專利名稱：半導(dǎo)體器件制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸隨之不斷縮小。當(dāng)進(jìn)入到 130納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后，受到鋁的高電阻特性的限制，銅互連逐漸替代鋁互連成為金屬互連的主流。由于銅的干法刻蝕工藝不易實(shí)現(xiàn)，銅互連線的制作方法不能像鋁互連線那樣通過刻蝕金屬層而獲得，現(xiàn)在廣泛采用的銅互連線的制作方法是稱作大馬士革工藝的鑲嵌技術(shù)。該大馬士革工藝包括只制作金屬導(dǎo)線的單大馬士革工藝和同時(shí)制作通孔(也稱接觸孔)和金屬導(dǎo)線的雙大馬士革工藝。具體的說，單大馬士革結(jié)構(gòu)(也稱單鑲嵌結(jié)構(gòu))僅是把單層金屬導(dǎo)線的制作方式由傳統(tǒng)的方式(金屬刻蝕+介質(zhì)層填充)改為鑲嵌方式(介質(zhì)層刻蝕+金屬填充)，而雙鑲嵌結(jié)構(gòu)則是將通孔以及金屬導(dǎo)線結(jié)合在一起，如此只需一道金屬填充步驟。制作雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的常用方法一般有以下幾種全通孔優(yōu)先法(Full VIA First)、 半通孔優(yōu)先法(Partial VIA First)、金屬導(dǎo)線優(yōu)先法(Full Trench First)以及自對(duì)準(zhǔn)法 (Self-alignment method)。如圖1所示，現(xiàn)有的一種金屬導(dǎo)線制作工藝包括如下步驟首先，在半導(dǎo)體襯底 100上首先沉積介質(zhì)層110 ；然后通過光刻和刻蝕工藝在介質(zhì)層110中形成金屬導(dǎo)線槽； 隨后沉積金屬層，所述金屬層填充到金屬導(dǎo)線槽內(nèi)并且在所述介質(zhì)層110表面也沉積了金屬；接著，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝去除所述介質(zhì)層110上的金屬，從而在所述金屬導(dǎo)線槽內(nèi)制成了金屬導(dǎo)線140。如上所述，在大馬士革工藝中需要利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以最終形成鑲嵌在介質(zhì)層110中的金屬導(dǎo)線140。然而，因?yàn)榻饘俸徒橘|(zhì)層材料的移除率一般不相同，因此對(duì)研磨的選擇性會(huì)導(dǎo)致不期望的凹陷(dishing)和侵蝕(erosion)現(xiàn)象。凹陷時(shí)常發(fā)生在金屬減退至鄰近介質(zhì)層的平面以下或超出鄰近介質(zhì)層的平面以上，侵蝕則是介質(zhì)層的局部過薄。凹陷和侵蝕現(xiàn)象易受圖形的結(jié)構(gòu)和圖形的密度影響。因此，為了達(dá)到均勻的研磨效果， 要求半導(dǎo)體襯底上的金屬圖形密度盡可能均勻，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)的金屬圖形密度常常不能滿足化學(xué)機(jī)械研磨均勻度要求。目前，解決的方法是在版圖的空白區(qū)域填充冗余金屬線圖案來使版圖的圖形密度均勻化，從而在介質(zhì)層110中形成金屬導(dǎo)線140的同時(shí)還形成冗余金屬線(dummy metal) 150，如圖2所示。但是，冗余金屬線雖然提高了圖形密度的均勻度，但是卻不可避免地引入了額外的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。為了減少額外的耦合電容帶給器件的負(fù)面影響，在設(shè)計(jì)冗余金屬時(shí)要盡可能減少冗余金屬的填充數(shù)量，并且使主圖形(金屬導(dǎo)線圖形)與冗余金屬間距盡可能大。然而主圖形與冗余金屬的間距過大又會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域的圖形密度不均勻，影響化學(xué)機(jī)械研磨工藝的局部區(qū)域平坦度。在給定線寬條件下，各種線條圖形的焦深(DOF)工藝窗口有下列關(guān)系 密集線條>半密集線條>孤立線條。利用這個(gè)關(guān)系，在半密集線條和孤立線條旁增加輔助圖形可以擴(kuò)大半密集線條和孤立線條的工藝窗口。即，輔助圖形可以擴(kuò)大半密集線條和孤立線條的光刻工藝窗口，改善金屬的化學(xué)機(jī)械研磨的局部區(qū)域平坦度，但是也會(huì)導(dǎo)致較大的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件制作方法，以有效地?cái)U(kuò)大光刻工藝窗口并且減少冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)、輔助圖形冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；在所述冗余金屬區(qū)和輔助圖形冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜層；以所述硬掩膜層為掩膜刻蝕所述介質(zhì)層，以形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述輔助圖形冗余金屬槽和冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度；在所述冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬線、輔助圖形冗余金屬線和金屬導(dǎo)線，所述輔助圖形冗余金屬線和冗余金屬線的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件制作方法中，所述輔助圖形冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度與所述冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度相同。所述輔助圖形冗余金屬槽的深度與所述冗余金屬槽的深度相同?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件制作方法中，所述輔助圖形冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度與所述冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度不相同。所述輔助圖形冗余金屬槽的深度與所述冗余金屬槽的深度不相同?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件制作方法中，形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽之前，還包括在所述金屬導(dǎo)線槽的對(duì)應(yīng)位置形成通孔。本發(fā)明還提供另一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)、輔助圖形冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，并刻蝕所述硬掩膜層，以在冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜冗余槽，在輔助圖形冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜輔助圖形槽，在非冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜導(dǎo)線槽，所述硬掩膜導(dǎo)線槽暴露出所述介質(zhì)層，且所述硬掩膜導(dǎo)線槽的深度大于硬掩膜冗余槽和硬掩膜輔助圖形槽的深度；刻蝕剩余的硬掩膜層和介質(zhì)層，形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述輔助圖形冗余金屬槽和冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度；在所述冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；
進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬線、輔助圖形冗余金屬線和金屬導(dǎo)線，所述輔助圖形冗余金屬線和冗余金屬線的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件制作方法中，形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽之前，還包括在所述金屬導(dǎo)線槽的對(duì)應(yīng)位置形成通孔。本發(fā)明使冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度，因此最終形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度小于金屬導(dǎo)線的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的厚度(高度)，可有效地?cái)U(kuò)大光刻工藝窗口， 并且減少冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。此外，本發(fā)明使冗余金屬槽的深度小于輔助圖形冗余金屬槽的深度，從而使形成的冗余金屬線的高度小于輔助圖形冗余金屬線的高度，進(jìn)一步減少輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。


圖1為現(xiàn)有的一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的另一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A 3F為本發(fā)明實(shí)施例一的半導(dǎo)體器件制作方法中各步驟對(duì)應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A 4F為本發(fā)明實(shí)施例二的半導(dǎo)體器件制作方法中各步驟對(duì)應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A 5G為本發(fā)明實(shí)施例三的半導(dǎo)體器件制作方法中各步驟對(duì)應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A 6F為本發(fā)明實(shí)施例四的半導(dǎo)體器件制作方法中各步驟對(duì)應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7A 7G為本發(fā)明實(shí)施例五的半導(dǎo)體器件制作方法中各步驟對(duì)應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在背景技術(shù)中已經(jīng)提及，冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線雖然提高了圖形密度的均勻度，但是卻引入了額外的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，電容可由下列公式計(jì)算 其中，ε。為真空介電常數(shù)；ε r為介質(zhì)介電常數(shù)；S為相對(duì)的金屬面積；d為的金屬間距離。由此可見，減少金屬的相對(duì)面積和增加金屬間距離可以減小電容。有鑒于此，本發(fā)明使冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度，因此最終形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度小于金屬導(dǎo)線的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的厚度(高度)，可有效地?cái)U(kuò)大光刻工藝窗口并且減少冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。
以下結(jié)合剖面示意圖分別對(duì)本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件制作方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例一下面結(jié)合圖3A 3F詳細(xì)介紹單大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)的制作過程，本實(shí)施例形成的冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度相同，從而使形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度相同。如圖3A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底300，所述半導(dǎo)體襯底300包括冗余金屬區(qū) 302、輔助圖形冗余金屬區(qū)303和非冗余金屬區(qū)301，即，除了冗余金屬區(qū)302和輔助圖形冗余金屬區(qū)303之外的半導(dǎo)體襯底區(qū)域?yàn)榉侨哂嘟饘賲^(qū)301。其中，所述半導(dǎo)體襯底300中形成有金屬布線，由于本發(fā)明主要涉及金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)的制作工藝，所以對(duì)在半導(dǎo)體襯底300 中形成金屬布線的過程不予介紹，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此仍是知曉的。如圖;3B所示，接著，在所述半導(dǎo)體襯底300上形成介質(zhì)層310，所述介質(zhì)層310優(yōu)選為低介電常數(shù)⑷介質(zhì)層，以減小其寄生電容與金屬銅的電阻電容延遲，滿足快速導(dǎo)電的要求。較佳的，所述介質(zhì)層310采用應(yīng)用材料(Applied Materials)公司的商標(biāo)為黑鉆石(black diamond, BD)的碳氧化硅，或者采用Novellus公司的Coral材料，再或者采用利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝制作的，道康寧公司的Silk低介電常數(shù)材料等。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，在所述半導(dǎo)體襯底300上形成介質(zhì)層310之前，還可先形成刻蝕停止層(未圖示)，所述刻蝕停止層可用于防止金屬布線中的金屬擴(kuò)散到介質(zhì)層 310中，此外所述刻蝕停止層還可防止在后續(xù)進(jìn)行的刻蝕過程中半導(dǎo)體襯底300內(nèi)的金屬布線被刻蝕。所述刻蝕停止層的材質(zhì)例如是氮化硅，其與后續(xù)形成的介質(zhì)層具有較好的粘附性。如圖3C所示，在所述冗余金屬區(qū)302和輔助圖形冗余金屬區(qū)303上形成硬掩膜層 330。詳細(xì)的，可利用光刻工藝在介質(zhì)層310上形成圖案化的光阻層，隨后以所述圖案化的光阻層為掩膜進(jìn)行刻蝕工藝，即可去除所述非冗余金屬區(qū)301上的硬掩膜層，而僅保留所述冗余金屬區(qū)302和輔助圖形冗余金屬區(qū)303上的硬掩膜層，隨后再去除圖案化的光阻層。 在本實(shí)施例中，所述輔助圖形冗余金屬區(qū)303上的硬掩膜層厚度與冗余金屬區(qū)302上的硬掩膜層厚度相同，如此，可使后續(xù)形成的輔助圖形冗余金屬槽的深度與冗余金屬槽的深度相同。如圖3D所示，以硬掩膜層330為掩膜刻蝕介質(zhì)層310，以在冗余金屬區(qū)302上形成冗余金屬槽312a、在輔助圖形冗余金屬區(qū)303上形成輔助圖形冗余金屬槽313a、并在非冗余金屬區(qū)301上的對(duì)應(yīng)位置形成金屬導(dǎo)線槽311a，由于冗余金屬區(qū)302和輔助圖形冗余金屬區(qū)303上形成了硬掩膜層330，因此經(jīng)過同一刻蝕步驟之后，形成的輔助圖形冗余金屬槽313a和冗余金屬槽31 的深度小于金屬導(dǎo)線槽311a的深度。本實(shí)施例中輔助圖形冗余金屬槽313a的深度與冗余金屬槽31 的深度相同，具體地，所述冗余金屬槽31 和輔助圖形冗余金屬槽313a的高度可根據(jù)具體工藝而相應(yīng)的變化，本發(fā)明對(duì)此并不予限定。如圖3E所示，接著，在所述冗余金屬槽312a、輔助圖形冗余金屬槽313a和金屬導(dǎo)線槽31 Ia內(nèi)沉積金屬層320，由于沉積工藝的特性，在此過程中介質(zhì)層310上也會(huì)沉積上金屬，其中所述金屬層320的材質(zhì)為銅。如圖3F所示，接著，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝直至暴露出所述介質(zhì)層310的表面，以在冗余金屬槽31 內(nèi)形成冗余金屬線322、在輔助圖形冗余金屬槽313a內(nèi)形成輔助圖形冗余金屬線323、在金屬導(dǎo)線槽311a內(nèi)形成金屬導(dǎo)線321，所述冗余金屬線322和輔助圖形冗余金屬線323的高度小于金屬導(dǎo)線的高度321，且冗余金屬線322和輔助圖形冗余金屬線323的高度相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明減小了冗余金屬線322和輔助圖形冗余金屬線323的高度(厚度)，從而有效地?cái)U(kuò)大光刻工藝窗口并且減少冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。實(shí)施例二本實(shí)施例結(jié)合圖4A 4F詳細(xì)介紹單大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)的制作過程，其中，冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度(高度)不相同，從而使得最終形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度也不相同。如圖4A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底400，所述半導(dǎo)體襯底400包括冗余金屬區(qū) 402、輔助圖形冗余金屬區(qū)403和非冗余金屬區(qū)401，其中除冗余金屬區(qū)402和輔助圖形冗余金屬區(qū)403之外的半導(dǎo)體襯底區(qū)域即為非冗余金屬區(qū)401。如圖4B所示，接著，在所述半導(dǎo)體襯底400上形成介質(zhì)層410。如圖4C所示，接著，在所述冗余金屬區(qū)402和輔助圖形冗余金屬區(qū)403上形成硬掩膜層430。在本實(shí)施例中，輔助圖形冗余金屬區(qū)403上的硬掩膜層厚度與冗余金屬區(qū)402 上的硬掩膜層厚度不相同，如此，可使后續(xù)形成的輔助圖形冗余金屬槽的深度與冗余金屬槽的深度不相同。例如，可先在介質(zhì)層410上形成硬掩膜薄膜，然后利用刻蝕工藝去除非冗余金屬區(qū)401上的硬掩膜薄膜，再利用另一刻蝕工藝，去除冗余金屬區(qū)402上部分厚度的硬掩膜層薄膜，即可使得輔助圖形冗余金屬區(qū)403上的硬掩膜層厚度大于冗余金屬區(qū)402上的硬掩膜層厚度。如圖4D所示，以硬掩膜層430為掩膜刻蝕介質(zhì)層410，以在冗余金屬區(qū)402上形成冗余金屬槽412a、在輔助圖形冗余金屬區(qū)403上形成輔助圖形冗余金屬槽413a、并在非冗余金屬區(qū)401上的對(duì)應(yīng)位置形成金屬導(dǎo)線槽411a，由于冗余金屬區(qū)402和輔助圖形冗余金屬區(qū)403上形成了硬掩膜層430，因此，經(jīng)過同一刻蝕步驟之后，形成的輔助圖形冗余金屬槽413a和冗余金屬槽41 的深度小于金屬導(dǎo)線槽411a的深度，并且，輔助圖形冗余金屬槽413a的深度小于冗余金屬槽41 的深度。如圖4E所示，接著，在所述冗余金屬槽412a、輔助圖形冗余金屬槽413a和金屬導(dǎo)線槽411a和介質(zhì)層410上內(nèi)沉積金屬層420。如圖4F所示，接著，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝直至暴露出所述介質(zhì)層410的表面，以在冗余金屬槽41 內(nèi)形成冗余金屬線422、在輔助圖形冗余金屬槽413a內(nèi)形成輔助圖形冗余金屬線423、在金屬導(dǎo)線槽411a內(nèi)形成金屬導(dǎo)線421，所述冗余金屬線422和輔助圖形冗余金屬線423的高度小于金屬導(dǎo)線的高度421，且冗余金屬線422的高度小于輔助圖形冗余金屬線423的高度。與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例中形成的冗余金屬槽41 和輔助圖形冗余金屬槽 413a的深度(高度)不相同，從而使得形成的冗余金屬線422和輔助圖形冗余金屬線423 的高度也不相同，進(jìn)一步減小了冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，并且擴(kuò)大了光刻工藝窗口。
實(shí)施例三本實(shí)施例結(jié)合圖5A 5G詳細(xì)介紹通孔先刻蝕的雙大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)的制作過程，其中，冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度(高度)相同，從而使得最終形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度也相同。如圖5A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底500，所述半導(dǎo)體襯底500包括冗余金屬區(qū) 502、輔助圖形冗余金屬區(qū)503和非冗余金屬區(qū)501，其中除冗余金屬區(qū)502和輔助圖形冗余金屬區(qū)503之外的半導(dǎo)體襯底區(qū)域即為非冗余金屬區(qū)501。如圖5B所示，接著，在所述半導(dǎo)體襯底500上形成介質(zhì)層510。如圖5C所示，接著，在所述冗余金屬區(qū)502和輔助圖形冗余金屬區(qū)503上形成硬掩膜層530。如圖5D所示，接著，刻蝕所述非冗余金屬區(qū)501上的介質(zhì)層，在待形成金屬導(dǎo)線槽的位置形成通孔511b。如圖5E所示，接著，以硬掩膜層530為掩膜刻蝕介質(zhì)層510，以形成冗余金屬槽 51 和輔助圖形冗余金屬槽513a，同時(shí)在所述通孔511b的對(duì)應(yīng)位置形成金屬導(dǎo)線槽511a， 所述輔助圖形冗余金屬槽513a的深度等于冗余金屬槽51 的深度，且所述輔助圖形冗余金屬槽513a和冗余金屬槽51 的深度小于金屬導(dǎo)線槽511a的深度。如圖5F所示，接著，在所述冗余金屬槽51 、輔助圖形冗余金屬槽513a、金屬導(dǎo)線槽511a和通孔511b內(nèi)以及介質(zhì)層510上沉積金屬層520。如圖5G所示，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層520的表面，以形成冗余金屬線522、輔助圖形冗余金屬線523和金屬導(dǎo)線521，所述輔助圖形冗余金屬線523 和冗余金屬線522的高度相同，所述輔助圖形冗余金屬線523和冗余金屬線522的高度小于所述金屬導(dǎo)線521的高度。與前述實(shí)施例相比，本實(shí)施例先形成通孔511b然后再形成冗余金屬槽512a、輔助圖形冗余金屬槽513a和金屬導(dǎo)線槽511a，且輔助圖形冗余金屬槽513a和冗余金屬槽51 的深度小于金屬導(dǎo)線槽511a的深度，從而使輔助圖形冗余金屬線523和冗余金屬線522的高度均小于金屬導(dǎo)線521的高度，減小了冗余金屬線522和輔助圖形冗余金屬線523的高度(厚度)，從而有效地減少冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，并且擴(kuò)大了光刻工藝窗口。實(shí)施例四本實(shí)施例結(jié)合圖6A 6F詳細(xì)介紹自對(duì)準(zhǔn)式硬掩膜單大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)的制作過程，其中，冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度(高度)可以相同也可以不相同。如圖6A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底600，所述半導(dǎo)體襯底600包括冗余金屬區(qū) 602、輔助圖形冗余金屬區(qū)603和非冗余金屬區(qū)601。如圖6B所示，接著，在所述半導(dǎo)體襯底600上依次形成介質(zhì)層610。如圖6C所示，隨后，在介質(zhì)層610上形成硬掩膜層，并刻蝕硬掩膜層，以在冗余金屬區(qū)602上形成硬掩膜冗余槽63 ，在輔助圖形冗余金屬區(qū)603上形成硬掩膜輔助圖形槽 633a，在非冗余金屬區(qū)601上形成硬掩膜導(dǎo)線槽631a，所述硬掩膜導(dǎo)線槽631a暴露出介質(zhì)層610的表面，且硬掩膜導(dǎo)線槽631a的深度大于硬掩膜冗余槽63 和硬掩膜輔助圖形槽 633a的深度，即，硬掩膜冗余槽63 和硬掩膜輔助圖形槽633a并不暴露出介質(zhì)層610的表
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如圖6D所示，接著，刻蝕剩余的硬掩膜層和介質(zhì)層610，形成冗余金屬槽612a、輔助圖形冗余金屬槽613a和金屬導(dǎo)線槽611a，所述輔助圖形冗余金屬槽613a和冗余金屬槽 612a的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽611a的深度。如圖6E所示，接著，在所述冗余金屬槽612a、輔助圖形冗余金屬槽613a和金屬導(dǎo)線槽611a內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層620。如圖6F所示，接著，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬線622、輔助圖形冗余金屬線623和金屬導(dǎo)線621，所述輔助圖形冗余金屬線623 的高度小于所述冗余金屬線622的高度，所述冗余金屬線622的高度小于所述金屬導(dǎo)線621 的高度。本實(shí)施例通過使硬掩膜導(dǎo)線槽631a的深度大于硬掩膜冗余槽63 和硬掩膜輔助圖形槽633a的深度，從而使輔助圖形冗余金屬線623和冗余金屬線622的高度均小于金屬導(dǎo)線621的高度，減小了冗余金屬線622和輔助圖形冗余金屬線623的高度(厚度)，減少了冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，并且擴(kuò)大了光刻工藝窗口。實(shí)施例五本實(shí)施例結(jié)合圖7A 7G詳細(xì)介紹自對(duì)準(zhǔn)式硬掩膜雙大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)的制作過程，其中，冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度(高度)相同，從而使得形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度不相同。如圖7A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底700，所述半導(dǎo)體襯底700包括冗余金屬區(qū) 702、輔助圖形冗余金屬區(qū)703和非冗余金屬區(qū)701。如圖7B所示，在所述半導(dǎo)體襯底700上形成介質(zhì)層710。如圖7C所示，隨后，在介質(zhì)層710上形成硬掩膜層，并刻蝕硬掩膜層，以在冗余金屬區(qū)702上形成硬掩膜冗余槽73 ，在輔助圖形冗余金屬區(qū)703上形成硬掩膜輔助圖形槽 733a，在非冗余金屬區(qū)701的對(duì)應(yīng)位置上形成硬掩膜導(dǎo)線槽731a，所述硬掩膜導(dǎo)線槽731a 暴露出介質(zhì)層710的表面，且硬掩膜導(dǎo)線槽731a的深度大于硬掩膜冗余槽73 和硬掩膜輔助圖形槽733a的深度。如圖7D所示，刻蝕所述非冗余金屬區(qū)701上的介質(zhì)層以在所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽 731a的對(duì)應(yīng)位置形成通孔711b。如圖7E所示，接著，以所述硬掩膜層為掩膜刻蝕介質(zhì)層710，以形成冗余金屬槽 71 和輔助圖形冗余金屬槽713a，同時(shí)在通孔711b的對(duì)應(yīng)位置金屬導(dǎo)線槽711a，輔助圖形冗余金屬槽713a的深度等于冗余金屬槽71 的深度，且所述輔助圖形冗余金屬槽713a和冗余金屬槽71 的深度均小于金屬導(dǎo)線槽711a的深度。如圖7F所示，接著，在所述冗余金屬槽71 、輔助圖形冗余金屬槽713a、金屬導(dǎo)線槽711和通孔711b內(nèi)以及介質(zhì)層710上沉積金屬層720。如圖7G所示，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層720的表面，以形成冗余金屬線722、輔助圖形冗余金屬線723和金屬導(dǎo)線721，所述輔助圖形冗余金屬線723 和冗余金屬線722的高度相同，所述輔助圖形冗余金屬線723和冗余金屬線722的高度小于所述金屬導(dǎo)線721的高度。
與實(shí)施例四相比，本實(shí)施例先形成通孔711b然后再形成冗余金屬槽712a、輔助圖形冗余金屬槽713a和金屬導(dǎo)線槽711a，并減小了冗余金屬線722和輔助圖形冗余金屬線 723的高度(厚度)，從而有效地減少冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，擴(kuò)大了光刻工藝窗口。需要說明的是，本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，相關(guān)之處可互相參考。并且，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的目的。此外，盡管以上分別以多個(gè)實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)、輔助圖形冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；在所述冗余金屬區(qū)和輔助圖形冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜層；以所述硬掩膜層為掩膜刻蝕所述介質(zhì)層，以形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述輔助圖形冗余金屬槽和冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度；在所述冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬線、輔助圖形冗余金屬線和金屬導(dǎo)線，所述輔助圖形冗余金屬線和冗余金屬線的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制作方法，其特征在于，所述輔助圖形冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度與所述冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度相同。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件制作方法，其特征在于，所述輔助圖形冗余金屬槽的深度與所述冗余金屬槽的深度相同。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制作方法，其特征在于，所述輔助圖形冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度與所述冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層厚度不相同。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件制作方法，其特征在于，所述輔助圖形冗余金屬槽的深度與所述冗余金屬槽的深度不相同。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件制作方法，其特征在于，形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽之前，還包括在所述金屬導(dǎo)線槽的對(duì)應(yīng)位置形成通孑L。
7.一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)、輔助圖形冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，并刻蝕所述硬掩膜層，以在冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜冗余槽，在輔助圖形冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜輔助圖形槽，在非冗余金屬區(qū)上形成硬掩膜導(dǎo)線槽，所述硬掩膜導(dǎo)線槽暴露出所述介質(zhì)層，且所述硬掩膜導(dǎo)線槽的深度大于硬掩膜冗余槽和硬掩膜輔助圖形槽的深度；刻蝕剩余的硬掩膜層和介質(zhì)層，形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽， 所述輔助圖形冗余金屬槽和冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度；在所述冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬線、輔助圖形冗余金屬線和金屬導(dǎo)線，所述輔助圖形冗余金屬線和冗余金屬線的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件制作方法，其特征在于，形成冗余金屬槽、輔助圖形冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽之前，還包括在所述金屬導(dǎo)線槽的對(duì)應(yīng)位置形成通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件制作方法，使冗余金屬槽和輔助圖形冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度，因此最終形成的冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的高度小于金屬導(dǎo)線的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線的厚度(高度)，可有效地?cái)U(kuò)大光刻工藝窗口并且減少冗余金屬線和輔助圖形冗余金屬線填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102412198SQ20111033531
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者毛智彪, 胡友存 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司