[发明专利]钨金属互连线的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种钨金属互连线的制作方法。

背景技术

半导体制作工艺正在快步进入22nm节点时代。由于关键尺寸减小，在半导体器件中所形成的接触孔也越来越小，传统的金属铝已不能很好地沉积在接触孔中，因而人们利用钨替代铝以制作金属互连线，因为钨的gap filling（沟槽填充）能力较佳。

现有钨金属互连线的制作方法可参考如图1至3所示，首先提供具有钨栅极10的半导体结构，如图1所示。该钨栅极10两侧包括有绝缘侧墙11，并且还可以包括有蚀刻停止层12。在蚀刻停止层12上包括有第一层间介质层13，而在钨栅极10的上面包括有第二层间介质层14。在接下去的工艺中，需要在钨栅极10两侧制作接触孔15，如图2所示。此时，接触孔15穿过原来的第一层间介质层13和第二层间介质层14，并且同时穿过了蚀刻停止层12，从而形成新的第一层间介质层13’、第二层间介质层14’和蚀刻停止层12’。此接触孔15具有上部分开口大，下部分开口小的特点（该特点是由于该接触孔15的形成工艺决定的）。因而，该接触孔15上部分很容易暴露出钨栅极10的边角部分（如图3中所标出的圆形区域17）。这样，当在接触孔15中形成钨金属互连线16时，该钨金属互连线16容易与钨栅极10发生接触（如图3中所标出的圆形区域17），从而使得钨金属互连线16与钨栅极10发生短路。

为此，需要提供一种钨金属互连线的制作方法以防止钨金属互连线与栅极发生短路。

发明内容

本发明要解决的问题是：在半导体器件制作过程中，所制作的钨金属互连线与栅极易发生短路。

为此，本发明提供了一种钨金属互连线的制作方法，利用该制作方法制作的钨金属互连线不与栅极发生短路。该钨金属互连线的制作方法包括：

提供具有栅极的半导体结构，所述栅极两侧包括有栅绝缘层，所述栅绝缘层被第一层间介质层包围；

对所述栅极进行回蚀刻，以去除部分所述栅极，形成凹槽；

沉积氮化硅层填充所述凹槽，所述氮化硅层同时覆盖所述第一层间介质层；

采用化学机械平坦化方法研磨所述氮化硅层，研磨至接触到所述第一层间介质层后停止；

沉积第二层间介质层于以上步骤所形成的结构表面；

形成自对准接触孔，所述自对准接触孔穿过所述第一层间介质层和所述第二层间介质层，并且所述自对准接触孔在所述第二层间介质层的孔径大于在第一层间介质层的孔径；

沉积钨金属填满所述自对准接触孔；

对所述钨金属进行平坦化，形成钨金属互连线。

可选的，所述栅绝缘层和所述第一层间介质层之间还包括有蚀刻阻挡层。

可选的，所述凹槽的深度为100埃至300埃。

可选的，所述氮化硅层的沉积厚度为500埃至1000埃。

可选的，所述第二层间介质层的厚度为500埃至2000埃。

可选的，所述化学机械平坦化方法采用固结磨料抛光垫。

可选的，所述化学机械平坦化方法采用脯氨酸同系物作为表面活性剂参与研磨。

可选的，所述化学机械平坦化方法在PH值为2.5~4.8的范围内进行。

可选的，所述化学机械平坦化方法的下压压力为0.5pSi~3.0pSi。

可选的，所述化学机械平坦化方法采用的所述固结磨料抛光垫的研磨转速为10rpm~40rpm。

可选的，所述化学机械平坦化采用光学终点侦测器或者电动电势终点侦测器来侦测研磨终点。

可选的，所述栅极为钨栅极。

可选的，所述栅极的宽度小于20nm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在本发明所提供的钨金属互连线的制作方法中，可能与钨金属互连线短路的栅极部分已被氮化硅绝缘材料所取代，因而即便钨金属互连线上部较宽而进入栅极上方区域，也不会发生钨金属互连线与栅极的短路问题。

本发明所提供的钨金属互连线的制作方法利用化学机械平坦化来平坦化其中的氮化硅层，并使得化学平坦化停止在第一层间介质层，形成各层平坦的半导体器件。

附图说明

图1至图3为现有钨金属互连线的制作方法各步骤结构示意图；

图4至图11为本发明实施例钨金属互连线的制作方法各步骤结构示意图及原理示意图。

具体实施方式