本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工領(lǐng)域，尤其涉及一種互連結(jié)構(gòu)的處理方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)通常包括金屬層、阻擋層、掩膜層、介質(zhì)層等膜層結(jié)構(gòu)。為了達(dá)到一定的工藝目的，需要對其中的部分膜層進(jìn)行處理，以裸露出介質(zhì)層表面。

傳統(tǒng)的處理方式采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)進(jìn)行研磨，直至介質(zhì)層裸露出來為止，其中的金屬層、阻擋層以及掩膜層均通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝加以去除。然而，隨著技術(shù)的革新，介質(zhì)層中開始采用低k或超低k材料，這類材料非常脆弱，如果全程都采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝進(jìn)行處理，工藝中產(chǎn)生的下壓力對低k或超低k材料的損害非常大，容易導(dǎo)致互連結(jié)構(gòu)的失效，因此，化學(xué)機(jī)械研磨工藝不適于處理精細(xì)的半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對化學(xué)機(jī)械研磨工藝對低k或超低k材料損害過大,容易導(dǎo)致互連結(jié)構(gòu)的失效的問題，本發(fā)明提出一種既能夠去除互連結(jié)構(gòu)相應(yīng)的膜層，同時(shí)不會(huì)對互連結(jié)構(gòu)造成破壞的處理方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種互連結(jié)構(gòu)的處理方法，該互連結(jié)構(gòu)包括阻擋層(101)、金屬層(102)、掩膜層(103)和包含低k或超低k材料的介質(zhì)層(104)，該處理方法包括以下步驟：

采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除阻擋層上的金屬層，直至金屬層上表面與阻擋層上表面齊平；

采用無應(yīng)力拋光工藝去除切槽區(qū)的金屬層，直至金屬層上表面與掩膜層下表 面齊平；

采用化學(xué)氣相刻蝕工藝去除阻擋層和掩膜層，直至暴露出介質(zhì)層上表面。

進(jìn)一步，在進(jìn)行無應(yīng)力拋光工藝后、化學(xué)氣相刻蝕工藝前，使用清洗劑清洗該互連結(jié)構(gòu)；

進(jìn)一步，清洗劑為hf、bhf、dhf或boe試劑。

進(jìn)一步，無應(yīng)力拋光工藝在恒壓模式下進(jìn)行；

進(jìn)一步，無應(yīng)力拋光工藝在恒流模式下進(jìn)行；

進(jìn)一步，化學(xué)氣相刻蝕工藝中使用xef2氣體作為刻蝕氣體。

進(jìn)一步，刻蝕氣體中還混合有n2、he、ne、ar或xe。

進(jìn)一步，金屬層為銅層。

進(jìn)一步，阻擋層包括ta、tan、ti、ru或co。

進(jìn)一步，掩膜層包括tin。

本發(fā)明采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除阻擋層上的金屬層，保留阻擋層和掩膜層，防止對低k材料造成破壞；采用無應(yīng)力拋光工藝進(jìn)一步去除切槽區(qū)的金屬層可以控制對金屬的去除量，防止對低k材料造成破壞；采用化學(xué)氣相刻蝕工藝去除阻擋層和掩膜層，由于這一步所用的混合氣體不會(huì)和金屬層以及低k材料發(fā)生反應(yīng)，因此不會(huì)對低k材料造成損害，同時(shí)集成電路的電氣性能將會(huì)提高和使用壽命將得到延長，解決了在傳統(tǒng)的化學(xué)研磨工藝中，低k材料由于直接暴露在研磨液和機(jī)械力下對低k材料造成損壞的問題。同時(shí)，本發(fā)明在化學(xué)氣相刻蝕工藝前，使用清洗劑清洗該互連結(jié)構(gòu)，去除氧化層，有效防止由于拋光力度過強(qiáng)造成切槽區(qū)產(chǎn)生氧化層導(dǎo)致后續(xù)刻蝕效率低以及刻蝕不均勻。

附圖說明

圖1為待處理的互連結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖2為圖1中的互連結(jié)構(gòu)在化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后的截面圖；

圖3為圖2中的互連結(jié)構(gòu)在無應(yīng)力拋光工藝之后的截面圖；

圖4為圖3中的互連結(jié)構(gòu)在化學(xué)氣相刻蝕工藝之后的截面圖；

圖5為本發(fā)明所述的一具體實(shí)施方式的工藝流程圖。

圖6為本發(fā)明所述的另一具體實(shí)施方式的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明，使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。

實(shí)施例1

如圖5所示一種互連結(jié)構(gòu)的處理方法，該互連結(jié)構(gòu)包括阻擋層101、金屬層102、掩膜層103和包含低k或超低k材料的介質(zhì)層104，該處理方法包括以下步驟：

步驟501：采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除阻擋層101上的金屬層102，直至金屬層102上表面與阻擋層101上表面齊平；

步驟502：采用無應(yīng)力拋光工藝去除切槽區(qū)的金屬層102，直至金屬層102上表面與掩膜層103下表面齊平；

步驟504：采用化學(xué)氣相刻蝕工藝去除阻擋層101和掩膜層103，直至暴露出介質(zhì)層104上表面。

采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除阻擋層101上的金屬層102，阻擋層101包括ta、tan、ti、ru或co，金屬層102一般為銅層或鋁層。如圖2所示，用化學(xué)機(jī)械研磨金屬層102直到表面連續(xù)的金屬層102膜厚為零，只剩下切槽區(qū)內(nèi)的金屬層，即金屬層102的上表面與阻擋層101上表面平齊。由于去除金屬層102和去除阻擋層101的研磨液不同，并且金屬層102和阻擋層101的去除速率相差很多，所以在這一步，不會(huì)去除阻擋層101。在傳統(tǒng)的化學(xué)研磨工藝中，對低k材料的損壞主要在去除阻擋層101階段，阻擋層101去除后，低k材料直接暴露在研磨液和機(jī)械力下將會(huì)受損。而在本發(fā)明的實(shí)施例中，阻擋層101和掩膜層103在化學(xué)研磨后完好無損，所以不會(huì)對低k材料造成破壞。

采用無應(yīng)力拋光工藝去除切槽區(qū)內(nèi)的金屬層102對低k材料不會(huì)有損害。根據(jù)法拉第定律，金屬的去除量與通過的電量成正比，因此無應(yīng)力拋光工藝可以通過電流值、電壓值以及拋光的時(shí)間來控制。這一步既可以在恒壓模式下進(jìn)行，也可以 在恒流模式下進(jìn)行。由于在恒壓模式下，自我終點(diǎn)控制效果好，能很好的控制蝶形坑，優(yōu)選為在恒壓模式下進(jìn)行。如圖3所示，無應(yīng)力拋光工藝完成后，金屬層102上表面與掩膜層103下表面齊平。根據(jù)阻擋層101和掩膜層103厚度的不同，蝶形坑的厚度從到

如圖4所示，采用化學(xué)氣相刻蝕工藝去除阻擋層101和掩膜層103，掩膜層103包括tin。工藝完成后，介質(zhì)層104將暴露出上表面，完成互連結(jié)構(gòu)的處理。由于這一步所用的混合氣體不會(huì)和金屬層102以及低k材料發(fā)生反應(yīng)，因此不會(huì)損害金屬層102和介質(zhì)層104，同時(shí)集成電路的電氣性能將會(huì)提高，使用壽命將得到延長。

實(shí)施例2

如圖6所示的一種互連結(jié)構(gòu)的處理方法，該互連結(jié)構(gòu)包括阻擋層101、金屬層102、掩膜層103和包含低k或超低k材料的介質(zhì)層104，該處理方法包括以下步驟：

步驟501：采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除阻擋層101上的金屬層102，直至金屬層102上表面與阻擋層101上表面齊平；

步驟502：采用無應(yīng)力拋光工藝去除切槽區(qū)的金屬層102，直至金屬層102上表面與掩膜層103下表面齊平，此過程在恒壓模式下進(jìn)行；

步驟503：使用hf、bhf、dhf或boe試劑清洗該互連結(jié)構(gòu)；

步驟504：采用化學(xué)氣相刻蝕工藝去除阻擋層101和掩膜層103，暴露出介質(zhì)層104上表面，刻蝕氣體為xef2，并混合有n2、he、ne、ar或xe。

采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除阻擋層101上的金屬層102，阻擋層101包括ta、tan、ti、ru或co，金屬層102為銅層。如圖2所示，用化學(xué)機(jī)械研磨金屬層102直到表面連續(xù)的金屬層102膜厚為零，只剩下切槽區(qū)內(nèi)的金屬層，即金屬層102的上表面與阻擋層101上表面平齊。由于去除金屬層102和去除阻擋層101的研磨液不同，并且金屬層102和阻擋層101的去除速率相差很多，所以在這一步，不會(huì)去除阻擋層101。通常來說，在高壓下銅會(huì)被第一個(gè)去除，當(dāng)銅的厚度小于將會(huì)采用低壓的過程，因此，不會(huì)造成蝶形坑。在傳統(tǒng)的化學(xué)研磨工藝中，對低k材料的損壞主要在去除阻擋層101階段，阻擋層101去除后，低k材料直接暴露在 研磨液和機(jī)械力下將會(huì)受損。而在本發(fā)明的實(shí)施例中，阻擋層101和掩膜層103在化學(xué)研磨后完好無損，所以不會(huì)對低k材料造成破壞。

采用無應(yīng)力拋光工藝去除切槽區(qū)內(nèi)的金屬層102對低k材料不會(huì)有損害。根據(jù)法拉第定律，銅的去除量與通過的電量成正比，因此無應(yīng)力拋光工藝可以通過電流值、電壓值以及拋光的時(shí)間來控制。由于在恒壓模式下，自我終點(diǎn)控制效果好，能很好的控制蝶形坑，這一步在恒壓模式下進(jìn)行。如圖3所示，無應(yīng)力拋光工藝完成后，金屬層102上表面與掩膜層103下表面齊平。根據(jù)阻擋層101和掩膜層103厚度的不同，蝶形坑的厚度從到

為了防止無應(yīng)力拋光力度太強(qiáng)，對切槽區(qū)的金屬去除的太多造成阻擋層101表面產(chǎn)生氧化層，在進(jìn)行化學(xué)氣相蝕刻前，使用hf、bhf、dhf或boe試劑清洗該互連結(jié)構(gòu)去除阻擋層的氧化層。因?yàn)檠趸瘜颖旧聿粫?huì)和xef2產(chǎn)生反應(yīng)，氧化層不去除，將阻礙下方的阻擋層101和xef2發(fā)生反應(yīng)，那么在化學(xué)氣相刻蝕這一步的效率將會(huì)很低，甚至?xí)斐煽涛g不均勻的問題。

如圖4所示，采用化學(xué)氣相刻蝕工藝去除阻擋層101和掩膜層103，掩膜層103包括tin。工藝完成后，介質(zhì)層104將暴露出上表面，完成互連結(jié)構(gòu)的處理。由于這一步所用的混合氣體不會(huì)和銅以及低k材料發(fā)生反應(yīng)，因此不會(huì)損害金屬層102和介質(zhì)層104，同時(shí)集成電路的電氣性能將會(huì)提高，使用壽命將得到延長。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對本發(fā)明的修改和變型。