将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构及其制作方法技术

一种将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构及其制造方法，它至少包括第一金属导线层是定义形成于半导体基底上；内金属介电层是形成于第一金属导线层上；接触插塞是贯穿内金属介电层与第一金属导线层的顶部形成电连接；第二金属导线层是定义形成于内金属介电层的表面上，且与接触插塞的顶部形成电连接；盖层是设置于内金属介电层顶部与第二金属导线层底部之间。具有降低出气效应、提高内连线结构的可靠度及优良率的功效。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体组件的内连线结构，特别是有关于一种。参阅附图说明图1-图4所示，其显示传统制作内连线结构的方法的剖面示意图。如图1所示，一半导体基底10包含有多数个第一金属导线层12、第一氧化层14是覆盖于第一金属导线层12上、第二氧化层16是形成于第一氧化层14表面上。第一氧化层14的制作方式可采用高密度电浆化学气相沉积(high densityplasma chemical vapor deposition，HDPCVD)制程或是电浆强化式化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor dcposition，PECVD)制程，以使第一氧化层14填满第一金属导线层12之间的空隙。第二氧化层16的制作方式可采用PECVD制程，以使第二氧化层16沉积到达一预定厚度，用作为后续CMP制程的牺牲层。如图2所示，利用CMP方法将第二氧化层16的顶部平坦化，而存留的第二氧化层16以及第一氧化层14是作为一IMD层18，可用来隔绝后续制作的内连线结构。如图3所示，先于第二氧化层16表面上定义形成一具有图案的光阻层19，再进行非等向性蚀刻制程，将未被光阻层19覆盖的IMD层18去除，直至曝露出第一金属导线层12的顶部，便形成多数个介层洞(via hole)20。如图4所示，将光阻层19去除之后，于整个基底10表面上沉积一导电层，并使导电层填满每一个介层洞20。然后，利用微影与蚀刻制程，将导电层定义形成多数个第二金属导线层24，而存留在介层洞20内的导电层则成为一接触插塞22，可用来电连接第一金属导电层12与第二金属导电层24。如此一来，第一金属导电层12、接触插塞22以及第二金属导电层24构成一个直立堆迭的内连线结构。上述的内连线结构具有以下急需克服的缺点1、首先，第二金属导线层24与MD层18之间的粘着性不佳；2、其次，IMD层18的出气(out gassing)效应容易导致第二金属导线层24的剥离现象，尤其当IMD层18的材质为低介电常数的有机材料时，出气效应会益加明显。这些缺点会降低内连线结构的可靠度及其优良率。本专利技术的目的是这样实现的一种将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是它至少包括第一金属导线层是定义形成于半导体基底上；内金属介电层是形成于该第一金属导线层上；接触插塞是贯穿该内金属介电层与该第一金属导线层的顶部形成电连接；第二金属导线层是定义形成于该内金属介电层的表面上，且与该接触插塞的顶部形成电连接；盖层是设置于该内金属介电层顶部与该第二金属导线层底部之间。该盖层是选自以下任一的无机材质SiON、SiO2、SiC、SiN或是其它低介电常数的无机材质。该盖层是由有机材质所构成。该内金属介电层的材质是为化学气相沉积制程所制作的氧化硅。该内金属介电层包含有第一氧化层是以密度电浆化学气相沉积制程形成于该第一金属导线层上；以及第二氧化层是以电浆强化式化学气相沉积制程形成于该第一氧化层上。该内金属介电层的材质是旋涂制程所形成的低介电常数的有机材料。该内金属介电层具有平坦的表面。本专利技术还提供一种将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构的制作方法，其特征是它至少包括有下列步骤(1)提供一半导体基底，其包含有第一金属导线层及内金属介电层是覆盖于该第一金属导线层上；(2)将该内金属介电层的表面平坦化；(3)于该内金属介电层的平坦表面上形成一盖层；(4)形成一介层洞，该介层洞贯穿该内金属介电层且曝露谈第一金属导线层的顶部；(5)于该介层洞内填满一接触插塞；(6)于该接触插塞顶部形成第二金属导线层；(7)盖层是形成于该内金属介电层顶部与该第二金属导线层底部之间。该盖层是选自以下任一的无机材质所SiON、SiO2、SiC、SiN或是其它由化学气相沉积制程所制作的低介电常数的无机材质。该盖层是由旋涂制程所制作的有机材质所构成。该内金属介电层的材质是化学气相沉积制程所制作的氧化硅。该内金属介电层的制作方法包含有下列步骤 进行密度电浆化学气相沉积制程，于该第一金属导线层上形成第一氧化层，以及进行电浆强化式化学气相沉积制程，于该第一氧化层上形成第二氧化层。该内金属介电层的材质是旋涂制程所形成的低介电常数的有机材料。下面结合较佳实施例和附图进一步说明。图5-图10是本专利技术制作内连线结构的方法的剖面示意图。图11是本专利技术的另一种内连线结构的剖面示意图。如图5所示，提供一半导体基底30，其内部制作有电晶体、二极体、其它半导体组件或其它金属内连线层。首先，进行沉积、微影与蚀刻制程，于基底30表面上定义形成多数个第一金属导电层32，用来作为内连线结构的第一层导线。第一金属导电层32的材质可选用铝、含硅或铜的铝合金、铜合金或是多层金属结构。在较佳实施例中，第一金属导电层32是制作成多层金属结构，其包含有第一Ti层、第一TiN层、AlCu层、第一Ti层以及第二TiN层。然后，进行HDPCVD制程，以于基底30的整个表面上沉积一具有低介电常数的第一氧化层34，并使第一氧化层34填满金属导电层32之间的空隙。由于HDPCVD制程是同时进行沉积制程与蚀刻制程，因此形成于金属导电层32顶部的第一氧化层34是呈锥形轮廓。此外，也可采用PECVD制程来沉积第一氧化层34。随后，进行PECvD制程，于第一氧化层34表面上沉积一具有低介电常数的第二氧化层36，而且第二氧化层36的表面高度是随着第一氧化层34的表面起伏而呈现相似的轮廓。此外，第二氧化层36需到达一预定厚度，以提供作为后续MP制程的研磨牺牲层。如图6所示，进行CMP制程，将第二以化层36的表面平坦化，则存留的第一氧化层34以及第二氧化层36是用作为一IMD层38。跟着，如图7所示，于IMD层38的平坦表面上形成一盖层40，可用来防止IMD层38的出气现象，并可增加IMD层38与后续制作的金属导线层之间的粘着性，盖层40的材质可选用CVD制作的无机材质，如SiON、SiO2、SiC、SiN或是其它介电常数小于4的介电材料，亦可选用以旋涂(spin-on coating)方式制作的有机材质，如chromophone。如图8、9所示，先于盖层40表面上定义形成一具有图案的光阻层42，再进行非等向性蚀刻制程，如反应性离子蚀刻(reactive ion etching，RIE)制程，将未被光阻层42覆盖的盖层40、第二氧化层36与第一氧化层34依序去除，直至曝露出金属导线32的顶部，以形成多数个介层洞44。随后将光阻层42剥除。值得注意的是，当盖层40的材质为SiON、SiO2、SiC或SiN时，在定义光阻层42图案的曝光制程中，盖层40可用作为一种四分之的一波片(quarter-waveplate)，可以防止光线穿透盖层40下方的沉基层，还可防止光线反射回光阻层42中。因此，介层洞44的临界尺寸可以尽量缩小，进而达到下一世代的半导体制程要求。如图10所示，于基底30的整个表面上沉积一导电层以使其填满介层洞44。在较佳实施例中，导电层的材质可选用铝、含硅或铜的铝合金、铜合金。然后，进行微影、蚀刻制程并以盖层44作为一蚀刻停止层，将导电层定义形成多数个第二金属导线层48，用来作为内连线结构的第二层导线。至于存留在介层洞44内的导电层则成为一接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是：它至少包括第一金属导线层是定义形成于半导体基底上；内金属介电层是形成于该第一金属导线层上；接触插塞是贯穿该内金属介电层与该第一金属导线层的顶部形成电连接；第二金属导线层是定义形成于该内金属介电层的表面上，且与该接触插塞的顶部形成电连接；盖层是设置于该内金属介电层顶部与该第二金属导线层底部之间。

【技术特征摘要】
1.一种将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是它至少包括第一金属导线层是定义形成于半导体基底上；内金属介电层是形成于该第一金属导线层上；接触插塞是贯穿该内金属介电层与该第一金属导线层的顶部形成电连接；第二金属导线层是定义形成于该内金属介电层的表面上，且与该接触插塞的顶部形成电连接；盖层是设置于该内金属介电层顶部与该第二金属导线层底部之间。2.根据权利要求1所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是该盖层是选自以下任一的无机材质所SiON、SiO2、SiC、SiN或是其它低介电常数的无机材质。3.根据权利要求1所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是该盖层是由有机材质所构成。4.根据权利要求1所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是该内金属介电层的材质是为化学气相沉积制程所制作的氧化硅。5.根据权利要求4所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是该内金属介电层包含有第一氧化层是以密度电浆化学气相沉积制程形成于该第一金属导线层上；以及第二氧化层是以电浆强化式化学气相沉积制程形成于该第一氧化层上。6.根据权利要求1所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是该内金属介电层的材质是旋涂制程所形成的低介电常数的有机材料。7.根据权利要求1所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构，其特征是该内金属介电层具有平坦的表面。8.一种权利要求1所述的将盖层设置于内金属介电层上的内连线结构的制作方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐震球，李世达，蔡政翰，
申请(专利权)人：矽统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]