[发明专利]改善通孔金属连接缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造方法，尤其涉及在制作金属导线连接过程中，改善通孔金属连接缺陷的方法。

背景技术

随着ULSI(超大规模集成)技术的飞速发展，半导体设备的布线设计原则的小型化在不断进展。被集成的元件数量在增加，大规模集成电路的布线更为复杂，在此情况下，多层互连吸引了注意力，通孔钨塞沉积便是其中关键的一种互连技术。互连技术对产品成品率的提高起着关键性的作用。

现有形成通孔金属连接的方法请参考申请号为200310122396中国申请专利公开的技术方案。如图1A所示，首先，用物理气相沉积法在金属层10表面形成阻挡层12，用以防止金属扩散；用物理气相沉积法在阻挡层12上形成氧化硅层14。

如图1B所示，用旋涂法在氧化硅层14上形成光阻层(未图示)，经过曝光显影工艺后，在光阻层上形成开口图形；以光阻层为掩膜，用等离子体蚀刻法蚀刻氧化硅层14至露出阻挡层12，形成开口宽度为60nm至350nm的通孔16；用化学气相沉积法在氧化硅层14上形成金属钨层15，且将金属钨层15填充满通孔16，形成通孔钨塞，由于通孔16的开口宽度小于350nm，所以在向通孔16中沉积金属钨层15时很容易出现孔洞17。

如图1C所示，用化学机械抛光法研磨金属钨层至露出氧化硅层14，由于通孔16中的金属钨内有孔洞17，所以在研磨后会将孔洞17露出金属钨层表面。

现有技术由于通孔内的金属物质中有孔洞的存在，在研磨金属物质时会使孔洞露出，使得后续沉积材料时，容易陷于通孔内的孔洞中，进而导致元件之间电性能变差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种改善金属导线连接缺陷的方法，防止由于通孔内的金属物质中有孔洞的存在，在研磨金属物质时会使孔洞露出，使得后续沉积材料时，容易陷于通孔内的孔洞中，进而导致元件之间电性能变差。

为解决上述问题，本发明提供一种改善金属导线连接缺陷的方法，包括下列步骤：在金属层上形成氧化硅层；在氧化硅层上形成图案化第一光阻层；以第一光阻层为掩膜，蚀刻氧化硅层至露出金属层，形成接触孔；去除第一光阻层；在氧化硅层形成抗反射层，且抗反射层填充满接触孔；在抗反射层上形成图案化第二光阻层；以第二光阻层为掩膜，蚀刻抗反射层和氧化硅层，形成开口宽度大于等于500nm的沟槽，与接触孔连通构成通孔；去除第二光阻层和抗反射层；在通孔内填充满金属。

沟槽的开口宽度为500nm～1000nm，沟槽的深度为氧化硅层厚度的1/10～1/2。

接触孔的开口宽度为60nm～350um。

在通孔内填充的金属为钨。

本发明提供一种改善金属导线连接缺陷的方法，包括下列步骤：在金属层上形成氧化硅层；在氧化硅层上形成图案化第一光阻层；以第一光阻层为掩膜，蚀刻氧化硅层，形成开口宽度大于等于500nm的沟槽；去除第一光阻层；在氧化硅层形成抗反射层，且抗反射层填充满沟槽；在抗反射层上形成图案化第二光阻层；以第二光阻层为掩膜，蚀刻抗反射层和氧化硅层至露出金属层，形成接触孔，与沟槽连通构成通孔；去除第二光阻层和抗反射层；在通孔内填充满金属。

沟槽的开口宽度为500nm～1000nm，沟槽的深度为氧化硅层厚度的1/10～1/2。

接触孔的开口宽度为60nm～350um。

在通孔内填充的金属为钨。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明在接触孔上方形成开口宽度大于等于500nm的沟槽构成通孔，由于沟槽的开口宽度大，所以在将金属物质填充入通孔时，只有接触孔中出现孔洞，而沟槽内不会出现孔洞，在研磨金属钨层后由于沟槽在接触孔上方，不会使接触孔中的孔洞露出金属钨层表面，使得后续沉积的材料，不会陷于接触孔内的孔洞中，进而提高了元件之间电性能。

附图说明

图1A至图1C是现有技术形成通孔金属连接的示意图。

图2是本发明形成通孔金属连接的第一实施例流程图。

图3A至图3F是本发明形成通孔金属连接的第一实施例示意图。

图4是本发明形成通孔金属连接的第二实施例流程图。

图5A至图5F是本发明形成通孔金属连接的第二实施例示意图。

具体实施方式