半导体元件用金属布线的后处理方法技术

半导体元件用金属布线后处理方法，其把氧化铝膜用作金属布线的保护层来提高金属布线可靠性。半导体元件用金属布线后处理方法，衬底上以任意的图案形成的金属布线进行后处理，包括：完成蒸镀工序，形成金属布线衬底的整个面上形成规定厚度铝的步骤；完成等离子体处理，形成氧化铝膜下部阻挡层的步骤；完成蒸镀工序，在下部阻挡层的上部整个面上形成层间绝缘膜的步骤。本发明专利技术另一方案半导体元件用金属布线的后处理方法，对衬底上以任意图案形成的金属布线进行后处理，包括：完成蒸镀工序，形成了所述金属布线的衬底整个面上形成具有规定厚度氧化铝膜的下部阻挡层的步骤；完成蒸镀工序，下部阻挡层的上部整个面上形成层间绝缘膜的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过将铝氧化膜用作金属布线保护层来提高金属布线可靠性的半导体元件用金属布线后处理方法。
技术介绍
众所周知，在制造半导体元件中，需要用于形成多种形态金属布线(例如，铝合金等)的构图工序，而作为以任意的图案来蚀刻铝合金并形成金属布线的典型的蚀刻工序是利用等离子体的干燥式蚀刻工序。另一方面，形成于衬底上的金属布线通过后处理工序被埋置内部金属电介质(Inter Metal DielectricIMD)，以便补偿时整数等，作为这样的金属电介质，主要利用介电常数比较低的掺氟硅玻璃(Fluorine doped Silicon GlassFSG)。另一方面，在掺氟硅玻璃(FSG)的主要成分的氟(F)作为腐蚀性气体与金属接触的情况下会诱发金属蚀刻(Metal Etching)。因此，如果为了降低介电常数而增加氟成分，则产生深刻的金属腐蚀现象，由此产生半导体元件可靠性下降的问题。因此，以往，在金属布线时，在涂敷FSG前，作为保护膜(FSG的下层)之一例，如图1A至1C所示，使用TEOS氧化膜或HDP USG(High DensityPlasma Undoped Silicon Glass)。图1A至图1C是图示按照现有方法来完成金属布线的后处理工序的过程的工序顺序图。参照图1A，如果在衬底102上形成带有任意图案的金属布线104，则为了减少时整数，在形成作为内部的金属电介质(IMD)材料的FSG前，作为一例，如图1B所示，形成规定厚度的保护膜106。此时，作为保护膜106，使用TEOS氧化膜或HDP USG。接着，通过完成蒸镀工序，作为一例，如图1C所示，通过在保护膜106的上部整个表面形成掺氟硅玻璃(FSG)108，来结束对形成于衬底102上的金属布线104的后处理，通过这样形成的FSG来补偿时整数延迟。但是，如上所述，现有方法存在以下问题作为保护膜使用的TEOS氧化膜或HDP USG使绝缘性多少有些下降；由于不能可靠地阻断FSG中含有的氟(F)的扩散而造成金属布线被腐蚀，从而使布线的可靠性下降；不同物质(TEOS氧化膜或HDP USG与金属物质)间的应力引起的布线的可靠性下降。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述现有技术问题，用于实现上述目的的一方案，提供一种，对衬底上以任意的图形形成的金属布线进行后处理，该方法包括完成蒸镀工序，在形成了所述金属布线的衬底的整个面上形成规定厚度的铝的步骤；通过在规定的工序条件下完成等离子体处理，使所述铝变为形成了氧化铝膜的下部阻挡层的步骤；以及完成蒸镀工序，在所述下部阻挡层的上部整个面上形成层间绝缘膜的步骤。基于实现上述目的的另一方案，本专利技术提供一种半导体元件用的金属布线的后处理方法，对衬底上以任意的图形形成的金属布线进行后处理，该方法包括完成蒸镀工序，在形成了所述金属布线的衬底的整个面上形成具有规定厚度的氧化铝膜形成的下部阻挡层的步骤；以及完成蒸镀工序，在所述下部阻挡层的上部整个面上形成层间绝缘膜的步骤。根据下面参照附图描述的本专利技术优选实施例，对于本领域普通技术人员来说，本专利技术的上述和其他目的和各种优点将变得明确。附图说明图1A至1C是图示按照现有方法完成金属布线的后处理工序过程的工序顺序图。图2A至2C是图示按照本专利技术用于金属布线的后处理而在形成了金属布线的晶片上完成后续工序过程的工序顺序图。具体实施方案以下，参照附图详细说明本专利技术的优选实施例。首先，本专利技术的核心技术的要点在于，在金属布线的保护膜上，与使用TEOS氧化膜或HDP USG的上述现有技术不同，使用绝缘性良好并且能够可靠地抑制氟的扩散的与金属布线类似系列物质的氧化铝膜(Al2O3)，通过这样的技术手段，可以容易地实现本专利技术的目的。图2A至2C是图示本专利技术用于金属布线后处理而在形成了金属布线的晶片上完成后续工序过程工序顺序图。参照图2A，如果在衬底202上形成带有任意图案的金属布线204，则为了减少时整数，在形成作为IMD材料的FSG前，作为一例，如图2B所示，按化学气相蒸镀(CVD)或物理气相蒸镀(PVD)的方法，在金属布线204的整个上部表面蒸镀规定厚度(例如80至150A左右，最好100A)的Al作为下部阻挡物质。接着，在规定的工序条件下用O2或N2O进行等离子体处理，由此使下部阻挡物质(Al)变化为由氧化铝膜(Al2O3)形成的下部阻挡层206。此时，形成于金属布线204上的氧化铝膜(Al2O3)，与TEOS氧化膜或HDPUSG相比，绝缘性良好，通过后续工序能够可靠地抑制含在下部阻挡层206上形成的层间绝缘膜208中氟(F)的扩散，不诱发与金属布线204的应力。接着，通过进行蒸镀工序，作为一例，如图2C所示，通过在下部阻挡层206的整个上部表面上形成掺氟硅玻璃(FSG)208，完成对形成于衬底202上的金属布线204的后处理，通过这样形成的FSG可补偿RC延迟。另一方面，在本实施例中，对在蒸镀铝(Al)后通过等离子体处理，在金属布线的上部形成具有作为下部阻挡层功能的氧化铝膜(Al2O3)作了说明，但本专利技术不限于此，通过化学气相蒸镀方法可以在金属布线上直接形成氧化铝膜(Al2O3)，通过这样的方法可获得实质上相同的结果。专利技术的效果根据以上说明的本专利技术，作为金属布线的保护层，与使用TEOS氧化膜或HDP USG的上述现有技术不同，使用绝缘性良好并且能够可靠地抑制氟的扩散的与金属布线类似系列物质的氧化铝膜(Al2O3)，作为保护金属布线的下部阻挡层，当然可确保绝缘性，并可靠地抑制氟的扩散，由于使金属布线的应力减少，所以，可以有效地增进金属布线的可靠性。以上通过实施例详细地说明了本专利技术，但本专利技术不限定于实施例，只要是具有本专利技术所属
的普通知识的人员，在不脱离本专利技术的思想和精神的范围内，当然可对本专利技术进行修正或变更。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件用金属布线的后处理方法，该法对衬底上以任意的图案形成的金属布线进行后处理，该法包括：完成蒸镀工序，在形成了所述金属布线的衬底的整个面上形成规定厚度的铝的步骤；通过在规定的工序条件下完成等离子体处理，使所述铝变为形成了氧 化铝膜的下部阻挡层的步骤；以及完成蒸镀工序，在所述下部阻挡层的上部整个面上形成层间绝缘膜的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2001-6-27 36954/011.一种半导体元件用金属布线的后处理方法，该法对衬底上以任意的图案形成的金属布线进行后处理，该法包括完成蒸镀工序，在形成了所述金属布线的衬底的整个面上形成规定厚度的铝的步骤；通过在规定的工序条件下完成等离子体处理，使所述铝变为形成了氧化铝膜的下部阻挡层的步骤；以及完成蒸镀工序，在所述下部阻挡层的上部整个面上形成层间绝缘膜的步骤。2.如权利要求1所述的半导体元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李载晳，
申请(专利权)人：东部电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]