制造金属线的方法技术

一种制造半导体器件的金属线的方法，该方法防止了金属线中锯齿状突起的形成，从而提高了半导体器件的操作可靠性。该方法包括：在半导体衬底中形成下部金属线；在包括下部金属线的半导体衬底上方形成第一氮化层作为蚀刻停止层；在第一氮化层上方形成第一绝缘层；在第一绝缘层上方形成第二氮化层；通过实施第一蚀刻工艺形成部分暴露下部金属线的最上表面的接触孔；在第二氮化层和接触孔中的空隙上方同时形成第二绝缘层；以及然后通过实施第二蚀刻工艺形成空间上相应于接触孔并且部分暴露下部金属线的最上表面的沟槽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种制造半导体 器件的金属线的方法。
技术介绍
制造半导体器件可能需要形成一根或多根金属线。金属线具有 连接电路、匹配电^各、改变信号相位等各种功能。金属线可以形成 在层间绝缘层上和/或上方的多层结构中。各个层中的金属线通过接 触件(contact)互相电连接。具体地，在制造130 nm级以下的半 导体器件的情形下，为了满足最小化的设计条件，上部金属线可以 通过使用深紫外线(deep ultra-violet) (DUV)光刻胶而不是中紫外 线(mid ultra-violet) (MUV)光刻胶来形成。然而，在DUV光刻胶 的情形下，蚀刻过程中在金属线上形成锯齿状突起(serration )。具 体地，由于蚀刻量(包括对用于上部金属线和4妻触件的沟槽的蚀刻) 很大，DUV光刻胶的厚度比较小，而且光刻胶的抗蚀刻性(etching resistance) 4艮弱，所以可能形成锯齿状突起。在解决该问题的尝试中，可以使用通过控制蚀刻工艺的条件来 才是高绝纟彖层和光刻力交之间的蚀刻选4奪率(蚀刻选4奪性，etchingselectivity)的方法。然而，存在4是高的蚀刻选择率使得4艮难控制蚀 刻停止位置的问题。换句话说，当使用提高的蚀刻选择率能够解决 上部金属线上的锯齿状突起的问题时，引起了蚀刻停止在绝缘层的 中间部分的问题。因此，用于连4妄上部金属线的4妄触件没有形成达 到至下层(underlying layer)的预定深度。这样的问题引起了半导 体器件的操作可靠性的降低，并从而导致产品劣等。
技术实现思路
本专利技术实施例涉及一种，该方法防止锯齿状 突起。本专利技术实施例涉及一种，在该方法中可以精 确地控制用于金属线的沟槽的深度。本专利技术实施例涉及，该方法可以包4舌至少以 下步骤之一在具有下部金属线的^H"底上和/或上方形成第一绝纟彖 层；在第一绝缘层上和/或上方形成氮化层；通过部分蚀刻第一绝缘 层和氮化层形成接触孔以便暴露下部金属线的部分最上表面；在氮 化层上和/或上方形成第二绝纟彖层以<更在接触孔的整个或部分区域 中形成空隙(void);以及然后通过部分蚀刻第二绝纟彖层形成沟槽。本专利技术实施例涉及，该方法可以包4舌至少以 下步-骤之一在半导体衬底中形成下部金属线；在包括下部金属线 的半导体衬底上方形成第一氮化层作为蚀刻停止层(etching stoplayer);在第一氮化层上方形成第一绝缘层；在第一绝缘层上方形 成第二氮化层；通过实施第一蚀刻工艺形成部分暴露下部金属线的 最上表面的接触孔；在第二氮化层和接触孔中的空隙上方同时形成 第二绝纟彖层；以及然后通过实施第二蚀刻工艺形成空间上相应于接 触孔并且部分暴露下部金属线的最上表面的沟槽。本专利技术实施例涉及，该方法可以包括至少以下步骤之一在具有下部金属线的半导体4十底上方形成第一氮化 层；在第一氮化层上方形成第一绝缘层；在第一绝缘层上方形成第 二氮化层；通过实施第一蚀刻工艺形成部分暴露下部金属线的最上 表面的接触孔；在第二氮化层和4妄触孔中的空隙上方同时形成第二 绝缘层；通过实施第二蚀刻工艺形成部分暴露下部金属线的最上表 面的沟槽以便第二氮化层的最上表面为递升(stepped-up )的最上表 面；以及然后用金属材辨-填充4妻触孔和沟槽以同时形成4妾触件和上 部金属线。附图说明实例图1至图4示出了一种根据本专利技术实施例的制造半导体器 件中的金属线的方法。具体实施例方式将参照附图详细地描述才艮据本专利技术的。注意 应用了根据本专利技术的的半导体器件是110 nm级 以下的^效器件(微型器件，micro device )。实例图1示出了形成半导体器件的第一光刻胶图样150之后的形状。如在实例图1中所示，在衬底100中形成下部金属线110。另 夕卜，可以在下部金属线110之下的衬底100上和/或上方形成其他的 下部元件，比如半导体层或其他的金属线。在包括下部金属线110 的衬底100上和/或上方形成蚀刻停止层120。在蚀刻停止层120上 和/或上方形成第一绝纟彖层130,该第一绝缘层130是用于形成接触 孑L的区域。蚀刻停止层120可以由包含氮化硅(SiN )的材料制成，而第一绝纟彖层130可以由包含氧4匕物系歹'J ( oxide series )或层间金 属介电(层间金属电介质，interlayer metal dielectric ) (IMD )系列 的材并+制成。可以形成蚀刻停止层120以具有基本上1000埃的厚 度，而可以形成第一绝纟彖层130以具有基本上8000埃的厚度。然 后，可以在第一绝纟彖层130上和/或上方形成氮化层140以具有基本 上2000埃的厚度。氮化层140可以由包含SiN的材料形成。然后， 在氮化层140上和/或上方形成第一光刻胶图样150。由于根据本发 明实施例的半导体器件是110 nm级以下的孩i器件，所以优选的是 使用DUV光刻胶形成第一光刻胶图样150。如实例图2所示，通过l吏用第一光刻月交图样150作为蚀刻4务才莫 顺序地部分蚀刻氮化层140、第一绝缘层130和蚀刻停止层120来 形成4妻触孔142以部分暴露下部金属线110的最上表面。蚀刻4亭止 层120满足蚀刻停止条件以从而防止下部金属线110被蚀刻。在形 成4妄触孑L 142之后，然后可以实施灰4匕工艺(ashing process )和清 洗工艺 (clean process )。如实例图3所示，在形成接触孔142之后，形成第二绝缘层160, 该第二绝缘层160是用于形成上部金属线的区域。具体地，在上述 的第一蚀刻工艺之后，在氮化层140a上和/或上方沉积氧化物系列 材料或层间金属介电(IMD)系列材并牛以形成第二绝乡彖层160。此 时，可以在形成于接触孔142内的部分第二绝缘层160中或完全在 没有第二绝缘层160存在的接触孔142中形成空隙(D)。可以在第 二绝》彖层160的沉积工艺中自然地形成空隙(D)而不需要用于向 接触孔142中注入空气的附加工艺。在填充接触孔的情形中，渐渐 地注入填充物，而紧闭(secure)通过其可以排出空气的排气通道 (exhaust channel )。才艮据本专利技术实施例，可以通过沉积大量的IMD 以阻塞空气排气通道以及控制沉积条件诸如填充材料的注入方向 来在接触孔142中形成空隙(D)。因此，接触孔142中没有填满第二绝缘层160,或可以在接触孔142中形成小部分的第二绝乡彖层 160。随后，在第二绝^彖层160上和/或上方形成第二光刻月交图样170。 类似于第一光刻胶图样150，可以通过使用DUV光刻胶形成第二 光刻月交图样170。如在实例图4中所示，然后使用第二光刻胶图样170作为蚀刻 掩才莫通过实施第二蚀刻工艺蚀刻第二绝纟彖层160来形成沟槽162。 同时，形成有空隙(D)的接触孔142也遭受蚀刻。因此，即使是 可能存在于接触孔142中的少量的第二绝缘层160的材料，也可以 被全部去除。同样，当蚀刻第二绝缘层160时，为了有效地控制蚀 刻区域，第 一 次蚀刻后的氮化层140a起到自对准掩才莫 (self-alignment mask)的作用。因此，部分蚀刻氮化层140a的最 上表面以形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　在具有下部金属线的衬底上方形成第一绝缘层；　在所述第一绝缘层的上方形成氮化层；　通过实施部分蚀刻所述第一绝缘层和所述氮化层的第一蚀刻工艺来形成接触孔以暴露所述下部金属线的部分最上表面；　在所述氮化层和所述接触孔中的空隙上方同时形成第二绝缘层；以及然后　通过实施部分蚀刻所述第二绝缘层的第二蚀刻工艺来形成沟槽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄祥逸，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]