[发明专利]低K电介质和金属工艺集成的方法

说明书

交叉引用

本申请要求美国专利申请S/N 60/976,431，文案号XCR-008 的优先权，名为“低K电介质和金属工艺集成的方法”，发明人为Yezdi N.DORDI和Arthur M.HOWALD，于2007年9月29日提请。于2007 年9月29日提请的美国专利申请S/N 60/976,431，在此完整引入作为 参考。

技术领域

本发明涉及电子设备的制造，例如在金属化层中使用低K电介 质的集成电路的制造；更具体地来说，本发明涉及制造集成电路中 的低k介质工艺集成。

背景技术

电子设备的高性能要求及其复杂性为电子设备的制造带来挑 战。这种设备的制造，可能需要数以百计的各种类型的工艺步骤。 为达到各步骤的结果，许多步骤的实施偏差都很严格。经常地，在 一个步骤所需要的条件对其前或后步骤有着不利的影响时，各步骤 之间经常会产生不良影响。由于这种复杂性，往往很难确定某个工 艺集成问题的原因。在确定某个整合工艺问题的原因后，还面临着 找到一个解决方法的艰巨任务。为制造高性能的电子设备，以实现 高产、低成本，一旦发现工艺集成问题，必须解决。

发明内容

本发明涉及电子设备的金属化。本发明寻求解决一个或多个制 造电子器件(如采用集成电路制造半导体设备)的工艺集成问题的 方法。

本发明的一方面涉及处理具有低k电介质的晶片的方法，该低k 电介质图案化有填充金属填充的金属化结构。依照本发明的实施方 式，该方法包括平面化填充金属以形成金属化。该方法还包括平面 化填充金属后在低k电介质上形成保护层。在生成保护层后，该方 法包括清洁该填充金属表面。

本发明的另一个实施方式包括保护低k电介质例如碳掺杂氧化 硅的方法。

需要理解的是，该发明并不仅限于下列说明中所列或附图中所 示的构造。该发明能进行其它展示，通过多种途径被加以应用。此 外，应该知道，这里所用到的措辞和术语均为了描述，不应被视为 限制。

因此，对本领域的技术人员应该知道，该文中的基础概念可随 时用于本发明执行方面的结构设计、方法和系统中。因此，必须承 认权利要求应视为包括等同构造，只要它们未背离本发明的精神和 范围。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的工艺流程图。

具体实施方式

本发明涉及到使用导电金属和低k电介质用于集成电路等电子 设备的互连金属化。更具体地说，本发明涉及用于如集成电路等电 子设备的互连金属化层的制造方法，该金属化层包含如铜等金属和 如碳掺杂氧化硅等低K电介质。

本发明的一些操作实例将在下面进行讨论，主要是在半导体晶 片(如用于制造集成电路的硅晶片)工艺的背景下加以讨论。集成 电路的金属化层包括形成波纹或双波纹的低k电介质结构的铜质金 属线。低k电介质是如碳掺杂氧化硅(SIOC:H)的材料。但是， 应该明白，本发明可用于其它半导体器件、铜之外的其它金属、硅 之外的其它半导体晶片。

现在关于图1，依照本发明的一个实施方式，图1表示了一种方 法流程图20。流程图20显示了一种处理具有低k电介质的晶片的方 法，该低k电介质图案化有填充金属填充的波纹或双波纹金属化结 构。该方法包括平面化填充金属25、在低k电介质30上生成保护层 并清洁填充金属表面35。作为一个选择，流程图20也可包括在填充 金属40上生成顶盖层40或一个或多个其它处理晶片的后续工艺。

依照本发明的一个实施方式，平坦化填充金属25是通过如化学 机械平面化的工艺实现的。化学机械平面化是一个众所周知的用于 半导体设备制造的工艺。一般来说，填充金属的化学机械平面化工 艺包含在填充金属表面使用抛光垫和抛光浆，在抛光垫和填充金属 表面之间建立相对运动。抛光垫、抛光浆和填充金属表面之间的物 理化学相互作用导致填充金属被除去，直到为低k电介质和填充金 属形成基本光滑表面。铜是本发明实施方式中优选的填充金属。带 有低k电介质的铜的应用已成为电子设备金属化层常用的材料组 合。许多化学机械平面化工艺都在文献中被记载用于波纹和双波纹 低k电介质和铜金属化层。