[发明专利]一种半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成蚀刻停止层、超低k介电层、缓冲层和金属硬掩膜层；

在所述超低k介电层中形成铜金属互连沟槽和通孔；

在所述铜金属互连沟槽和通孔的侧壁和底部以及所述金属硬掩膜层上沉积形成铜金属扩散阻挡层；

在所述铜金属扩散阻挡层上形成铜金属互连层；

分三步实施化学机械研磨，直至露出所述超低k介电层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分三步实施化学机械研磨包括：实施第一化学机械研磨，以去除所述铜金属互连层高出所述铜金属扩散阻挡层的部分中的大部分；实施第二化学机械研磨，以依次去除所述铜金属互连层高出所述铜金属扩散阻挡层的部分中的其余部分、位于所述金属硬掩膜层之上的所述铜金属扩散阻挡层和所述金属硬掩膜层；实施第三化学机械研磨，以去除所述缓冲层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一化学机械研磨的研磨液对所述铜金属互连层具有高研磨速率。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二化学机械研磨的研磨液对所述铜金属互连层、所述铜金属扩散阻挡层和所述金属硬掩膜层的研磨速率相同，所述研磨液的PH值为8.0-9.0，包含对所述铜金属互连层、所述铜金属扩散阻挡层和所述金属硬掩膜层的研磨选择性相同的组分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述研磨液的PH值为8.5，包含磷酸。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用研磨终点控制法终止所述第二化学机械研磨，即实施所述第二化学机械研磨直至露出所述缓冲层。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用研磨时间控制法终止所述第三化学机械研磨，即实施所述第三化学机械研磨直至置于研磨操作台的同一批晶圆中的所述缓冲层全部被去除。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述铜金属互连沟槽和通孔的步骤包括：在所述金属硬掩膜层中形成用作所述沟槽的图案的第一开口，以露出所述缓冲层；在所述缓冲层和所述超低k介电层中形成用作所述通孔的图案的第二开口；以所述金属硬掩膜层为掩膜，同步蚀刻所述缓冲层和所述超低k介电层，以在所述超低k介电层中形成所述铜金属互连沟槽和通孔。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述蚀刻结束之后，还包括去除通过所述铜金属互连通孔露出的蚀刻停止层以及实施蚀刻后处理的步骤。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超低k介电层的构成材料为BD，所述缓冲层的构成材料为TEOS，所述金属硬掩膜层的构成材料为TiN，所述铜金属扩散阻挡层的构成材料为Ta和TaN的组合。