專利名稱:雙鑲嵌結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域,特別涉及一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù):
目前,半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)飛速發(fā)展,半導(dǎo)體器件已經(jīng)具有深亞微米結(jié)構(gòu),集成電路中包含巨大數(shù)量的半導(dǎo)體元件。隨著半導(dǎo)體器件制作技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,半導(dǎo)體器件之間的高性能、高密度連接不僅在單個(gè)互連層中進(jìn)行,而且要在多層之間進(jìn)行互連。因此, 通常提供多層互連結(jié)構(gòu),其中多個(gè)互連層互相堆疊,并且介質(zhì)層置于其間,用于連接半導(dǎo)體器件。特別是利用雙鑲嵌(dual-damascene)工藝形成的多層互連結(jié)構(gòu),其預(yù)先在介質(zhì)層中形成通孔(via)和溝槽(trench),然后用導(dǎo)電材料填充所述通孔和溝槽。因?yàn)殡p鑲嵌結(jié)構(gòu)能避免重疊誤差以及解決現(xiàn)有的金屬工藝的限制,雙鑲嵌工藝便被廣泛地應(yīng)用在半導(dǎo)體制作過(guò)程中而提升器件可靠度。通常來(lái)說(shuō),介電常數(shù)(k)值低于3. 0的介質(zhì)薄膜被半導(dǎo)體制造業(yè)稱為低介電常數(shù)介質(zhì)薄膜。為了降低金屬互連線之間的寄生電容,降低信號(hào)的RC延遲和金屬互連線之間的干擾,目前普遍采用低介電常數(shù)(low k)材料作為雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層。詳細(xì)的,請(qǐng)參考圖 IA 1D,其為現(xiàn)有的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。如圖IA所示,首先,提供半導(dǎo)體襯底100,所述半導(dǎo)體襯底100中形成有金屬布線層101,所述金屬布線層101的材料可以為鋁、銀、銅中的一種或者幾種。如圖IB所示,然后,在所述半導(dǎo)體襯底100上形成低介電常數(shù)介質(zhì)層110,并在所述低介電常數(shù)介質(zhì)層110中形成溝槽(trench) IlOb和通孔(via) 110a,所述溝槽IlOb的位置與通孔IlOa的位置對(duì)應(yīng),所述溝槽IlOb的截面寬度大于通孔IlOa的截面寬度。關(guān)于溝槽和通孔形成方法的更多信息,可參見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00610026758. 8的中國(guó)專利申請(qǐng)。如圖IC所示,隨后,在低介電常數(shù)介質(zhì)層110上以及所述溝槽IlOb和通孔IlOa 內(nèi)形成金屬材料120,所述金屬材料120的材料例如是金屬銅。如圖ID所示,接著,利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除所述低介電常數(shù)介質(zhì)層110上的金屬材料120,以形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。然而,在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),由于所述低介電常數(shù)介質(zhì)層110的密度較低,在利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除低介電常數(shù)介質(zhì)層110上的金屬材料時(shí),所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝所使用的研磨液(slurry)會(huì)與所述低介電常數(shù)介質(zhì)層110的表面發(fā)生反應(yīng),使得部分厚度的低介電常數(shù)介質(zhì)層被損傷,導(dǎo)致低介電常數(shù)介質(zhì)層的介電常數(shù)發(fā)生變化,對(duì)后續(xù)形成的金屬互連線的性能產(chǎn)生不利影響,進(jìn)而影響半導(dǎo)體器件的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,以防止低介電常數(shù)介質(zhì)層的介電常數(shù)發(fā)生變化,提高半導(dǎo)體器件的可靠性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,包括提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有第一低介電常數(shù)介質(zhì)層以及形成于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層中的溝槽和通孔;在所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上以及溝槽和通孔內(nèi)形成金屬材料; 利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料,該化學(xué)機(jī)械研磨工藝在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層表面形成部分損傷的第一介質(zhì)層;去除所述損傷的第一介質(zhì)層;在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述損傷的第一介質(zhì)層是利用濕法刻蝕工藝去除的??蛇x的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為摻氟的氧化硅、摻碳的氧化硅或摻氮的碳化硅中的一種或其組合??蛇x的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述濕法刻蝕工藝所使用的刻蝕液體是稀釋的氫氟酸??蛇x的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述濕法刻蝕工藝的刻蝕時(shí)間為10 秒 600秒??蛇x的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度大于等于所述損傷的第一介質(zhì)層的厚度。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述損傷的第一介質(zhì)層的厚度為 500 1500A;所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度為700 2000A。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,去除所述損傷的第一介質(zhì)層之后,還包括去除部分厚度的未損傷的第一介質(zhì)層。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為摻氟的氧化硅、摻碳的氧化硅或摻氮的碳化硅中的一種或其組合。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層是利用化學(xué)氣相沉積的方式形成的。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為有機(jī)聚合物。可選的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層是利用旋涂方式形成的??蛇x的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述半導(dǎo)體襯底上還形成有阻擋層,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層覆蓋所述阻擋層的表面??蛇x的,在所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法中,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層的表面還形成有保護(hù)層,所述保護(hù)層在利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料的步驟中被去除。相應(yīng)的,本發(fā)明還提供一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu),所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底;形成于所述半導(dǎo)體襯底上的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層未損傷;位于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的第二低介電常數(shù)介質(zhì)層;貫穿第一低介電常數(shù)介質(zhì)層和第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的通孔和溝槽;填充在所述通孔和溝槽內(nèi)的金屬層。由于采用了以上技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料之后,去除損傷的第一介質(zhì)層,并在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層,以確保雙鑲嵌結(jié)構(gòu)
5的介質(zhì)層的介電常數(shù)值穩(wěn)定,防止損傷的第一介質(zhì)層對(duì)金屬互連線的性能產(chǎn)生不利影響, 有利于提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
圖IA至圖ID為現(xiàn)有的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖;圖3A至圖3F為本發(fā)明實(shí)施例所提供的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)背景技術(shù)所述,在利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料時(shí),會(huì)使得部分厚度的低介電常數(shù)介質(zhì)層被損傷,導(dǎo)致低介電常數(shù)介質(zhì)層的介電常數(shù)發(fā)生變化,影響半導(dǎo)體器件的可靠性。因此,本發(fā)明提供一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)及其制造方法,所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法在去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料之后,去除損傷的第一介質(zhì)層,并在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層,以確保最終形成的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層的介電常數(shù)值穩(wěn)定,防止損傷的第一介質(zhì)層對(duì)后續(xù)形成的金屬互連線的性能產(chǎn)生不利影響,有利于提高半導(dǎo)體器件的可靠性。請(qǐng)參考圖2,其為本發(fā)明實(shí)施例所提供的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖,結(jié)合該圖2,該方法包括以下步驟步驟S210,提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有第一低介電常數(shù)介質(zhì)層以及形成于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層中的溝槽和通孔;步驟S220,在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上以及溝槽和通孔內(nèi)形成金屬材料;步驟S230,利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料,該化學(xué)機(jī)械研磨工藝在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層表面形成部分損傷的第一介質(zhì)層;步驟S240,去除所述損傷的第一介質(zhì)層;步驟S250,在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層。下面將結(jié)合剖面示意圖對(duì)本發(fā)明的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)及其制造方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述, 其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明, 而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。如圖3A所示,并結(jié)合步驟S210,首先,提供半導(dǎo)體襯底300。所述半導(dǎo)體襯底300 可以為多層基片(例如,具有覆蓋電介質(zhì)和金屬膜的硅襯底)、分級(jí)基片、絕緣體上硅基片 (SOI)、外延硅基片、部分處理的基片(包括集成電路及其他元件的一部分)。在所述半導(dǎo)體襯底300中形成金屬布線層301,所述金屬布線層301的材料可以為鋁、銀、鉻、鉬、鎳、鈀、鉬、鈦、鉭、銅中的一種或者幾種,所述金屬布線層301的材料優(yōu)選用銅。由于本發(fā)明主要涉及雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制作工藝,所以對(duì)在半導(dǎo)體襯底300中形成金屬布線層301的過(guò)程不予介紹,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此仍是知曉的。如圖:3B所示,并結(jié)合步驟S210,然后,在所述半導(dǎo)體襯底300上形成第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310,并在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310中形成溝槽310b和通孔310a,所述溝槽 310b的位置與通孔310a的位置對(duì)應(yīng),且所述溝槽310b與通孔310a連通,所述溝槽310b的截面寬度大于通孔310a的截面寬度。在本實(shí)施例中,先在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310中定義出完全穿透第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310的通孔310a,然后利用另一光阻層定義出溝槽310b。當(dāng)然,在本發(fā)明其它實(shí)施例中,也可以先在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310的上部定義出溝槽310b,然后利用另一光阻層定義出通孔310a。所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310選用低介電常數(shù)材料,以降低內(nèi)連線的寄生電容,從而降低RC延遲,并緩解內(nèi)連線之間的干擾,進(jìn)而改善器件的操作的速度。所述低介電常數(shù)介質(zhì)層110材料可以是摻氟的氧化硅(FSG)、摻碳的氧化硅以及摻氮的碳化硅 (BLOK)等無(wú)機(jī)材料,或者是聚芳香烯醚(flare)、芳香族碳?xì)浠衔?SILK)以及二甲苯塑料等有機(jī)聚合物。在本實(shí)施例中,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310的材料可采用應(yīng)用材料 (Applied Materials)公司的商標(biāo)為黑鉆石(black diamond)的摻碳的氧化硅,其可通過(guò)化學(xué)氣相沉積等方式形成??蛇x的,在所述半導(dǎo)體襯底300上形成第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310的步驟之前,先在所述半導(dǎo)體襯底300上形成阻擋層330,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310覆蓋所述阻擋層 330的表面,所述通孔310a貫穿所述阻擋層330。所述阻擋層330可用于防止金屬布線中的金屬擴(kuò)散到第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310中,同時(shí)阻擋層330還可防止在后續(xù)進(jìn)行的刻蝕過(guò)程中,半導(dǎo)體襯底300內(nèi)的金屬布線層301被刻蝕。所述阻擋層330的材料可以是氮化硅,其與后續(xù)形成的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310具有較好的粘附性。當(dāng)然,阻擋層330的材料還可以是其它可以阻擋金屬擴(kuò)散的材料,例如,氮氧化硅或摻雜氮的碳化硅等。所述阻擋層330的厚度可以為300 1000 A,其可通過(guò)化學(xué)氣相沉積等方式形成??蛇x的,在所述半導(dǎo)體襯底300上形成第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310的步驟之后,還可以在所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310上形成保護(hù)層340。所述保護(hù)層340可用來(lái)進(jìn)一步保護(hù)硬度和介電常數(shù)較小的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310,所述保護(hù)層340的材料為氮化硅或碳化硅,所述保護(hù)層340可通過(guò)化學(xué)氣相沉積等方式形成。如圖3C所示,并結(jié)合步驟S220,在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310上以及溝槽310b和通孔310a內(nèi)形成金屬材料320。所述金屬材料320的材料例如是金屬銅,可通過(guò)物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積的方式形成所述金屬材料320。如圖3D所示,并結(jié)合步驟S230,接著,利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310上的金屬材料,以在溝槽310b和通孔310a內(nèi)形成金屬層321,所述金屬層321 與半導(dǎo)體襯底300中的金屬布線層301電性連接。經(jīng)本申請(qǐng)的發(fā)明人長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝的過(guò)程中,不可避免的,所使用的研磨液會(huì)與低介電常數(shù)介質(zhì)層310的表面發(fā)生反應(yīng),使得部分厚度的低介電常數(shù)介質(zhì)層被損傷,并且其介電常數(shù)會(huì)發(fā)生變化。為敘述方便,以下將受損傷的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層部分稱為損傷的第一介質(zhì)層312,將未受損傷的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層部分稱為未損傷的第一介質(zhì)層311,此外,為了圖示方便,在剖視圖中將未損傷的第一介質(zhì)層311 和損傷的第一介質(zhì)層312的交界面表示為水平線,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,實(shí)際的交界面并不一定是平面。在本實(shí)施例中,利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310上的金屬材料時(shí),所述保護(hù)層340也被去除掉。
如圖3E所示,并結(jié)合步驟S240,本發(fā)明的關(guān)鍵步驟是,去除所述損傷的第一介質(zhì)層312。優(yōu)選的,利用濕法刻蝕工藝去除所述損傷的第一介質(zhì)層312,所述濕法刻蝕工藝不會(huì)對(duì)低介電常數(shù)材料造成任何損傷。所述濕法刻蝕工藝所使用的刻蝕液體例如是稀釋的氫氟酸,所述濕法刻蝕工藝的刻蝕時(shí)間可以為10秒 600秒。在本實(shí)施例中,僅去除全部的損傷的第一介質(zhì)層312,并不去除未損傷的第一介質(zhì)層311。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,在本發(fā)明的其它實(shí)施例中,在去除所述損傷的第一介質(zhì)層312的步驟時(shí),還可以去除部分厚度的未損傷的第一介質(zhì)層,以確保所述損傷的第一介質(zhì)層312 能夠完全被去除。如圖3F所示,并結(jié)合步驟S250,接著,在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310’上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350。由于本發(fā)明實(shí)施例去除了被研磨液損傷的第一介質(zhì)層312, 并在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310’上形成了第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350,可確保最終形成的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層的介電常數(shù)值穩(wěn)定,防止損傷的第一介質(zhì)層312對(duì)后續(xù)形成的金屬互連線的性能產(chǎn)生不利影響,可提高半導(dǎo)體器件的可靠性。優(yōu)選的,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350的厚度等于被去除的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度,即所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350的表面與金屬層321的表面齊平。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350的厚度也可以略大于被去除的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度,以降低工藝控制難度。在本實(shí)施例中,所述損傷的第一介質(zhì)層312的厚度為 500 1500A,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層;350的厚度為700 2000A。較佳的,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350是聚芳香烯醚(flare)、芳香族碳?xì)浠衔?SILK)以及二甲苯塑料等有機(jī)聚合物??衫眯糠绞叫纬伤龅诙徒殡姵?shù)介質(zhì)層350,利用旋涂方式形成的第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350的表面較為平坦。當(dāng)然,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350的材料也可以是摻氟的氧化硅(FSG)、摻碳的氧化硅以及摻氮的碳化硅(BLOK)等無(wú)機(jī)材料,其可利用化學(xué)氣相沉積的方式形成。繼續(xù)參考圖3F,并結(jié)合圖3A至圖3E,基于上述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法形成的雙鑲嵌結(jié)構(gòu),包括半導(dǎo)體襯底300 ;形成于所述半導(dǎo)體襯底300上的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層 310’,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310’未損傷;位于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310’上的第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350 ;貫穿所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層310’和第二低介電常數(shù)介質(zhì)層350的通孔310a和溝槽310b ;填充在所述通孔310a和溝槽310b內(nèi)的金屬層321。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動(dòng)與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,包括提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有第一低介電常數(shù)介質(zhì)層以及形成于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層中的溝槽和通孔;在所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上以及所述溝槽和通孔內(nèi)形成金屬材料;利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料,該化學(xué)機(jī)械研磨工藝在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層表面形成部分損傷的第一介質(zhì)層;去除所述損傷的第一介質(zhì)層;在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層。
2.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述損傷的第一介質(zhì)層是利用濕法刻蝕工藝去除的。
3.如權(quán)利要求2所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為摻氟的氧化硅、摻碳的氧化硅或摻氮的碳化硅中的一種或其組合。
4.如權(quán)利要求3所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述濕法刻蝕工藝所使用的刻蝕液體是稀釋的氫氟酸。
5.如權(quán)利要求4所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述濕法刻蝕工藝的刻蝕時(shí)間為10秒 600秒。
6.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度大于等于所述損傷的第一介質(zhì)層的厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述損傷的第一介質(zhì)層的厚度為500 1500A,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度為700 2000A。
8.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,去除所述損傷的第一介質(zhì)層之后,還包括去除部分厚度的未損傷的第一介質(zhì)層。
9.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為摻氟的氧化硅、摻碳的氧化硅或摻氮的碳化硅中的一種或其組合。
10.如權(quán)利要求9所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層是利用化學(xué)氣相沉積的方式形成的。
11.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的材料為有機(jī)聚合物。
12.如權(quán)利要求11所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第二低介電常數(shù)介質(zhì)層是利用旋涂方式形成的。
13.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體襯底上還形成有阻擋層,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層覆蓋阻擋層的表面。
14.如權(quán)利要求1所述的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層的表面還形成有保護(hù)層,所述保護(hù)層在利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料的步驟中被去除。
15.一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu),其特征在于,包括半導(dǎo)體襯底;形成于所述半導(dǎo)體襯底上的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層,所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層未損傷;位于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的第二低介電常數(shù)介質(zhì)層; 貫穿第一低介電常數(shù)介質(zhì)層和第二低介電常數(shù)介質(zhì)層的通孔和溝槽; 填充在所述通孔和溝槽內(nèi)的金屬層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)及其制造方法,所述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法包括提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有第一低介電常數(shù)介質(zhì)層以及形成于所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層中的溝槽和通孔;在所述第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上以及溝槽和通孔內(nèi)形成金屬材料;利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上的金屬材料,該化學(xué)機(jī)械研磨工藝在第一低介電常數(shù)介質(zhì)層表面形成部分損傷的第一介質(zhì)層;去除所述損傷的第一介質(zhì)層;在剩余的第一低介電常數(shù)介質(zhì)層上形成第二低介電常數(shù)介質(zhì)層。本發(fā)明可防止損傷的第一介質(zhì)層對(duì)后續(xù)形成的金屬互連線的性能產(chǎn)生不利影響,有利于提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102376597SQ20101026155
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者周俊卿, 張海洋 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司