了例舉的再一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖22A-22D示出了例舉的又一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖23A-23D示出了例舉的另一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖24A-24D示出了例舉的另一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖25A-25D示出了例舉的另一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖26A-26D示出了例舉的另一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；圖27A-27D示出了例舉的另一個(gè)大馬士革工藝的截面圖；具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面提供了大量的具體細(xì)節(jié)，例如具體結(jié)構(gòu)、參數(shù)、例子等。但是，應(yīng)理解這些描述不是要限制本發(fā)明的范圍，而是更好地描述了例舉的實(shí)施例。
圖1示出了例舉的可以用來在半導(dǎo)體器件中形成互連的大馬士革工藝，該半導(dǎo)體器件包括具有大的寬度、面積等的凹進(jìn)區(qū)。具體來說，參考圖1A，該半導(dǎo)體器件可以包括具有凹進(jìn)區(qū)102和非凹進(jìn)區(qū)103的介質(zhì)100，其中凹進(jìn)區(qū)102可以是如寬溝槽、大矩形結(jié)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)。此外，介質(zhì)100可以包括如二氧化硅等的材料或者是介電常數(shù)比二氧化硅低的材料，例如氟化硅酸鹽玻璃、聚酰亞胺、氟化聚酰亞胺、雜化物/復(fù)合物、硅氧烷、有機(jī)聚合物、[α]-C:F、Si-O-C、聚對亞苯基二甲基/氟化聚對亞苯基二甲基、聚四氟乙烯、多纖孔二氧化硅、多纖孔有機(jī)物等。可以使用介電常數(shù)比二氧化硅低的材料來降低半導(dǎo)體器件中金屬互連之間的電容。
在本例的工藝中，可以通過任何常規(guī)的淀積方法、例如化學(xué)汽相淀積(CVD)、物理汽相淀積(PVD)、原子層淀積(ALD)等在介質(zhì)100上淀積阻擋層104，使得阻擋層104覆蓋凹進(jìn)區(qū)102和非凹進(jìn)區(qū)103。由于介質(zhì)100可以具有多孔的微觀結(jié)構(gòu)，因此阻擋層104可以包括那些能夠防止后來淀積的金屬層106(圖1B)擴(kuò)散或者滲漏到介質(zhì)100中去的材料，如下所述。此外，阻擋層104可以由附著于介質(zhì)100和金屬層106(圖1B)的導(dǎo)電材料構(gòu)成。例如，阻擋層104可以包括如鈦、鉭、鎢、氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、氮化鉭硅、氮化鎢硅等材料。但是，應(yīng)認(rèn)識到，在某些應(yīng)用中可以省略阻擋層104。例如當(dāng)介質(zhì)100由抗后來形成的金屬層106擴(kuò)散的材料構(gòu)成時(shí)，或者當(dāng)后來形成的金屬層106的擴(kuò)散不會(huì)嚴(yán)重影響半導(dǎo)體器件的性能時(shí)，可以省略阻擋層104。
參考圖1B，可以通過任何便利方法例如PVD、CVD、ALD、電鍍、化學(xué)鍍等將金屬層106淀積到阻擋層104上。此外，在某些應(yīng)用中，例如當(dāng)使用鍍覆來淀積金屬層106時(shí)，可以在淀積金屬層106之前將籽晶層淀積到阻擋層104上。該籽晶層可以通過任何常規(guī)的方法淀積，例如CVD、PVD、ALD等。為了便于將金屬層106淀積和粘結(jié)到阻擋層104或者介質(zhì)100(如果不使用阻擋層104)上，該籽晶層可以包括與金屬層106相同的材料。如圖所示，金屬層106可以填充凹進(jìn)區(qū)102和覆蓋非凹進(jìn)區(qū)103。此外，金屬層106可以包括各種導(dǎo)電材料，例如銅、鋁、鎳、鉻、鋅、鎘、銀、金、銠、鈀、鉑、錫、鉛、鐵、銦和超導(dǎo)材料等。優(yōu)選，金屬層106包括銅。此外，應(yīng)認(rèn)識到，金屬層106可以包括各種導(dǎo)電材料的任何合金或者超導(dǎo)體化合物。
現(xiàn)在參考圖1C，淀積金屬層106之后，可以通過便利方法例如CMP、電拋光等從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106。應(yīng)認(rèn)識到，從非凹進(jìn)區(qū)103拋光金屬層106可以包括從任何中間層例如淀積到介質(zhì)100上的阻擋層104等的非凹進(jìn)區(qū)除去金屬層106。對于電拋光的描述，參見2000年2月4日申請的美國專利序列號No.09/497894、名稱為“METHODS AND APPARATUS FOR ELECTROPOLISHINGMETAL INTERCONNECTIONS ON SEMICONDUCTORDEVICES”，這里全文引入作為參考。
參考圖1D，從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106之后，可以通過任何便利的方法例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等從非凹進(jìn)區(qū)103除去阻擋層104。具體地說，如果使用等離子蝕刻，可以使用各向異性蝕刻或各向同性蝕刻。此外，用于等離子蝕刻的蝕刻氣體可以包括如CF4、SF6、C4F8、O2、Ar、CO等的單個(gè)氣體或氣體組合。如果使用干化學(xué)蝕刻，可以使用如HF、H2O、NH4F、N2等的氣體蒸氣，其中使用N2使HF液體(濃度為49％)起泡以便產(chǎn)生HF和H2O蒸氣。如果使用濕蝕，可以使用如HF、NH4F等的蝕刻液體。
如本例的工藝所示，當(dāng)從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106時(shí)，會(huì)從凹進(jìn)區(qū)102除去或者過拋光部分金屬層106，從而引起凹進(jìn)區(qū)102內(nèi)的金屬層106的表面與非凹進(jìn)區(qū)103不平。這種凹進(jìn)區(qū)102內(nèi)金屬層106的過拋光或表面凹陷由于凹進(jìn)區(qū)102的大寬度而出現(xiàn)。這種表面凹陷會(huì)減小凹進(jìn)區(qū)102內(nèi)金屬層106的截面積，由此增加由金屬層106形成的互連的電阻。該增加的電阻會(huì)引起半導(dǎo)體器件發(fā)生故障。
因此，如圖2A-2D所示，可以在凹進(jìn)區(qū)102內(nèi)包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200以便減小金屬層106與非凹進(jìn)區(qū)103的不平度。但是，如下所述，當(dāng)使用電拋光法時(shí)，如果過拋光金屬層106，在每個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)200之間的凹進(jìn)區(qū)內(nèi)仍然會(huì)出現(xiàn)表面凹陷。
圖2A-2D所示的工藝在許多方面與圖1A-1D所示的工藝相同，除了在凹進(jìn)區(qū)102內(nèi)包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。具體地說，參考圖2A，可以在介質(zhì)100的凹進(jìn)區(qū)102內(nèi)包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。虛設(shè)結(jié)構(gòu)200可以形成非凹進(jìn)區(qū)103的一部分，并且可以包括與介質(zhì)100相同的材料，或者根據(jù)應(yīng)用可以包括任何其它材料。例如，虛設(shè)結(jié)構(gòu)可以包括如二氧化硅等的材料；介電常數(shù)比二氧化硅低的材料，例如氟化硅酸鹽玻璃、聚酰亞胺、氟化聚酰亞胺、雜化物/復(fù)合物、硅氧烷、有機(jī)聚合物、[α]-C:F、Si-O-C、聚對亞苯基二甲基/氟化聚對亞苯基二甲基、聚四氟乙烯、多纖孔二氧化硅、多纖孔有機(jī)物等；和金屬，例如銅、鋁、鎳、鉻、鋅、鎘、銀、金、銠、鈀、鉑、錫、鉛、鐵和銦等。
如果虛設(shè)結(jié)構(gòu)200由與介質(zhì)100相同的材料構(gòu)成，那么虛設(shè)結(jié)構(gòu)可以與凹進(jìn)區(qū)102同時(shí)形成。但是應(yīng)認(rèn)識到，即使虛設(shè)結(jié)構(gòu)200由與介質(zhì)100相同的材料構(gòu)成，也可以在形成凹進(jìn)區(qū)之后形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)。作為選擇，如果虛設(shè)結(jié)構(gòu)200由與介質(zhì)100不同的材料構(gòu)成，那么可以在形成凹進(jìn)區(qū)102之后形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。例如，在形成凹進(jìn)區(qū)102之后，在凹進(jìn)區(qū)中淀積金屬例如鋁等。然后可以掩模和蝕刻該金屬以便形成由金屬構(gòu)成的虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。
包含在凹進(jìn)區(qū)102中的虛設(shè)結(jié)構(gòu)200的數(shù)量和虛設(shè)結(jié)構(gòu)200之間的距離W1可以影響淀積到半導(dǎo)體器件上的金屬層的平整度，如圖2C所示。因此，虛設(shè)結(jié)構(gòu)200之間的距離W1與淀積在非凹進(jìn)區(qū)103上的金屬層厚度T之比(W1/T)選擇在大約1-5的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約小于2。但是，應(yīng)認(rèn)識到，根據(jù)具體的應(yīng)用，該比值可以落在上述范圍之外。此外，應(yīng)認(rèn)識到，可以根據(jù)應(yīng)用使用任意數(shù)量的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。
盡管W1可以影響所淀積的金屬層的平整度，但虛設(shè)結(jié)構(gòu)200的寬度W2一般不影響所淀積的金屬層的平整度。但是，W2可以影響由淀積在凹進(jìn)區(qū)102中的金屬層106形成的互連的有效截面積。因此，可以減小W2以便增加互連的有效截面積。具體地說，虛設(shè)結(jié)構(gòu)200的寬度W2與淀積在非凹進(jìn)區(qū)103上的金屬層厚度T之比(W2/T)可以選擇在大約0.1-1的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約0.3。但是，應(yīng)認(rèn)識到根據(jù)具體的應(yīng)用，該比值可以落在上述范圍之外。
在本例的工藝中，凹進(jìn)區(qū)102中包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200之后，可以淀積阻擋層104，使得阻擋層104覆蓋凹進(jìn)區(qū)102和非凹進(jìn)區(qū)103，包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。如上所述，應(yīng)理解，在某些應(yīng)用中可以省略阻擋層104。
參考圖2B-2C，可以在阻擋層104上淀積金屬層106，使得金屬層106填充凹進(jìn)區(qū)102并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)103。如圖2C所示，淀積在具有虛設(shè)結(jié)構(gòu)200的凹進(jìn)區(qū)102上的金屬層106的表面比淀積在沒有虛設(shè)結(jié)構(gòu)的凹進(jìn)區(qū)102上的金屬層106(圖1B)更平整。
參考圖2D，淀積金屬層106之后，可以從非凹進(jìn)區(qū)103電拋光金屬層106。然而，如果在從非凹進(jìn)區(qū)103除去了金屬層106之后使電拋光繼續(xù)，在凹進(jìn)區(qū)102中也會(huì)出現(xiàn)表面凹陷。盡管希望一定量的過拋光以便減小相鄰互連短路的危險(xiǎn)，但表面凹陷會(huì)影響所淀積的下一層的平整度，例如電介質(zhì)、鈍化層和覆蓋層等。依次，所淀積的下一層的平整度影響后續(xù)工序，例如用來在后續(xù)層中形成互連的光刻等。應(yīng)理解，使用虛設(shè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的表面凹陷針對電拋光。相比較而言，當(dāng)僅使用CMP除去金屬層106時(shí)，虛設(shè)結(jié)構(gòu)200可以防止CMP拋光襯墊移過虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。因此虛設(shè)結(jié)構(gòu)200可以防止CMP拋光襯墊從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106。
因此，如圖3所示，可以除去非凹進(jìn)區(qū)103的與金屬層106不平的部分以便增加金屬層106與非凹進(jìn)區(qū)103的平整度。圖3所示的例示工藝在許多方面與圖2所示的工藝相同，除了圖3所示的工藝包括從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106，然后除去部分非凹進(jìn)區(qū)103以便增加由金屬層106形成的表面和非凹進(jìn)區(qū)103的平整度。
具體地說，參考圖3A，虛設(shè)結(jié)構(gòu)200可以包括在介質(zhì)100的凹進(jìn)區(qū)102中，并且可以形成部分非凹進(jìn)區(qū)103。凹進(jìn)區(qū)102可以具有h+δh的深度，其中h是最后形成在凹進(jìn)區(qū)102中的金屬互連的理想高度，δh是偏移高度，如下所述。在凹進(jìn)區(qū)102中包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200之后，可以淀積阻擋層104使得阻擋層104覆蓋凹進(jìn)區(qū)102和非凹進(jìn)區(qū)103，包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。如上所述，應(yīng)理解在某些應(yīng)用中可以省略阻擋層104。
參圖3B和3C，可以在阻擋層104上淀積金屬層106，使得金屬層106填充凹進(jìn)區(qū)102和覆蓋非凹進(jìn)區(qū)103。參考圖3D，淀積金屬層106之后，可以從非凹進(jìn)區(qū)103電拋光金屬層106。從非凹進(jìn)區(qū)103電拋光金屬層106可以包括從任何中間層例如淀積到介質(zhì)100上的阻擋層104等的非凹進(jìn)區(qū)除去金屬層106。此外，可以繼續(xù)電拋光直到從凹進(jìn)區(qū)102將金屬層106過拋光偏移高度量δh。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該偏移高度可以選擇在大約5nm-100nm的范圍內(nèi)。但是，應(yīng)理解，根據(jù)具體的應(yīng)用，該偏移高度可以是任何高度。
參考圖3E從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后，可以除去與金屬層106不平的部分非凹進(jìn)區(qū)103。更具體地說，可以通過任何便利的方法例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻和干等離子蝕刻等除去阻擋層104、介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。具體地，如果使用等離子蝕刻，可以使用各向異性蝕刻或者各向同性蝕刻。此外，用于等離子蝕刻的蝕刻氣體可以包括如CF4、SF6、C4F8、O2、Ar、CO等的單個(gè)氣體或氣體組合。如果使用干化學(xué)蝕刻，可以使用如HF、H2O、NH4F、N2等的氣體蒸氣，其中可以使用N2使HF液體(濃度為49％)起泡以便產(chǎn)生HF和H2O蒸氣。如果使用濕蝕，可以使用如HF、NH4F等的蝕刻液體。此外，如果在介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)200上沒有淀積阻擋層104，那么可以利用平整化工藝?yán)鏑MP等除去介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。然而，應(yīng)理解可以通過蝕刻或者任何其它便利的工藝除去介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)200。
參考圖4，圖4示出了例舉的凹進(jìn)區(qū)100(圖1-3)的類型。該凹進(jìn)區(qū)是包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)200的寬溝槽結(jié)構(gòu)，虛設(shè)結(jié)構(gòu)200彼此間隔距離L和W。如圖所示，虛設(shè)結(jié)構(gòu)200可以是不連續(xù)的，使得淀積在寬溝槽結(jié)構(gòu)102中的金屬層能夠在整個(gè)金屬層內(nèi)導(dǎo)電。此外，可以定位虛設(shè)結(jié)構(gòu)200使得電流能夠更均勻地流過金屬層，從而增強(qiáng)由金屬層形成的互連的可靠性。具體地說，虛設(shè)結(jié)構(gòu)402之間的距離L與淀積在寬溝槽結(jié)構(gòu)400的非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層厚度T之比(L/T)可以選擇在大約1-5的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約小于2。然而，應(yīng)理解，根據(jù)具體地應(yīng)用，該比值可以落在上述范圍之外。
參考圖5，圖5是根據(jù)本發(fā)明例舉的波紋(damascene)工藝的流程圖。在步驟500中，可以提供具有凹進(jìn)區(qū)和非凹進(jìn)區(qū)的晶片。在步驟502中，虛設(shè)結(jié)構(gòu)可以包括在凹進(jìn)區(qū)中以便形成部分非凹進(jìn)區(qū)。在步驟504中，淀積金屬層使得金屬層填充凹進(jìn)區(qū)并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)。在步驟506中，可以從非凹進(jìn)區(qū)電拋光并且從凹進(jìn)區(qū)過拋光上述金屬層。在步驟508中，可以除去與凹進(jìn)區(qū)中的金屬層不平的部分非凹進(jìn)區(qū)。
但是，應(yīng)理解的是，可以對本流程圖中描述的工藝進(jìn)行各種修改。例如，可以在步驟502和504之間添加淀積阻擋層的步驟。此外，應(yīng)理解，圖5所示的每個(gè)步驟都可以包括很多步驟。例如，步驟504可以包括在淀積金屬層之前淀積籽晶層。此外，應(yīng)理解圖5所示的步驟可以用于任何大馬士革工藝，包括單大馬士革工藝和雙大馬士革工藝。
在圖6中，示出了例舉的用于在半導(dǎo)體器件中形成金屬焊盤的工藝。圖6所示的工藝在許多方面與圖1所示的工藝相同，除了在半導(dǎo)體器件中包括通路602和大矩形結(jié)構(gòu)600。
現(xiàn)在參考圖6A和6B，介質(zhì)100可以包括非凹進(jìn)區(qū)103和形成大矩形結(jié)構(gòu)600的凹進(jìn)區(qū)。大矩形結(jié)構(gòu)600可以與通路602連接。當(dāng)用金屬層106填充時(shí)，如下所述，大矩形結(jié)構(gòu)600可以形成焊盤。此外，當(dāng)用金屬層106填充通路602時(shí)，如下所述，通路602可以形成栓塞，這些栓塞可以在半導(dǎo)體器件中從一個(gè)焊盤到其它焊盤或互連傳導(dǎo)電流。如圖6A所示，可以在大矩形結(jié)構(gòu)600、通路602和非凹進(jìn)區(qū)103上淀積阻擋層104。但是，如上所述，在某些應(yīng)用中，可以省略阻擋層104。
下面參考圖6C，可以將金屬層106淀積到阻擋層104上，使得金屬層106填充大矩形結(jié)構(gòu)600、通路602并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)103。
參考圖6D，淀積金屬層106之后，可以從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106。從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106可以包括從任何中間層例如淀積到介質(zhì)100上的阻擋層104等的非凹進(jìn)區(qū)除去金屬層106。從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106之后，參考圖6E，可以從非凹進(jìn)區(qū)103除去阻擋層104。
如本例的工藝所示，當(dāng)從非凹進(jìn)區(qū)103除去金屬層106時(shí)，可以從大矩形結(jié)構(gòu)600除去或者過拋光部分金屬層106，從而引起大矩形結(jié)構(gòu)600內(nèi)金屬層表面與非凹進(jìn)區(qū)103不平。這種大矩形結(jié)構(gòu)600內(nèi)金屬層106的過拋光或者表面凹陷會(huì)由于大矩形結(jié)構(gòu)600的大尺寸而出現(xiàn)。這種表面凹陷可以減小大矩形結(jié)構(gòu)600內(nèi)金屬層106的截面積，因此可以增加由金屬層106形成的焊盤電阻。這種增加的電阻會(huì)引起半導(dǎo)體器件發(fā)生故障。
因此，如圖7所示，可以在大矩形結(jié)構(gòu)600中包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)700，以便減小金屬層106與非凹進(jìn)區(qū)103的不平度。圖7所示的例舉工藝在許多方面與圖6所示的工藝相同，除了圖7所示的工藝包括從大矩形結(jié)構(gòu)600過拋光金屬層106，然后除去部分非凹進(jìn)區(qū)103，以便增加由金屬層106形成的表面與非凹進(jìn)區(qū)103的平整度。
具體地說，參考圖7A和7B，可以在介質(zhì)100的大矩形結(jié)構(gòu)600中包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)700，并且可以形成部分非凹進(jìn)區(qū)103。大矩形結(jié)構(gòu)600可以具有h+δh的深度，其中h是最后金屬互連的理想高度，δh是偏移高度，如下所述。在大矩形結(jié)構(gòu)600中包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)700之后，可以淀積阻擋層104，使得阻擋層104覆蓋大矩形結(jié)構(gòu)600、通路602和非凹進(jìn)區(qū)103，包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)700。如上所述，應(yīng)理解在某些應(yīng)用中可以省略阻擋層104。此外，如上所述，可以使用任意數(shù)量的虛設(shè)結(jié)構(gòu)700。
下面參考圖7C，可以將金屬層106淀積到阻擋層104上，使得金屬層106填充大矩形結(jié)構(gòu)600和通路602，并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)103。淀積金屬層106之后，參考圖7D，可以從非凹進(jìn)區(qū)103電拋光金屬層106。從非凹進(jìn)區(qū)103電拋光金屬層106包括從任何中間層例如淀積到介質(zhì)100上的阻擋層104等的非凹進(jìn)區(qū)除去金屬層106。此外，可以繼續(xù)電拋光直到從大矩形結(jié)構(gòu)600將金屬層106過拋光偏移高度δh。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該偏移高度可以選自在大約5-100nm的范圍內(nèi)。然而，應(yīng)理解，根據(jù)具體的應(yīng)用，該偏移高度可以是任何高度。
現(xiàn)在參考圖7E，從大矩形結(jié)構(gòu)600過拋光金屬層106之后，可以除去與金屬層106不平的部分非凹進(jìn)區(qū)103。更具體地說，可以通過任何便利的方法例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻和干等離子蝕刻等除去阻擋層104、介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)700。具體地說，如果使用等離子蝕刻，則可以使用各向同性或者各向異性蝕刻。此外，用于等離子蝕刻的蝕刻氣體可以包括例如CF4、SF6、C4F8、O2、Ar和CO等的單個(gè)氣體或者氣體組合。如果使用干化學(xué)蝕刻，則可以使用例如HF、H2O、NH4F和N2等的氣體蒸汽，其中可以利用N2使HF液體(濃度為49％)起泡，以便產(chǎn)生HF和H2O蒸汽。如果使用濕蝕，則可以使用如HF和NH4F等的蝕刻液體。此外，如果在介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)700上沒有淀積阻擋層104，那么可以利用平整化工藝?yán)鏑MP等除去介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)700。然而，應(yīng)理解，可以通過蝕刻或者任何其它便利的工藝除去介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)700。
圖8示出了例舉的另一個(gè)工藝。圖8所示的例示工藝在許多方面與圖7所示的工藝相同，除了在從大矩形結(jié)構(gòu)600上過拋光金屬層106之后，可以將非凹進(jìn)區(qū)103的露出部分蝕刻到金屬層106的表面以下。
具體地說，參考圖8C，在半導(dǎo)體器件上淀積金屬層106、使得金屬層106填充凹進(jìn)區(qū)600并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)103之后，可以從非凹進(jìn)區(qū)103電拋光金屬層106直到從大矩形結(jié)構(gòu)600過拋光金屬層106。
下面參考圖8D，從大矩形結(jié)構(gòu)600過拋光金屬層106之后，可以將非凹進(jìn)區(qū)103蝕刻到金屬層106的表面以下。更具體地說，可以通過任何便利的方法例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻和干等離子蝕刻等除去阻擋層104、介質(zhì)100和虛設(shè)結(jié)構(gòu)700。如圖8D所示，然后從半導(dǎo)體器件的表面突出部分金屬層106。
盡管例舉的本工藝一般不用于常規(guī)的晶片制造，但該工藝可以用于制造適于進(jìn)行電測試的晶片，所述電測試用于質(zhì)量控制或者研究和開發(fā)的目的。具體地說，用于電測試的探針可以更牢靠和容易地接觸金屬層106的表面，從而增加半導(dǎo)體器件的焊盤和電測試設(shè)備的探針之間的導(dǎo)電率。這種增加的導(dǎo)電率可以產(chǎn)生更精確的測試結(jié)果。
參考圖9，圖9示出了可以用圖7所示的工藝制造的半導(dǎo)體器件的另一個(gè)例舉實(shí)施例。該圖9所示的例示半導(dǎo)體器件在許多方面與圖7B所示的例示半導(dǎo)體器件相同，除了添加了虛設(shè)結(jié)構(gòu)900。這些附加的虛設(shè)結(jié)構(gòu)900可以增加淀積在半導(dǎo)體器件上的金屬層106的平整度，從而減小淀積在大矩形結(jié)構(gòu)600中的金屬層106的表面凹陷量。如前面所述，應(yīng)理解，根據(jù)應(yīng)用可以包括任意數(shù)量的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。此外，應(yīng)理解，根據(jù)應(yīng)用可以使用任意結(jié)構(gòu)的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。
圖10示出了可以利用圖7所示的工藝制造的半導(dǎo)體器件的另一個(gè)例示實(shí)施例。圖10所示的例示半導(dǎo)體器件在許多方面與圖9B所示的例示半導(dǎo)體器件相同，除了大矩形結(jié)構(gòu)600具有圓角。這些圓角可以減小半導(dǎo)體器件中的應(yīng)力。
圖11示出了可以利用圖7所示的工藝制造的另一個(gè)半導(dǎo)體器件的例示實(shí)施例。圖11所示的例示半導(dǎo)體器件在許多方面與圖10所示的例示半導(dǎo)體器件相同，除了添加了附加虛設(shè)結(jié)構(gòu)1100。這些附加的虛設(shè)結(jié)構(gòu)1100可以增加淀積在半導(dǎo)體器件上的金屬層106的平整度，從而減小淀積在大矩形結(jié)構(gòu)600中的金屬層106的表面凹陷量。如前面所述，應(yīng)理解，根據(jù)應(yīng)用可以包括任意數(shù)量的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。此外，應(yīng)理解，根據(jù)應(yīng)用可以使用任意結(jié)構(gòu)的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。
圖12示出了可以利用圖7所示的工藝制造的另一個(gè)半導(dǎo)體的例示實(shí)施例。圖12所示的例示實(shí)施例在許多方面與圖11B所示的例示半導(dǎo)體器件相同，除了添加的附加的通路1200。當(dāng)用金屬層106填充時(shí)，這些附加的通路1200可以形成栓塞。這些栓塞可以增加相鄰焊片之間的導(dǎo)電性，并且可以增強(qiáng)半導(dǎo)體器件中鍵合焊盤的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)在半導(dǎo)體器件中使用低介電常數(shù)、也就是較低機(jī)械強(qiáng)度的介質(zhì)時(shí)，增強(qiáng)鍵合焊盤的機(jī)械強(qiáng)度在鍵合工藝中尤其有利。具有低介電常數(shù)的材料的一些例子包括氫-silsesquioxane(HSQ)、干凝膠、聚合物和氣凝膠等。可以使用具有較低介電常數(shù)的材料來增加通過互連的信號的速度，所述互連形成在該材料內(nèi)，并且可以使用具有低介電常數(shù)的材料來減小發(fā)送信號通過互連所需要的功耗。例如，SiO2具有大約4.0的介電常數(shù)，HSQ具有大約3.0-2.5的較低介電常數(shù)，干凝膠具有大約2.0的更低的介電常數(shù)。
圖13示出了可以利用圖7所示工藝的大矩形結(jié)構(gòu)的例示布局。具體地說，大矩形結(jié)構(gòu)600可以包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)900和700。虛設(shè)結(jié)構(gòu)700以距離a1和b2彼此間隔，虛設(shè)結(jié)構(gòu)900以距離a2和b1彼此間隔。此外，虛設(shè)結(jié)構(gòu)700離大矩形結(jié)構(gòu)600邊緣的距離為b3，虛設(shè)結(jié)構(gòu)900離大矩形結(jié)構(gòu)600邊緣的距離為a3。
在本例的布局中，根據(jù)圖7所示的工藝，虛設(shè)結(jié)構(gòu)700和900之間的距離影響淀積在半導(dǎo)體器件的非凹進(jìn)區(qū)103上的、厚度為T的金屬層106的平整度。具體地說，可以通過選擇虛設(shè)結(jié)構(gòu)之間的距離增加淀積在半導(dǎo)體器件上的金屬層106的平整度，使得虛設(shè)結(jié)構(gòu)之間的距離與厚度之比a1/T、ab/T、a1/T、b2/T和虛設(shè)結(jié)構(gòu)與大矩形結(jié)構(gòu)600的邊緣之間的距離與厚度之比a3/T和b3/T在大約1-5的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約小于2。然而，應(yīng)理解，根據(jù)具體的應(yīng)用，可以選擇該范圍之外的其它比值。
盡管虛設(shè)結(jié)構(gòu)之間的距離影響淀積在大矩形結(jié)構(gòu)中的金屬層的平整度，但虛設(shè)結(jié)構(gòu)700和900的寬度W一般不影響所淀積的金屬層的平整度。但是，W可以影響由淀積在大矩形結(jié)構(gòu)600中的金屬層形成的焊盤的有效截面積。因此，可以減小W以便增加焊盤的有效截面積。具體地說，虛設(shè)結(jié)構(gòu)700和900的寬度W與淀積在非凹進(jìn)區(qū)103上的金屬層的厚度T之比(W/T)可以選擇在大約0.1-1的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約0.3。但是，應(yīng)理解，根據(jù)具體的應(yīng)用，該比值可以落在上述范圍之外。
圖14示出了可以利用圖7所示的工藝制造的大矩形結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例示布局。圖14所示的例示布局在許多方面與圖13所示的例示布局相同，除了添加的附加通路1200。如上所述，當(dāng)用金屬層106填充時(shí)，這些附加通路1200可以形成栓塞，這些栓塞可以增加相鄰焊盤之間的導(dǎo)電率，并且可以增強(qiáng)半導(dǎo)體器件中鍵合焊盤的機(jī)械強(qiáng)度。如上所述，當(dāng)在半導(dǎo)體器件中使用具有低介電常數(shù)、也就是較低機(jī)械強(qiáng)度的介質(zhì)時(shí)，增強(qiáng)鍵合焊盤的機(jī)械強(qiáng)度在鍵合工藝中尤其有利。
圖15示出了可以利用圖7所示的工藝制造的大矩形結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例示布局。圖15所示的例示布局在許多方面與圖14所示的例示布局相同，除了添加了附加通路1500。如上所述，當(dāng)用金屬層106填充時(shí)，這些附加通路1500可以形成栓塞，這些栓塞能夠增加相鄰焊盤之間的導(dǎo)電率，并且能夠增強(qiáng)半導(dǎo)體器件中鍵合焊盤的機(jī)械強(qiáng)度。如上所述，當(dāng)在半導(dǎo)體器件中使用具有低介電常數(shù)、也就是較低機(jī)械強(qiáng)度的介質(zhì)時(shí)，增強(qiáng)鍵合焊盤的機(jī)械強(qiáng)度在鍵合工藝中尤其有利。
圖16示出了可以利用圖7所示的工藝制造的大矩形結(jié)構(gòu)的再一個(gè)例示布局。圖16所示的例示布局在許多方面與圖13所示的例示布局相同，除了虛設(shè)結(jié)構(gòu)700和900的整個(gè)圖形旋轉(zhuǎn)了角度α，其中α可以選擇為任意的角度，例如0°和360°之間的角度。
圖17A-17AA示出了可以用來形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)的各種例示形狀。具體地說，可以使用例如矩形、圓形、橢圓形、三角形、梯形、八邊形、六邊形、五邊形等形狀。應(yīng)理解，盡管圖17A-17AA示出了例示的具體形狀，但根據(jù)具體的應(yīng)用，可以使用任何形狀來形成虛設(shè)結(jié)構(gòu)。虛設(shè)結(jié)構(gòu)可以由下列各種材料制成例如二氧化硅等的材料；介電常數(shù)比二氧化硅低的材料，例如氟化硅酸鹽玻璃、聚酰亞胺、氟化聚酰亞胺、雜化物/復(fù)合物、硅氧烷、有機(jī)聚合物、[α]-C:F、Si-O-C、聚對亞苯基二甲基/氟化聚對亞苯基二甲基、聚四氟乙烯、多纖孔二氧化硅、多纖孔有機(jī)物等；和金屬，例如銅、鋁、鎳、鉻、鋅、鎘、銀、金、銠、鈀、鉑、錫、鉛、鐵和銦等。如上所述，在某些應(yīng)用中，虛設(shè)結(jié)構(gòu)可以由與所使用的介質(zhì)相同的材料制成。
如圖18所示，當(dāng)根據(jù)上述工藝使用虛設(shè)結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。圖18所示的工藝與圖3所示的工藝相同，除了當(dāng)除去部分非凹進(jìn)區(qū)103時(shí)可以過除去阻擋層104。具體地說，參考圖18C和18D，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后，可以除去與金屬層106不平的部分非凹進(jìn)區(qū)103。具體地說，可以通過蝕刻、CMP或者任何其它便利的工藝除去阻擋層104的暴露部分。
參考圖18E，除去阻擋層104的暴露部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層或者鈍化層1802。該覆蓋層或者鈍化層1802可以包括絕緣材料，例如SiN、金剛石等。然而，如果在前面的步驟中過除去阻擋層104，那么在金屬層106和介質(zhì)100之間形成間隙1800，尤其當(dāng)覆蓋層1802沒有填充由于阻擋層104的過除去而形成的空間時(shí)。當(dāng)使用特定的金屬和介質(zhì)材料時(shí)，例如當(dāng)金屬層106由銅構(gòu)成和介質(zhì)100是具有低介電常數(shù)的材料時(shí)，間隙1800可以使金屬層106擴(kuò)散進(jìn)入介質(zhì)100。這種金屬層106擴(kuò)散進(jìn)入介質(zhì)100可以引起半導(dǎo)體器件的可靠性問題。
因此，圖19-27示出了解決圖18所存在問題的各種實(shí)施例。在一些例舉的實(shí)施例中，可以除去非凹進(jìn)區(qū)103，使得阻擋層104與介質(zhì)100處于相同或者相近的水平面上。在其它一些實(shí)施例中，可以除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104突出于介質(zhì)100的表面。
圖19示出了一個(gè)例示工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104、金屬層106和介質(zhì)100每個(gè)都具有在相同或者相近水平面的表面。具體地說，參考圖19A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以以相同的速率除去阻擋層104和介質(zhì)100，以便使阻擋層104和介質(zhì)100的表面處于相同或者相近水平面上。具體地說，參考圖19B，可以通過任何便利的方法例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。例如，如果使用等離子蝕刻，等離子蝕刻可以包括低密度等離子(反應(yīng)離子蝕刻)、高密度等離子(感應(yīng)耦合等離子(ICP)、螺旋(Helicon)等離子(HP)、電子回旋共振(ECR)、常壓等離子(無聲放電等離子)等，等離子功率可以選擇在大約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在大約30毫乇和100毫乇之間，優(yōu)選大約50毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為大約20℃，如果使用氣體C4F8、O2和Ar，其流速分別約為8sccm、2sccm和100sccm。此外，可以按大約150nm/分鐘的速度除去可以用作阻擋層104的TaN，可以按大約150nm/分鐘的速度除去可以用作介質(zhì)100的SiO2。
在本例的實(shí)施例中，參考圖19C，按需要除去阻擋層104和介質(zhì)100的部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104、介質(zhì)100和金屬層106具有相同或者相近的水平面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減少金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。
圖20示出了一個(gè)例示工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104突出于金屬層106和介質(zhì)100的表面。具體地說，參考圖20A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以以比介質(zhì)100低的速度除去阻擋層104，以便使阻擋層104突出于介質(zhì)100和金屬層106的表面。具體地說，可以通過任何便利的方法例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻、CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。例如，如果采用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在大約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在大約50毫乇和120毫乇之間，優(yōu)選大約90毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為大約20℃，如果使用氣體C4F8、O2和Ar，其流速可以分別約為8.5sccm、6.7sccm和115sccm。此外，如果使用TaN，可以按大約70nm/分鐘的速度除去阻擋層104，如果使用TiN，可以按大約90nm/分鐘的速度除去阻擋層104。另外，可以按大約300nm/分鐘的速率除去可以用作介質(zhì)100的SiO2。
在本例的例中，參考圖20C，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104突出于介質(zhì)100和金屬層106的表面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減小金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。此外，與阻擋層104和介質(zhì)100及金屬層106形成在相同或者相近的水平面上相比，阻擋層104以上述方式突出可以更好地防止擴(kuò)散。但是，當(dāng)阻擋層104以上述方式突出時(shí)，會(huì)損失覆蓋層1802的一些平整度。如所描述的，當(dāng)形成半導(dǎo)體器件的后續(xù)層時(shí)，這種平整度的損失會(huì)引起一些問題。然而，根據(jù)應(yīng)用，這種平整度的損失是可以接受的。
圖21示出了例舉的另一個(gè)工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104突出于金屬層106和介質(zhì)100的表面。具體地說，參考圖21A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖21B，在第一步驟中，可以按相同的速度除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖21C，在第二步驟中，可以按比阻擋層104更高的速率除去介質(zhì)100，以便使阻擋層104突出于介質(zhì)100和金屬層106的水平面。在某些應(yīng)用中，可以在第二步驟停止除去阻擋層104，使得速率為0。此外，可以通過任何便利的方法，例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。例如，在第一步驟中，可以使用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在約30毫乇和100毫乇之間，優(yōu)選大約50毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為約20C，如果使用氣體C4F8，O2和Ar，其流速分別為約8sccm，2sccm和100sccm。此外，包括TaN的阻擋層104和包括SiO2的介質(zhì)100都可以按約150nm/分鐘的速率除去。
在本例的第二步驟中，可以使用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在約30毫乇和100毫乇之間，優(yōu)選大約80毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為約20C，如果使用SF6，其流速約為50sccm。此外，如果使用TaN，可以按約250nm/分鐘的速率除去阻擋層104，如果使用TiN，使用大約300nm/分鐘的速率。此外，可以使用SiO2作為介質(zhì)100，并且按大約20nm/分鐘的速率除去。
在本例的實(shí)施例中，參考圖21D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104突出于介質(zhì)100和金屬層106的表面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減少金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。如上所述，阻擋層104以上述方式突出會(huì)損失覆蓋層1802的一些平整度。然而，根據(jù)應(yīng)用，這種平整度的損失是可以接受的。
圖22示出了例舉的再一個(gè)工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104突出于金屬層106的表面。具體地說，參考圖22A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖22B，在第一步驟中，可以按比介質(zhì)100高的速率除去阻擋層104。參考圖22C，在第二步驟中，可以按更高的速率除去介質(zhì)100，而阻擋層104的除去速率為零，以便使阻擋層104突出于介質(zhì)100和金屬層106的表面。具體地說，可以通過任何便利的方法、例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。
例如，在第一步驟中，可以使用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在約30毫乇和100毫乇之間，優(yōu)選大約80毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為約20C，如果使用SF6，其流速約為50sccm。此外，如果使用TaN，可以按約250nm/分鐘的速率除去阻擋層104，如果使用TiN，按大約300nm/分鐘的速率除去。此外，包括SiO2的介質(zhì)100按大約20nm/分鐘的速率除去。在本例的第二步驟中，用于第一步驟的設(shè)置可以相同，除了可以停止阻擋層104的除去并且將速率設(shè)置為零。
在本例的實(shí)施例中，參考圖22D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104突出于介質(zhì)100和金屬層106的表面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減少金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。如上所述，阻擋層104以上述方式突出會(huì)損失覆蓋層1802的一些平整度。然而，根據(jù)應(yīng)用，這種平整度的損失是可以接受的。
圖23示出了例舉的又一個(gè)工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104、金屬層106和介質(zhì)100每個(gè)都具有相同或者相近的水平面。具體地說，參考圖23A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖23B，在第一步驟中，可以按比介質(zhì)100高的速率除去阻擋層104。參考圖23C，在第二步驟中，可以按比阻擋層104高的速率除去介質(zhì)100，以便使阻擋層104和介質(zhì)100形成相同或者相近的水平面。具體地說，可以通過任何便利的方法、例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。
例如，在第一步驟中，可以使用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在約30毫乇和100毫乇之間，優(yōu)選大約80毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為約20C，如果使用SF6，其流速約為50sccm。此外，如果使用TaN，可以按約250nm/分鐘的速率除去阻擋層104，如果使用TiN，按大約300nm/分鐘的速率除去。此外，包括SiO2的介質(zhì)100可以按大約20nm/分鐘的速率除去。
在本例的第二步驟中，可以使用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在約50毫乇和120毫乇之間，優(yōu)選大約90毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為約20C，如果使用氣體C4F8、O2和Ar，其流速分別約為8.5sccm、6.7sccm和115sccm。此外，如果使用TaN，可以按約70nm/分鐘的速率除去阻擋層104，如果使用TiN，可以按大約90nm/分鐘的速率除去。此外，包括SiO2的介質(zhì)100可以按大約300nm/分鐘的速率除去。
在本例的實(shí)施例中，參考圖23D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104、介質(zhì)100和金屬層106具有相同或者相近的水平面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減少金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。盡管由本例舉的工藝制造的半導(dǎo)體器件的平整度會(huì)比包括突出于介質(zhì)100和金屬層106的阻擋層104的半導(dǎo)體器件更好，但與包括突出于介質(zhì)100和金屬層106的阻擋層104的半導(dǎo)體器件相比，由本例舉的工藝制造的半導(dǎo)體器件增加了金屬層106擴(kuò)散進(jìn)入介質(zhì)100的危險(xiǎn)。
圖24示出了例舉的再一個(gè)工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104、介質(zhì)100和金屬層106都具有相同或者相近的水平面。具體地說，參考圖24A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖24B，在第一步驟中，可以按較高的速率除去阻擋層104，同時(shí)介質(zhì)100以零速率除去。參考圖24C，在第二步驟中，可以按比較高的速率除去介質(zhì)100，而阻擋層104可以按零速率除去，以便使阻擋層104和介質(zhì)100形成相同或者相近的水平面。具體地說，可以通過任何便利的方法、例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。
在本例的實(shí)施例中，參考圖24D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104、介質(zhì)100和金屬層106具有相同或者相近的水平面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減少金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。盡管半導(dǎo)體器件的平整度會(huì)比包括突出于介質(zhì)100和金屬層106的阻擋層104的半導(dǎo)體器件更好，但與包括突出于介質(zhì)100和金屬層106的阻擋層104的半導(dǎo)體器件相比，由本例舉的工藝制造的半導(dǎo)體器件增加了金屬層106擴(kuò)散進(jìn)入介質(zhì)100的危險(xiǎn)。
圖25示出了例舉的又一個(gè)工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得阻擋層104、介質(zhì)100和金屬層106具有相同或者相近的水平面。具體地說，參考圖25A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖25B，在第一步驟中，可以按比介質(zhì)100低的速率除去阻擋層104。參考圖25C，在第二步驟中，可以按比較高的速率除去阻擋層104，而以零速率除去介質(zhì)100，以便使阻擋層104和介質(zhì)100形成相同或者相近的表面。具體地說，可以通過任何便利的方法、例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。例如，在第一步驟中，可以使用等離子蝕刻，等離子功率可以選擇在約500W和2000W之間，優(yōu)選大約1000W。此外，在本例中，真空壓力可以選擇在約50毫乇和120毫乇之間，優(yōu)選大約90毫乇，半導(dǎo)體器件的溫度可以選擇為約20C，如果使用氣體C4F8、O2和Ar，其流速分別約為8.5sccm、6.7sccm和115sccm。此外，如果使用TaN，可以按約70nm/分鐘的速率除去阻擋層104，如果使用TiN，按大約90nm/分鐘的速率除去。此外，包括SiO2的介質(zhì)100可以按大約300nm/分鐘的速率除去。在本例的第二步驟中，可以使用與第一步驟相同的設(shè)置，除了可以停止介質(zhì)100的除去并且設(shè)置為零速率。
在例舉的本實(shí)施例中，參考圖25D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。如圖所示，當(dāng)阻擋層104、介質(zhì)100和金屬層106具有相同或者相近的水平面時(shí)，可以消除間隙1800(圖18)，并且可以減少金屬層106擴(kuò)散到介質(zhì)100中。盡管半導(dǎo)體器件的平整度會(huì)比包括突出于介質(zhì)100和金屬層106的阻擋層104的半導(dǎo)體器件更好，但與包括突出于介質(zhì)100和金屬層106的阻擋層104的半導(dǎo)體器件相比，由本例舉的工藝制造的半導(dǎo)體器件增加了金屬層106擴(kuò)散進(jìn)入介質(zhì)100的危險(xiǎn)。
圖26示出了例舉的又一個(gè)工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103使得金屬層106突出于介質(zhì)100和阻擋層104的水平面。盡管本例舉的工藝一般不用于常規(guī)的晶片制造，但該工藝可以用于制造適于進(jìn)行電測試的晶片，所述電測試用于質(zhì)量控制或者研究及開發(fā)。具體地說，用于電測試的探針能夠更牢靠和更容易地接觸金屬層106的表面，從而增加半導(dǎo)體器件的焊盤和電測試裝置的探針之間的導(dǎo)電率。這種增加的導(dǎo)電率可以產(chǎn)生更精確的測試結(jié)果。
參考圖26A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖26B，在第一步驟中，可以按比介質(zhì)100高的速率除去阻擋層104。參考圖26C，在第二步驟中，可以按比較高的速率除去介質(zhì)100，而以零速率除去阻擋層104。具體地說，可以通過任何便利的方法、例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。
在本例的工藝中，參考圖26D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802?？梢允褂酶采w層1802來防止本層擴(kuò)散進(jìn)入后來形成的層。
圖27示出了另一個(gè)例舉的工藝，其中除去非凹進(jìn)區(qū)103，使得金屬層106突出于介質(zhì)100和阻擋層104的平面。與圖26所示的工藝相同，例舉的本實(shí)例一般不用于常規(guī)的晶片制造，但本工藝可以用于制造適于進(jìn)行電測試的晶片，所述電測試用于質(zhì)量控制或者研究和開發(fā)。具體地說，用于電測試的探針可以更牢靠和容易地接觸金屬層106的表面，從而增加半導(dǎo)體器件的焊盤和電測試裝置的探針之間的導(dǎo)電率。這種增加的導(dǎo)電率可以產(chǎn)生更精確的測試結(jié)果。
參考圖27A，從凹進(jìn)區(qū)102過拋光金屬層106之后(圖18)，可以在兩個(gè)步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100。參考圖27B，在第一步驟中，可以按較高的速率除去阻擋層104，而以零速率除去介質(zhì)100。參考圖26C，在第二步驟中，可以按比較高的速率除去介質(zhì)100，而以零速率除去阻擋層104。具體地說，可以通過任何便利的方法、例如濕蝕、干化學(xué)蝕刻、干等離子蝕刻和CMP等除去阻擋層104和介質(zhì)100。
在本例的實(shí)施例中，參考圖27D，除去阻擋層104和介質(zhì)100的想要部分之后，可以在半導(dǎo)體器件上淀積覆蓋層1802。可以使用覆蓋層1802來防止本層擴(kuò)散進(jìn)入后來形成的層。
表1提供了參考圖19-27描述的各種例示實(shí)施例的總結(jié)。具體地說，每列包括在第一步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100的速率的不同組合，每行包括在第二步驟中除去阻擋層104和介質(zhì)100的速率的不同組合。

表1表1示出了除去介質(zhì)100和阻擋層104的速率的具體組合，然而，應(yīng)理解，根據(jù)應(yīng)用可以使用其它除去速率的組合。
盡管已經(jīng)根據(jù)某些實(shí)施例、例子和應(yīng)用描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見，在不離開本發(fā)明的情況下可以進(jìn)行各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種電拋光半導(dǎo)體晶片上的金屬層的方法，包括在半導(dǎo)體晶片上形成一個(gè)電介質(zhì)，其中該電介質(zhì)形成有凹進(jìn)區(qū)和非凹進(jìn)區(qū)；在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)形成多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)，其中構(gòu)成的虛設(shè)結(jié)構(gòu)是用于增加接著形成在電介質(zhì)上的金屬層的平整度的非活動(dòng)區(qū)；形成一個(gè)金屬層以便填充凹進(jìn)區(qū)并且覆蓋所述非凹進(jìn)區(qū)和所述多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)；和電拋光所述金屬層以便露出所述非凹進(jìn)區(qū)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中凹進(jìn)區(qū)具有與電拋光之后留在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)的金屬層的厚度相應(yīng)的深度和與電拋光之后露出的非凹進(jìn)區(qū)的表面和電拋光之后留在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)的金屬層表面之間的距離對應(yīng)的偏移高度。
3.權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括將露出的非凹進(jìn)區(qū)除去與偏移高度相等的深度。
4.權(quán)利要求3的方法，其中偏移高度在大約5納米和100納米之間。
5.權(quán)利要求1的方法，其中形成金屬層包括淀積金屬層。
6.權(quán)利要求1的方法，其中形成金屬層包括電鍍金屬層。
7.權(quán)利要求1的方法，其中多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)都具有一個(gè)寬度，其中金屬層具有一個(gè)厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中所述寬度與所述厚度之比在大約0.1至1之間。
8.權(quán)利要求7的方法，其中該比值為0.3。
9.權(quán)利要求1的方法，其中多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)彼此間隔一定的距離，其中金屬層具有一個(gè)厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，且所述距離與厚度之比在大約1至5之間。
10.權(quán)利要求9的方法，其中該比值小于2。
11.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在形成金屬層之前，在電介質(zhì)上形成阻擋層。
12.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在形成金屬層之前，在電介質(zhì)上形成籽晶層。
13.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括電拋光金屬層之后，在半導(dǎo)體晶片上形成覆蓋層。
14.權(quán)利要求1的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的寬溝槽，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成互連。
15.權(quán)利要求1的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的大矩形結(jié)構(gòu)，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成焊盤。
16.權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括除去超過電拋光的金屬層表面的露出的非凹進(jìn)區(qū)，以便形成突出于電介質(zhì)的焊盤，便于焊盤和用于電測試的探針之間的接觸。
17.權(quán)利要求15的方法，其中大矩形結(jié)構(gòu)具有圓形角。
18.權(quán)利要求1的方法，其中金屬層是銅。
19.權(quán)利要求1的方法，其中所述多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括與電介質(zhì)相同的材料。
20.權(quán)利要求1的方法，其中所述多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括金屬。
21.一種電拋光半導(dǎo)體晶片上的金屬層的方法，包括在半導(dǎo)體晶片上形成一個(gè)電介質(zhì)，其中該電介質(zhì)形成有凹進(jìn)區(qū)和非凹進(jìn)區(qū)；在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)形成多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)，其中該多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)是非活動(dòng)區(qū)，用于增加后來形成在電介質(zhì)上的金屬層的平整度；形成一個(gè)阻擋層以便覆蓋凹進(jìn)區(qū)、非凹進(jìn)區(qū)和多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)；形成一個(gè)金屬層以便填充所述凹進(jìn)區(qū)并覆蓋所述非凹進(jìn)區(qū)和所述多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)；電拋光金屬層以便露出淀積在所述非凹進(jìn)區(qū)上的所述阻擋層；以一個(gè)第一速率除去露出的阻擋層；和以一個(gè)第二速率除去電介質(zhì)的非凹進(jìn)區(qū)。
22.權(quán)利要求21的方法，其中在以第一速率除去露出的阻擋層和以第二速率除去電介質(zhì)的非凹進(jìn)區(qū)之后，露出的阻擋層和電介質(zhì)的非凹進(jìn)區(qū)具有平的表面。
23.權(quán)利要求21的方法，其中在以第一速率除去露出的阻擋層和以第二速率除去非凹進(jìn)區(qū)之后，露出的阻擋層突出于非凹進(jìn)區(qū)。
24.權(quán)利要求21的方法，其中第一速率等于第二速率。
25.權(quán)利要求21的方法，其中第一速率小于第二速率。
26.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括以第三速率除去露出的阻擋層；和以第四速率除去介質(zhì)的非凹進(jìn)區(qū)。
27.權(quán)利要求26的方法，其中第三速率比第四速率高。
28.權(quán)利要求27的方法，其中第四速率是零。
29.權(quán)利要求26的方法，其中第四速率高于第三速率。
30.權(quán)利要求29的方法，其中第三速率為零。
31.權(quán)利要求26的方法，其中第一速率高于第二速率。
32.權(quán)利要求26的方法，其中在以第三速率除去露出的阻擋層和以第四速率除去非凹進(jìn)區(qū)之后，露出的阻擋層和非凹進(jìn)區(qū)具有平的表面。
33.權(quán)利要求26的方法，其中在以第三速率除去露出的阻擋層和以第四速率除去非凹進(jìn)區(qū)之后，露出的阻擋層突出于非凹進(jìn)區(qū)。
34.權(quán)利要求21的方法，其中多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)都具有寬度，其中金屬層具有厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中寬度與厚度之比在大約0.1至1之間。
35.權(quán)利要求21的方法，其中多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)彼此間隔一定的距離，其中金屬層具有厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中距離與厚度之比在大約1至5之間。
36.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括在淀積金屬層之前，在電介質(zhì)上淀積籽晶層。
37.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括在電拋光金屬層之后，在半導(dǎo)體晶片上淀積覆蓋層。
38.權(quán)利要求21的方法，其中構(gòu)成的凹進(jìn)區(qū)是寬的溝槽，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成互連。
39.權(quán)利要求21的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的大矩形結(jié)構(gòu)，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成焊盤。
40.權(quán)利要求39的方法，進(jìn)一步包括除去露出的阻擋層和超過金屬層表面的介質(zhì)的非凹進(jìn)區(qū)，以便形成突出于電介質(zhì)的焊盤，便于該焊盤和用于電測試的探針之間的接觸。
41.權(quán)利要求39的方法，其中大矩形結(jié)構(gòu)具有圓形角。
42.權(quán)利要求21的方法，其中金屬層是銅。
43.權(quán)利要求21的方法，其中所述多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括與半導(dǎo)體晶片相同的材料。
44.權(quán)利要求21的方法，其中所述多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括金屬。
45.權(quán)利要求21的方法，其中形成金屬層包括淀積金屬層。
46.權(quán)利要求21的方法，其中形成金屬層包括電鍍金屬層。
47.一種電拋光半導(dǎo)體晶片上的金屬層的方法，包括在半導(dǎo)體晶片上形成電介質(zhì)，其中該電介質(zhì)形成有凹進(jìn)區(qū)和非凹進(jìn)區(qū)；在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)形成至少一個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)；形成金屬層以覆蓋虛設(shè)結(jié)構(gòu)和非凹進(jìn)區(qū)，并且填充凹進(jìn)區(qū)；和從凹進(jìn)區(qū)和非凹進(jìn)區(qū)過拋光金屬層，以便露出非凹進(jìn)區(qū)，其中過拋光使非凹進(jìn)區(qū)突出于凹進(jìn)區(qū)中的金屬層表面。
48.權(quán)利要求47的方法，進(jìn)一步包括除去突出于該表面的非凹進(jìn)區(qū)部分。
49.權(quán)利要求48的方法，其中所除去的非凹進(jìn)區(qū)部分具有大約5至100納米之間的厚度。
50.權(quán)利要求47的方法，其中形成金屬層包括淀積金屬層。
51.權(quán)利要求47的方法，其中形成金屬層包括電鍍金屬層。
52.權(quán)利要求47的方法，其中虛設(shè)結(jié)構(gòu)具有寬度，其中金屬層具有厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中該寬度與厚度之比在大約0.1至1之間。
53.權(quán)利要求52的方法，其中該比值為0.3。
54.權(quán)利要求47的方法，其中虛設(shè)結(jié)構(gòu)與非凹進(jìn)區(qū)隔開一定的距離，其中金屬層具有厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中所述距離與所述厚度之比在大約1至5之間。
55.權(quán)利要求47的方法，進(jìn)一步包括在形成金屬層之前，在電介質(zhì)上形成阻擋層。
56.權(quán)利要求47的方法，進(jìn)一步包括在形成金屬層之前，在電介質(zhì)上形成籽晶層。
57.權(quán)利要求47的方法，進(jìn)一步包括在電拋光金屬層之后，在半導(dǎo)體晶片上形成覆蓋層。
58.權(quán)利要求47的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的寬溝槽，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成互連。
59.權(quán)利要求47的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的大矩形結(jié)構(gòu)，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成焊盤。
60.權(quán)利要求59的方法，進(jìn)一步包括除去露出的超過金屬層表面的非凹進(jìn)區(qū)，以便形成突出于電介質(zhì)的焊盤，便于該焊盤和用于電測試的探針之間的接觸。
61.權(quán)利要求47的方法，其中金屬層是銅。
62.權(quán)利要求48的方法，其中虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括與電介質(zhì)相同的材料。
63.權(quán)利要求47的方法，其中虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括金屬。
64.一種電拋光半導(dǎo)體晶片上的金屬層的方法，包括在半導(dǎo)體晶片上形成電介質(zhì)，其中該層形成有凹進(jìn)區(qū)、非凹進(jìn)區(qū)和設(shè)置在凹進(jìn)區(qū)內(nèi)的多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)，其中虛設(shè)結(jié)構(gòu)是構(gòu)成的非活動(dòng)區(qū)，以便增加后來形成在該層上的金屬層的平整度；形成金屬層以便填充凹進(jìn)區(qū)并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)和虛設(shè)結(jié)構(gòu)；和電拋光該金屬層以便露出非凹進(jìn)區(qū)。
65.權(quán)利要求64的方法，進(jìn)一步包括過拋光超過露出的非凹進(jìn)區(qū)表面的金屬層；和除去在電拋光之后與凹進(jìn)區(qū)中的金屬層不平的露出的非凹進(jìn)區(qū)部分。
66.權(quán)利要求65的方法，其中所除去的非凹進(jìn)區(qū)部分具有大約5納米至100納米之間的厚度。
67.權(quán)利要求64的方法，其中形成金屬層包括淀積金屬層。
68.權(quán)利要求64的方法，其中形成金屬層包括電鍍金屬層。
69.權(quán)利要求64的方法，其中多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)都具有寬度，其中金屬層具有厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中寬度與厚度之比在大約0.1至1之間。
70.權(quán)利要求69的方法，其中該比值為0.3。
71.權(quán)利要求64的方法，其中多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)彼此隔開一定的距離，其中金屬層具有厚度，其中該厚度取決于淀積在非凹進(jìn)區(qū)上的金屬層，和其中該距離與該厚度之比在大約1至5之間。
72.權(quán)利要求71的方法，其中該比值小于2。
73.權(quán)利要求64的方法，進(jìn)一步包括在形成金屬層之前，在電介質(zhì)上形成阻擋層。
74.權(quán)利要求64的方法，進(jìn)一步包括在形成金屬層之前，在電介質(zhì)上形成籽晶層。
75.權(quán)利要求64的方法，進(jìn)一步包括在電拋光金屬層之后，在半導(dǎo)體晶片上形成覆蓋層。
76.權(quán)利要求64的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的寬溝槽，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成互連。
77.權(quán)利要求64的方法，其中凹進(jìn)區(qū)是構(gòu)成的大矩形結(jié)構(gòu)，以便當(dāng)用金屬層填充時(shí)形成焊盤。
78.權(quán)利要求77的方法，進(jìn)一步包括除去超過凹進(jìn)區(qū)中的金屬層表面的露出的非凹進(jìn)區(qū)，以便形成突出于電介質(zhì)的焊盤，便于該焊盤和用于電測試的探針之間的接觸。
79.權(quán)利要求77的方法，其中大矩形結(jié)構(gòu)具有圓角。
80.權(quán)利要求64的方法，其中該金屬層是銅。
81.權(quán)利要求64的方法，其中該多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括與電介質(zhì)相同的材料。
82.權(quán)利要求64的方法，其中該多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括金屬。
83.一種用于為半導(dǎo)體晶片中的互連提供電接觸的焊盤結(jié)構(gòu)，包括金屬層；和電介質(zhì)，該電介質(zhì)具有多個(gè)通路，其中該金屬層填充該通路，以便形成栓塞，和多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)，其中該虛設(shè)結(jié)構(gòu)是構(gòu)成的非活動(dòng)區(qū)，以便增加該金屬層的平整度。
84.權(quán)利要求83的焊盤結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括設(shè)置在電介質(zhì)和金屬層之間的阻擋層。
85.權(quán)利要求83的焊盤結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括設(shè)置在電介質(zhì)和金屬層之間的籽晶層。
86.權(quán)利要求83的焊盤結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括設(shè)置在金屬層和電介質(zhì)表面上的覆蓋層。
87.權(quán)利要求83的焊盤結(jié)構(gòu)，其中該金屬層是銅。
88.權(quán)利要求83的焊盤結(jié)構(gòu)，其中該多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括與電介質(zhì)相同的材料。
89.權(quán)利要求83的焊盤結(jié)構(gòu)，其中該多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)包括金屬。
90.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法形成在半導(dǎo)體晶片上的線。
91.一種根據(jù)權(quán)利要求15的方法形成在半導(dǎo)體晶片上的焊盤結(jié)構(gòu)。
92.一種根據(jù)權(quán)利要求15的方法形成在半導(dǎo)體晶片上的互連結(jié)構(gòu)。
全文摘要
在電拋光半導(dǎo)體晶片上的金屬層中，在半導(dǎo)體晶片(未示出)上形成電介質(zhì)(100)。該電介質(zhì)(100)形成有凹進(jìn)區(qū)(102)和非凹進(jìn)區(qū)(103)。多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)(200)是構(gòu)成的非活動(dòng)區(qū)，以便增加后來形成在電介質(zhì)(100)上的金屬層(106)的平整度。然后形成金屬層(106)以便填充凹進(jìn)區(qū)(102)并且覆蓋非凹進(jìn)區(qū)(103)和多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)(200)。然后電拋光該金屬層(106)以便露出非凹進(jìn)區(qū)(102)。
文檔編號H01L21/321GK1663036SQ02808834
公開日2005年8月31日 申請日期2002年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
發(fā)明者王暉, 易培豪 申請人:Acm研究公司