本發明專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法。本發明專利技術提出一種制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法，通過在原有的頂層金屬雙大馬士革工藝基礎上去掉了氮化硅薄膜層的淀積工藝，而引入了離子注入氮（N）或者其他元素的工藝的方法，從而將二氧化硅薄膜轉化成氮化硅薄膜或者其他類似的薄膜，以作為頂層金屬溝槽刻蝕的停止層，不僅不需要進行中間停止層氮化硅薄膜的沉積，還避免了氧化硅薄膜和氮化硅薄膜由于應力差而造成開裂的可能性，同時降低了金屬層間的寄生電容。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及。
技術介紹
隨著半導體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸在不斷縮小。當晶體管的特征尺寸進入到130納米技術節點之后，由于鋁的高電阻特性，銅互 連逐漸替代鋁互連成為金屬互連的主流，現在廣泛采用的銅導線的制作方法是大馬士革工藝的鑲嵌技術，從而實現銅導線和通孔銅的成形。圖1-4為本專利技術
技術介紹
中傳統的頂層金屬雙大馬士革工藝的結構流程示意圖；如圖1-4所示，在現有的頂層金屬雙大馬士革工藝中，在設置有底部金屬槽I的底部介質層11的上表面，從下至上順序依次沉積摻碳氮化硅層12、二氧化硅薄膜13、氮化硅薄膜14和頂層二氧化硅薄膜15，采用光刻、刻蝕工藝，依次刻蝕頂層二氧化硅薄膜15、氮化硅薄膜14、二氧化硅薄膜13至摻碳氮化硅層12中，形成通孔16 ;然后于通孔16中部分填充底部抗反射層17，涂布光刻膠曝光、顯影后，去除多余光刻膠，形成具有溝槽結構19的光阻18，再以光阻18為掩膜刻蝕剩余的頂層二氧化硅薄膜151和剩余的氮化硅薄膜141至剩余的二氧化硅薄膜131中，去除光阻18和底部抗反射層17后，并去除位于通孔16底部的剩余摻碳氮化硅層121至金屬槽I的上表面，形成位于再次刻蝕后剩余的頂層二氧化硅薄膜152中的溝槽191。其中，氮化硅薄膜141作為金屬溝槽191刻蝕的停止層，即頂層金屬雙大馬士革刻蝕的中間停止層；由于，氮化硅(SiN)與二氧化硅(SiO2)的應力不同，在工藝中很容易導致層間的開裂10，且氮化硅的介電常數較高，還會增加金屬層間的寄生電容。
技術實現思路
針對上述存在的問題，本專利技術揭示了，主要是通過引入離子注入氮(N)的工藝形成氮化硅薄膜作為上層金屬溝槽刻蝕停止層的工藝。 本專利技術的目的是通過下述技術方案實現的 ，其中，包括以下步驟 步驟SI :在一制備有底部金屬槽的襯底薄膜的上表面，從上至下順序依次沉積刻蝕停止層和介電質層； 步驟S2 :采用光刻、刻蝕工藝，刻蝕所述介電質層至所述刻蝕停止層中，形成通孔；步驟S3 :沉積底部抗反射涂層充滿所述通孔并覆蓋剩余介電質層的上表面，去除多余底部抗反射涂層，剩余底部抗反射涂層部分填充所述通孔； 步驟S4 :涂布光刻膠覆蓋所述剩余底部抗反射涂層和所述剩余介電質層的上表面，曝光、顯影后，去除多余光刻膠，形成具有頂層金屬溝槽結構的光阻；步驟S5 :對所述剩余介電質層進行離子注入工藝，將部分剩余介電質層轉變為氮化硅薄膜； 步驟S6 以所述光阻為掩膜刻蝕所述氮化硅薄膜，去除所述光阻，形成頂部金屬溝槽后，去除所述剩余底部抗反射涂層和所述通孔底部剩余的刻蝕停止層至底部金屬槽的上表面； 其中，所述介電質層的材質為聚氧化乙烯(PEOX)。上述的制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法，其中，所述襯底薄膜的材質為碳硅氧氫化物(SiCOH)或聚氧化乙烯(PEOX)等。上述的制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法，其中，所述刻蝕停止層的材質為摻碳氮化娃(SiCN)0上述的制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法，其中，所述介電質層的材質為Si02。上述的制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法，其中，所述離子注入工藝中注入的元素包含有氮元素等。綜上所述，本專利技術，通過在原有的頂層金屬雙大馬士革工藝基礎上去掉了氮化硅薄膜層的淀積工藝，而引入了離子注入氮(N)或者其他元素的工藝的方法，從而將二氧化硅薄膜轉化成氮化硅薄膜或者其他類似的薄膜，以作為頂層金屬溝槽刻蝕的停止層，不僅不需要進行中間停止層氮化硅薄膜的沉積，還避免了氧化硅薄膜和氮化硅薄膜由于應力差而造成開裂的可能性，同時降低了金屬層間的寄生電容。附圖說明圖1-4為本專利技術
技術介紹
中傳統的頂層金屬雙大馬士革工藝的結構流程示意圖； 圖5-10為本專利技術制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法的結構流程示意圖。具體實施例方式 下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的說明 圖5-10為本專利技術制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法的結構流程示意圖； 如圖5-10所示，本專利技術 首先，在材質為碳硅氧氫化物(SiCOH)或聚氧化乙烯(PEOX)等的襯底薄膜21上，沉積材質為摻碳氮化硅(SiCN)的刻蝕停止層23覆蓋襯底薄膜21的上表面，再沉積材質為聚氧化乙烯(PEOX)或二氧化硅(SiO2)的介電質層24覆蓋刻蝕停止層23的上表面；其中，在襯底薄膜21中制備有底部金屬槽22，刻蝕停止層23覆蓋底部金屬槽22的上表面。其次，涂布光刻膠覆蓋介電質層24的上表面，曝光、顯影后去除多余光刻膠，形成第一光阻，并以該第一光阻為掩膜刻蝕介電質層24至刻蝕停止層23中，去除該第一光阻后，形成通孔25。然后，沉積底部抗反射涂層充滿通孔25并覆蓋剩余介電質層241的上表面，去除多余底部抗反射涂層后，剩余底部抗反射涂層26部分填充通孔25中，再涂布光刻膠覆蓋剩余底部抗反射涂層26和剩余介電質層241的上表面，曝光、顯影后，去除多余光刻膠，形成具有頂層金屬溝槽結構27的光阻30。之后，采用離子注入工藝28對剩余介電質層241進行包含氮(N)元素的離子注入工藝，將部分剩余介電質層轉變為氮化硅薄膜29 ;其中，離子注入工藝28中的注入深度由工藝需求設定。最后，以光阻30為掩膜刻蝕氮化硅薄膜29，去除光阻30后，形成頂部金屬溝槽271，去除剩余底部抗反射涂層26和通孔底部剩余的刻蝕停止層231至底部金屬槽22的上表面，繼續后續制備工藝。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本專利技術實施例提出，通過在原有的頂層金屬雙大馬士革工藝基礎上去掉了氮化硅薄膜層的淀積工藝，而引入了離子注入氮(N)或者其他元素的工藝的方法，從而將二氧化硅薄膜轉化成氮化硅薄膜或者其他類似的薄膜，以作為頂層金屬溝槽刻蝕的停止層，不僅不需要進行中間停止層氮化硅薄膜的沉積，還避免了氧化硅薄膜和氮化硅薄膜由于應力差而造成開裂的可能性，同時降低了金屬層間的寄生電容。·通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結構的典型實施例，基于本專利技術精神，還可作其他的轉換。盡管上述專利技術提出了現有的較佳實施例，然而，這些內容并不作為局限。對于本領域的技術人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本專利技術的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權利要求書范圍內任何和所有等價的范圍與內容，都應認為仍屬本專利技術的意圖和范圍內。權利要求1.，其特征在于，包括以下步驟 步驟SI :在一制備有底部金屬槽的襯底薄膜的上表面，從上至下順序依次沉積刻蝕停止層和介電質層； 步驟S2 :采用光刻、刻蝕工藝，刻蝕所述介電質層至所述刻蝕停止層中，形成通孔；步驟S3 :沉積底部抗反射涂層充滿所述通孔并覆蓋剩余介電質層的上表面，去除多余底部抗反射涂層，剩余底部抗反射涂層部分填充所述通孔； 步驟S4 :涂布光刻膠覆蓋所述剩余底部抗反射涂層和所述剩余介電質層的上表面，曝光、顯影后，去除多余光刻膠，形成具有頂層金屬溝槽結構的光阻； 步驟S5 :對所述剩余介電質層進行離子注入工藝，將部分剩余介電質層轉變為氮化硅薄膜； 步驟S6 以所述光阻為掩膜刻蝕所述氮化硅薄膜，去除所述光阻，形成頂部金屬溝槽后，去除所述剩余底部抗反射涂層和所述通孔底部剩余的刻蝕停止層至底部金屬本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種制備頂層金屬互聯工藝刻蝕中間停止層的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：在一制備有底部金屬槽的襯底薄膜的上表面，從上至下順序依次沉積刻蝕停止層和介電質層；步驟S2：采用光刻、刻蝕工藝，刻蝕所述介電質層至所述刻蝕停止層中，形成通孔；步驟S3：沉積底部抗反射涂層充滿所述通孔并覆蓋剩余介電質層的上表面，去除多余底部抗反射涂層，剩余底部抗反射涂層部分填充所述通孔；步驟S4：涂布光刻膠覆蓋所述剩余底部抗反射涂層和所述剩余介電質層的上表面，曝光、顯影后，去除多余光刻膠，形成具有頂層金屬溝槽結構的光阻；步驟S5：對所述剩余介電質層進行離子注入工藝，將部分剩余介電質層轉變為氮化硅薄膜；步驟S6：以所述光阻為掩膜刻蝕所述氮化硅薄膜，去除所述光阻，形成頂部金屬溝槽后，去除所述剩余底部抗反射涂層和所述通孔底部剩余的刻蝕停止層至底部金屬槽的上表面；其中，所述介電質層的材質為聚氧化乙烯。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐靈芝，徐強，張文廣，鄭春生，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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