專利名稱：：半導(dǎo)體器件的金屬前介電質(zhì)層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體器件；更具體地，涉及一種半導(dǎo)體、半導(dǎo)體的形成方法及半導(dǎo)體器件的金屬前介電質(zhì)(PMD)層的形成方法。
背景技術(shù)：
：為了形成半導(dǎo)體器件的金屬線，可以形成用于連接下方金屬線和上方金屬線的接觸電極。該接觸電極可以使用諸如硼磷硅玻璃(BPSG)的材料形成于金屬前介電質(zhì)(PMD)層之上。以下將參考附圖描述用于形成金屬線的相關(guān)技術(shù)。參見(jiàn)圖1A，PMD層102可以形成于半導(dǎo)體襯底100上?？梢酝ㄟ^(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)方法在半導(dǎo)體襯底100上形成硼磷硅材料并通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝拋光該BPSG材料來(lái)形成PMD層102?？梢酝ㄟ^(guò)氧氣(02)和氬氣(Ar)、3000mW的低頻(LF)功率和2800mW的高頻(HF)功率來(lái)蝕刻氣體來(lái)執(zhí)行CVD工藝。參見(jiàn)圖1B，可以通過(guò)光刻和蝕刻工藝選擇性蝕刻PMD層102，從而形成接觸孔104。阻擋金屬層106可以沉積在含有接觸孔104的PMD層102上?？梢酝ㄟ^(guò)連續(xù)地沉積Ti和TiN形成阻擋金屬層106。盡管沒(méi)有示出，在PMD層102中形成接觸孔104之前，由SiH4形成的抗反射涂層可以形成于PMD層102上。參見(jiàn)圖1C，金屬層，例如，Ti層可以沉積在阻擋金屬層106上并可以空隙填充接觸孔104。從而可以通過(guò)CMP工藝拋光PMD層102上方的Ti層以及阻擋金屬層106，以及可以在接觸孔104中形成鴇插栓(plug)104a。參見(jiàn)圖1D，通過(guò)CVD方法可以將一金屬層沉積在上述所生成的(resulting)表面上。所述金屬層可以包括鋁(Al)?？梢詫i和TiN連續(xù)沉積在Al層之上或之下?？梢酝ㄟ^(guò)光刻或蝕刻工藝選擇性地構(gòu)圖Al金屬層，從而形成通過(guò)鎢插栓104a電連接到半導(dǎo)體襯底100的金屬線108。然而，在金屬線形成工藝的相關(guān)技術(shù)中，在其中通過(guò)CVD方法形成接觸孔的PMD層界面的粘附可能不耐用，并且PMD層的一些部分可能會(huì)在隨后的工藝中裂開(kāi)。因此，可能會(huì)發(fā)生PMD層中的一些材料掉入半導(dǎo)體器件中的問(wèn)題，例如，PMD層中的一些材料會(huì)掉入CMOS圖像傳感器(CIS)的像素區(qū)域，從而引起器件特性的降級(jí)。此外，在金屬線形成工藝的相關(guān)技術(shù)中，在拋光PMD層的工藝中會(huì)有應(yīng)力(stress)直接作用于PMD層。從而，會(huì)產(chǎn)生PMD層中的一些材料掉入半導(dǎo)體器件中的問(wèn)題，影響到，例如，PMD層中的一些材料會(huì)掉入CIS的像素區(qū)，或覆蓋標(biāo)記(overlaymark)，由此引起器件特性的降級(jí)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明中的一些實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體及形成半導(dǎo)體的方法。本發(fā)明中的另一些實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體器件的金屬前介電質(zhì)(PMD)層的形成方法。本發(fā)明實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體器件的PMD層的形成方法，其中PMD層可以通過(guò)控制HF功率形成，從而提高PMD—致性以及減小環(huán)形缺陷(circledefect)。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體器件PMD層的形成方法，其中，以這樣一種方式，通過(guò)可控的HF功率可以形成用于PMD層的氧化層，形成蓋氧化層，以及隨后通過(guò)CMP工藝拋光，從而形成PMD層，以這種方式可以減小作用于PMD層的氧化層的應(yīng)力，并且使圓形缺陷的最少出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，金屬前介電質(zhì)(PMD)層的形成方法包括使用在約2550mW到約2650mW范圍內(nèi)的高頻(HF)功率的化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝在半導(dǎo)體襯底上沉積制作金屬前介電質(zhì)層的材料；以及拋光該材料來(lái)形成金屬前介電質(zhì)層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，一種金屬前介電質(zhì)(PMD)層的形成方法包括:在半導(dǎo)體襯底上形成氧化層；在氧化層上形成蓋氧化層；并且拋光該蓋氧化層來(lái)形成含有氧化層和拋光后的蓋氧化層的金屬前介電質(zhì)層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，一種在半導(dǎo)體襯底上形成半導(dǎo)體器件的方法可以包括(a)通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝在半導(dǎo)體襯底上形成金屬前介電質(zhì)(PMD)層；(b)有選擇地蝕刻該金屬前介電質(zhì)層來(lái)形成接觸孔以及在含有該接觸孔的金屬前介電質(zhì)層上形成阻擋金屬層；(C)在該接觸孔內(nèi)形成接觸插栓；并且(d)在其上形成有接觸插栓的半導(dǎo)體襯底上形成通過(guò)接觸插栓電連接到半導(dǎo)體襯底的金屬線。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，一種半導(dǎo)體器件可以包括通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝在半導(dǎo)體襯底上形成的金屬前介電質(zhì)(PMD)層；通過(guò)有選擇地蝕刻金屬前介電質(zhì)層形成的接觸孔；沉積在金屬前介電質(zhì)層上的阻擋金屬層；在接觸孔內(nèi)形成的接觸插栓；以及在其上形成有接觸插栓的半導(dǎo)體襯底上形成并且通過(guò)該接觸插栓電連接到半導(dǎo)體襯底的金屬導(dǎo)線。圖1A到圖ID示出了關(guān)于相關(guān)技術(shù)PMD層的金屬線形成工藝的橫截面圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的PMD金屬線形成工藝的流程圖；圖3示出了圖2中工藝條件基礎(chǔ)下的圓形缺陷的SEM照片；圖4A到圖4D示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的PMD金屬線形成工藝的橫截面圖。具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖2，在步驟S200中PMD層形成于半導(dǎo)體襯底上。通過(guò)在半導(dǎo)體襯底上形成BPSG材料，例如通過(guò)CVD方法，PMD層形成，隨后拋光該BPSG材料，例如通過(guò)CMP工藝。在實(shí)施方式中，CVD工藝可以使用氧氣(02)和氬氣(Ar)蝕刻氣體、3000mW的LF功率以及2550到2650mW的HF功率來(lái)執(zhí)行。在CVD工藝中，為了改善PMD層的一致性，可以使用2600mW的HF功率。然后，通過(guò)光刻和蝕刻工藝可以有選擇地蝕刻PMD層，其形成接觸孔。在步驟S202中，可以在含有接觸孔的PMD層上沉積阻擋金屬層。在實(shí)施方式中，在接觸孔形成于PMD層中之前，由SiH4形成的抗反射涂層形成于PMD層上。其后，金屬層，例如，Ti層可以沉積在阻擋金屬層上并可以空隙填充接觸孔。在PMD層上方的Ti層和阻擋金屬層通過(guò)CMP工藝順序拋光，從而在步驟S204中形成鎢插栓，也就是，接觸孔內(nèi)的接觸插栓。金屬層可以沉積在所生成的表面上，例如通過(guò)CVD方法。金屬層可以包括鋁(Al)。Ti和TiN可以連續(xù)地沉積在Al層之上或之下。在步驟S206中，該金屬層可以通過(guò)光刻和蝕刻工藝選擇性地構(gòu)圖，從而形成金屬線，其通過(guò)鎢插栓電連接到半導(dǎo)體襯底。如上所述，在實(shí)施方式中，PMD層可以通過(guò)可控HF功率形成。從下面的表格1中，可以看出，PMD層的一致性得到了改善。從而可以防止某些PMD層在隨后的工藝中裂開(kāi)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>可以從表1中看出，如果通過(guò)控制HF功率為工藝條件2，PMD層在半導(dǎo)體襯底上形成，則PMD層的一致性得到改善?？梢苑乐筆MD在隨后工藝中裂開(kāi)的現(xiàn)象，即圓形缺陷發(fā)生的現(xiàn)象。在實(shí)施方式中，如果該條件應(yīng)用到CIS工藝，圓形缺陷可以在工藝條件l的M3CCVD工藝步驟中在覆蓋標(biāo)記部分處產(chǎn)生，但不會(huì)在工藝條件2的T'UP-3步驟中出現(xiàn)，可以從圖3中看出。此外，在相關(guān)技術(shù)工藝條件中，圓形缺陷在3CCVD工藝步驟中產(chǎn)生，但是不會(huì)在T'UP-3工藝中產(chǎn)生。圖4A到4D是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的金屬線形成工藝的橫截面圖。參見(jiàn)圖4A，用于PMD層的氧化層402可以在半導(dǎo)體襯底400上形成。用于PMD層的氧化層402可以通過(guò)CVD方法由BPSG材料形成。在實(shí)施方式中，可以使用SiH4、02和Ar蝕刻氣體、3000mW的LF功率和2550到2650mW的HF功率來(lái)執(zhí)行CVD工藝。在CVD工藝中，HF功率可以是2600mW以改善用于PMD層的氧化層402的一致性。氧化層402可以形成為具有約5500A到6500A厚度?？梢栽谘趸瘜?02上形成用于PMD層的約4500A到5500A厚度的蓋氧化層404。蓋氧化層可以由正硅酸乙酯(TEOS)層形成。蓋氧化層404可以利用CMP工藝拋光，從而形成含有氧化層402和拋光的蓋氧化層404的PMD層。在實(shí)施方式中，蓋氧化層404可以拋光為2000A到2500A的厚度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在蓋氧化層404形成后，氧化層402不能直接拋光，但是可以通過(guò)拋光蓋氧化層404來(lái)拋光。因此，可以減小作用于氧化層402的應(yīng)力。參見(jiàn)圖4B，氧化層402和拋光的蓋氧化層404可以通過(guò)光刻和蝕刻工藝選擇性地蝕刻，從而形成接觸孔406。阻擋金屬層408可以沉積在含有接觸孔406的蓋氧化層404。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，阻擋金屬層408可以通過(guò)連續(xù)地沉積Ti和Ti形成。參見(jiàn)圖4C，金屬層，例如，Ti層，可以沉積在阻擋金屬層408以及可以空隙填充接觸孔406。蓋氧化層上404上方的Ti層和阻擋金屬層408可以連續(xù)地拋光，從而在接觸孔406內(nèi)形成鎢插栓406a。參見(jiàn)圖4D，通過(guò)CVD方法可以在生成的表面上沉積金屬層。該金屬層包含鋁(Al)。Ti和TiN可以連續(xù)地沉積在Al層之上或之下。Al金屬層可以通過(guò)光刻和蝕刻工藝選擇性構(gòu)圖，從而形成通過(guò)鎢插栓406a電連接到半導(dǎo)體襯底400的金屬線410。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在通過(guò)控制HF功率形成用于PMD層的氧化層402之后，可以形成并拋光蓋氧化層404，例如通過(guò)CMP工藝，并且可以由表1所述執(zhí)行金屬線形成工藝。因此，如表2可以看出由PMD層引起的圓形缺陷可以顯著地減少。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表2可以看出，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的工藝條件2中，產(chǎn)生較小數(shù)量的圓形缺陷。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式，PMD層可以通過(guò)控制HF功率形成。因此，可以改善PMD層的一致性，使圓形缺陷最小，以及提高半導(dǎo)體器件的可靠性及產(chǎn)此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在通過(guò)可控的HF功率形成用于PMD層的氧化層后，蓋氧化層可以形成，并且隨后通過(guò)CMP工藝拋光，從而形成PMD層。因此有可能減小時(shí)加到用于PMD層的氧化層的應(yīng)力。因此，使圓形缺陷發(fā)生最少，并提高半導(dǎo)體器件的可靠性和產(chǎn)量。應(yīng)當(dāng)理解對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做出變型和改進(jìn)。因此，本發(fā)明意欲覆蓋落入本發(fā)明的所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的變型和修改。應(yīng)該理解，當(dāng)一個(gè)層位于另一個(gè)層或襯底"之上"或"上方"時(shí)，它可以直接在另一個(gè)層或襯底上，或也可以存在中間層。權(quán)利要求1.一種方法，包括通過(guò)使用在約2550mW到2650mW范圍中的高頻功率的化學(xué)氣相沉積工藝在半導(dǎo)體襯底上沉積金屬前介電質(zhì)層材料；以及拋光所述金屬來(lái)形成金屬前介電質(zhì)層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用約2600mW的高頻功率執(zhí)行所述化學(xué)氣相沉積工藝。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬前介電質(zhì)層材料包含氧化層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述金屬前介電質(zhì)層材料包含在所述氧化層上方的蓋氧化層，其中所述蓋氧化層包含具有厚度在約4500A到約5500A范圍中的正硅酸乙酯。5.—種方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成氧化層；在所述氧化層上方形成蓋氧化層；以及拋光所述蓋氧化層以形成包含所述氧化層和所述拋光的蓋氧化層的金屬前介電質(zhì)層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成具有約5500A到約6500A范圍的厚度的所述氧化物層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積工藝使用在約2550mW到2650mW范圍中的高頻功率。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，使用2600mW的高頻功率執(zhí)行所述化學(xué)氣相沉積工藝。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述蓋氧化物層包含正硅酸乙酯并且具有在約4500A到約5500A范圍中的厚度。10.—種方法，包含通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝在半導(dǎo)體襯底上方形成金屬前介電質(zhì)層；有選擇地蝕刻所述金屬前介電質(zhì)層來(lái)形成接觸孔并且在含有所述接觸孔的所述金屬前介電質(zhì)層上方沉積阻擋金屬層；在所述接觸孔內(nèi)形成接觸插栓；以及在所述半導(dǎo)體襯底上方形成金屬線，所述金屬線通過(guò)所述接觸插栓電連接到所述半導(dǎo)體襯底。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，形成所述PMD層的步驟包括通過(guò)使用在約2550mW到約2650mW范圍內(nèi)的高頻功率的化學(xué)沉積工藝在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬前介電質(zhì)層；以及拋光所述金屬前介電質(zhì)材料來(lái)形成所述金屬前介電質(zhì)層。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，使用約2600mW的高頻功率執(zhí)行所述化學(xué)氣相沉積工藝。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述金屬前介電質(zhì)層包含形成的具有約5500A到6500A厚度的氧化層和在該氧化層上方且具有約4500A到約5500A厚度的蓋氧化層。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，形成所述PMD層的步驟包含在所述半導(dǎo)體襯底上方使用在約2550mW到2650mW范圍中的高頻功率通過(guò)所述化學(xué)氣相沉積工藝形成氧化層；在所述氧化層上方形成蓋氧化層；并且拋光所述蓋氧化層來(lái)形成包含所述氧化層和所述拋光的蓋氧化層的所述金屬前介電質(zhì)層。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述氧化層形成具有約5500A到6500A的厚度并且其中所述蓋氧化層形成具有約4500A到約5500A厚度。16.—種器件，包含在半導(dǎo)體襯底上方通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成的金屬前介電質(zhì)層；通過(guò)有選擇地蝕刻所述金屬前介電質(zhì)層形成的接觸孔；在所述金屬前介電質(zhì)層上方沉積的阻擋金屬層；在所述接觸孔內(nèi)形成的接觸插栓；以及在形成所述接觸插栓的所述半導(dǎo)體襯底上方形成并通過(guò)所述接觸插栓電連接到所述半導(dǎo)體襯底的金屬線。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其特征在于，通過(guò)使用在約2550mW到約2650mW范圍中的高頻功率的所述化學(xué)氣相沉積工藝在所述半導(dǎo)體襯底上方沉積金屬前介電質(zhì)層材料形成所述金屬前介電質(zhì)層，并且隨后拋光所述金屬前介電質(zhì)層材料。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其特征在于，所述金屬前介電質(zhì)層包含使用在約2550mW到約2650mW范圍中的高頻功率通過(guò)所述化學(xué)氣相沉積工藝在所述半導(dǎo)體襯底上方形成氧化層；以及在所述氧化層上方形成并且隨后拋光的蓋氧化層。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的器件，其特征在于，所述氧化層形成具有約5500A到6500A的厚度，并且其中所述蓋氧化層形成具有約4500A到約5500A的厚度。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的器件，其特征在于，使用約2600mW的高頻功率執(zhí)行所述化學(xué)氣相沉積工藝。全文摘要本發(fā)明涉及形成金屬前介電質(zhì)(PMD)層的方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式，該方法包括使用在約2550mW到約2650mW范圍中的高頻(HF)功率通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)在半導(dǎo)體襯底上沉積制作金屬前介電質(zhì)層的材料；并拋光該材料形成金屬前介電質(zhì)層。文檔編號(hào)H01L21/3105GK101211776SQ20071016438公開(kāi)日2008年7月2日申請(qǐng)日期2007年10月30日優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日發(fā)明者樸慶敏申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司