專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸隨之不斷縮小。當(dāng)進入到130納米技術(shù)節(jié)點之后，受到鋁的高電阻特性的限制，銅互連逐漸替代鋁互連成為金屬互連的主流。由于銅的干法刻蝕工藝不易實現(xiàn)，銅互連線的制作方法不能像鋁互連線那樣通過刻蝕金屬層而獲得，現(xiàn)在廣泛采用的銅互連線的制作方法是稱作大馬士革工藝的鑲嵌技術(shù)。該大馬士革工藝包括只制作金屬導(dǎo)線的單大馬士革工藝和同時制作通孔(也稱接觸孔)和金屬導(dǎo)線的雙大馬士革工藝。具體的說，單大馬士革結(jié)構(gòu)(也稱單鑲嵌結(jié)構(gòu))僅是把 單層金屬導(dǎo)線的制作方式由傳統(tǒng)的方式(金屬刻蝕+介質(zhì)層填充)改為鑲嵌方式(介質(zhì)層刻蝕+金屬填充)，而雙鑲嵌結(jié)構(gòu)則是將通孔以及金屬導(dǎo)線結(jié)合在一起，如此只需一道金屬填充步驟。制作雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的常用方法一般有以下幾種全通孔優(yōu)先法(Full VIA First)、半通孔優(yōu)先法(Partial VIA First)、金屬導(dǎo)線優(yōu)先法(Full Trench First)以及自對準(zhǔn)法(Self-alignment method)。如圖I所示，現(xiàn)有的一種金屬導(dǎo)線制作工藝包括如下步驟首先，在半導(dǎo)體襯底100上首先沉積介質(zhì)層110 ;然后通過光刻和刻蝕工藝在介質(zhì)層110中形成金屬導(dǎo)線槽；隨后沉積金屬層，所述金屬層填充到金屬導(dǎo)線槽內(nèi)并且在所述介質(zhì)層110表面也沉積了金屬；接著，進行化學(xué)機械研磨(CMP)工藝去除所述介質(zhì)層110上的金屬，從而在所述金屬導(dǎo)線槽內(nèi)制成了金屬導(dǎo)線140。如上所述，在大馬士革工藝中需要利用化學(xué)機械研磨工藝，以最終形成鑲嵌在介質(zhì)層110中的金屬導(dǎo)線140。然而，因為金屬和介質(zhì)層材料的移除率一般不相同，因此對研磨的選擇性會導(dǎo)致不期望的凹陷(dishing)和侵蝕(erosion)現(xiàn)象。凹陷時常發(fā)生在金屬減退至鄰近介質(zhì)層的平面以下或超出鄰近介質(zhì)層的平面以上，侵蝕則是介質(zhì)層的局部過薄。凹陷和侵蝕現(xiàn)象易受圖形的結(jié)構(gòu)和圖形的密度影響。因此，為了達到均勻的研磨效果，要求半導(dǎo)體襯底上的金屬圖形密度盡可能均勻，而產(chǎn)品設(shè)計的金屬圖形密度常常不能滿足化學(xué)機械研磨均勻度要求。目前，解決的方法是在版圖的空白區(qū)域填充冗余金屬圖案來使版圖的圖形密度均勻化，從而在介質(zhì)層110中形成金屬導(dǎo)線140的同時還形成冗余金屬(du_y metal) 150,如圖2所示。但是,冗余金屬雖然提高了圖形密度的均勻度,但是卻不可避免地引入了額外的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，以有效地減少冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；
在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層和硬掩膜層；去除所述非冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層；刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度；在所述冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；以及進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬和金屬導(dǎo) 線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，利用光刻和刻蝕的方式去除所述非冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽的步驟包括同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層，以同時形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽的步驟包括刻蝕所述非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層形成通孔；同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層，以同時形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，所述硬掩膜層的材質(zhì)是碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭中的一種或其組合，所述介質(zhì)層為低k介質(zhì)層。本發(fā)明還提供另一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層和硬掩膜層；刻蝕所述硬掩膜層以形成硬掩膜金屬導(dǎo)線槽和硬掩膜冗余金屬槽，所述硬掩膜冗余金屬槽的深度小于所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽的深度；刻蝕非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層以在硬掩膜金屬導(dǎo)線槽的位置形成通孔；同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層以及剩余的硬掩膜層，以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度。在所述冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；以及進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，先形成所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽，再形成所述硬掩膜冗余金屬槽?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，先形成所述硬掩膜冗余金屬槽，再形成所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件的制作方法中，所述硬掩膜層的材質(zhì)是碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭中的一種或其組合，所述介質(zhì)層為低k介質(zhì)層。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層；形成于所述介質(zhì)層中的冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。本發(fā)明在沉積介質(zhì)層后，先在所述介質(zhì)層上形成硬掩膜層，使形成的冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度，因此最終形成的冗余金屬的高度小于金屬導(dǎo)線的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬的厚度(高度)，可有效地減少冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的I禹合電容。


圖I為現(xiàn)有的一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的另一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一的半導(dǎo)體器件的制作方法的流程示意圖； 圖4A 4E為本發(fā)明實施例一的半導(dǎo)體器件的制作方法中各步驟對應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A 5F為本發(fā)明實施例二的半導(dǎo)體器件的制作方法中各步驟對應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A 6F為本發(fā)明實施例三的半導(dǎo)體器件的制作方法中各步驟對應(yīng)的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式在背景技術(shù)中已經(jīng)提及，冗余金屬雖然提高了圖形密度的均勻度，但是卻引入了額外的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容，電容可由下列公式計算
SntrSC =———
a其中，ε C1為真空介電常數(shù)；L為介質(zhì)介電常數(shù)；S為相對的金屬面積；(1為的金屬間距離。由此可見，減少金屬的相對面積和增加金屬間距離可以減小電容。也就是說，減小冗余金屬的體積可以減小由于添加冗余金屬而引入的額外的金屬間的耦合電容。為此，本發(fā)明使冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度，因此最終形成的冗余金屬的高度小于金屬導(dǎo)線的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬的厚度(高度)，可有效地減少冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成于半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層；以及形成于介質(zhì)層中的冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬的厚度，可有效地減少冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。實施例一請參考圖3，其為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制作方法的流程示意圖。如圖3所示，所述半導(dǎo)體器件的制作方法包括如下步驟步驟S310 :提供半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)；步驟S320 :在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層和硬掩膜層；步驟S330 :去除所述非冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層；
步驟S340 :刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度；步驟S350 :在冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；步驟S360 :進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。以下結(jié)合剖面示意圖分別對本實施例提出的半導(dǎo)體器件制作方法作更進一步的詳細說明。
如圖4A所示，首先，如步驟S310所示，提供半導(dǎo)體襯底400，該半導(dǎo)體襯底400包括冗余金屬區(qū)402和非冗余金屬區(qū)401，所述冗余金屬區(qū)402用以形成冗余金屬，所述冗余金屬區(qū)402之外的半導(dǎo)體襯底區(qū)域即為非冗余金屬區(qū)401。其中，所述半導(dǎo)體襯底400中形成有金屬布線，由于本發(fā)明主要涉及金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)的制作工藝，所以對在半導(dǎo)體襯底400中形成金屬布線的過程不予介紹，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員對此仍是知曉的。接著，在半導(dǎo)體襯底400上形成介質(zhì)層410，所述介質(zhì)層410優(yōu)選為低介電常數(shù)(K)介質(zhì)層，以減小其寄生電容與金屬銅的電阻電容延遲，滿足快速導(dǎo)電的要求。較佳的，所述介質(zhì)層410采用應(yīng)用材料(Applied Materials)公司的商標(biāo)為黑鉆石(black diamond,BD)的碳氧化硅，或者采用Novellus公司的Coral材料，再或者采用利用旋轉(zhuǎn)涂布工藝制作的，道康寧公司的Silk低介電常數(shù)材料等。在本發(fā)明的其它實施例中，在所述半導(dǎo)體襯底400上形成介質(zhì)層410之前，還可先形成刻蝕停止層(未圖示)，所述刻蝕停止層可用于防止金屬布線中的金屬擴散到介質(zhì)層410中，此外所述刻蝕停止層還可防止在后續(xù)進行的刻蝕過程中半導(dǎo)體襯底400內(nèi)的金屬布線被刻蝕。所述刻蝕停止層的材質(zhì)例如是氮化硅，其與后續(xù)形成的介質(zhì)層具有較好的粘附性。繼續(xù)參考圖4A，接著，在所述介質(zhì)層410上形成硬掩膜層430，所述硬掩膜層430的材質(zhì)可以是碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭中的一種或其組合，所述硬掩膜層430可利用物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)形成。其中，所述硬掩膜層430的厚度即為后續(xù)形成的金屬導(dǎo)線槽412與冗余金屬槽411深度(高度)之差。如圖4B所示，其后，利用光刻和刻蝕工藝去除所述非冗余金屬區(qū)401上的硬掩膜層，而僅保留冗余金屬區(qū)402上的硬掩膜層。如圖4C所示，利用光刻工藝在介質(zhì)層410上形成具有金屬導(dǎo)線槽圖案和冗余金屬槽圖案的掩膜層，并以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述介質(zhì)層410和剩余的硬掩膜層，形成金屬導(dǎo)線槽412和冗余金屬槽411，由于所述冗余金屬區(qū)上覆蓋有硬掩膜層，因此在本步驟中盡管是同時刻蝕的，但是最終形成的冗余金屬槽411的深度將小于金屬導(dǎo)線槽412的深度，所述金屬導(dǎo)線槽412與冗余金屬槽411深度(高度)之差即為硬掩膜層的厚度，然后去除所述掩膜層。所述冗余金屬槽412的高度可根據(jù)具體工藝而相應(yīng)的變化，本發(fā)明對此并不予限定。如圖4D所示，隨后，向所述冗余金屬槽411和金屬導(dǎo)線槽412內(nèi)沉積金屬層420，由于沉積工藝的特性，在此過程中介質(zhì)層410上也會沉積上金屬，其中所述金屬層420的材質(zhì)為銅。
如圖4E所示，隨后，進行化學(xué)機械研磨(CMP)工藝直至暴露出介質(zhì)層410的表面，以在冗余金屬槽411內(nèi)形成冗余金屬421，并在金屬導(dǎo)線槽412內(nèi)金屬導(dǎo)線422，所述冗余金屬421的高度小于金屬導(dǎo)線422的高度。由于使冗余金屬槽411的深度小于金屬導(dǎo)線槽412的深度，因此最終形成的冗余金屬421的高度小于金屬導(dǎo)線422的高度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬421的高度(厚度)，從而減少了冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。實施例二如圖5A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底500，該半導(dǎo)體襯底500包括冗余金屬區(qū)502和非冗余金屬區(qū)501,隨后在半導(dǎo)體襯底500上形成介質(zhì)層510。接著,在所述介質(zhì)層510上形成硬掩膜層530。如圖5B所示，其后，利用光刻和刻蝕工藝去除所述非冗余金屬區(qū)501上的硬掩膜 層，而僅保留冗余金屬區(qū)502上的硬掩膜層。如圖5C所示，利用光刻工藝在介質(zhì)層510上形成具有通孔圖案的第一掩膜層，并以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕所述非冗余金屬區(qū)501上的介質(zhì)層，從而在非冗余金屬區(qū)上形成通孔513，然后再去除所述第一掩膜層。如圖所示，隨后，在所述介質(zhì)層510上形成具有金屬導(dǎo)線槽圖案和冗余金屬槽圖案的第二掩膜層，并以所述第二掩膜層為掩膜，同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層以及剩余的硬掩膜層，以形成冗余金屬槽511，并在通孔513對應(yīng)位置形成金屬導(dǎo)線槽512，由于所述冗余金屬區(qū)502上覆蓋有硬掩膜層，因此最終形成的冗余金屬槽511的深度小于金屬導(dǎo)線槽512的深度。如圖5E所不，隨后，向所述冗余金屬槽511和金屬導(dǎo)線槽512內(nèi)沉積金屬層520,由于沉積工藝的特性，在此過程中介質(zhì)層510上也會沉積上金屬。如圖5F所示，隨后，進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出介質(zhì)層510的表面，以在冗余金屬槽511內(nèi)形成冗余金屬521,并在金屬導(dǎo)線槽512內(nèi)金屬導(dǎo)線522,所述冗余金屬521的高度小于金屬導(dǎo)線522的高度，因此最終形成的冗余金屬521的高度小于金屬導(dǎo)線522的高度，即與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬521的高度，有效地減少了冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的稱合電容。實施例三如圖6A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底600，該半導(dǎo)體襯底600包括冗余金屬區(qū)602和非冗余金屬區(qū)601,隨后在半導(dǎo)體襯底600上形成介質(zhì)層610,并在介質(zhì)層610上形成硬掩膜層630。如圖6B所示，隨后，刻蝕所述硬掩膜層630，以形成硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632和硬掩膜冗余金屬槽631，所述硬掩膜冗余金屬槽631的深度小于所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632的深度。在本實施例中，先利用光刻和刻蝕工藝形成硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632，然后再利用光刻和刻蝕工藝形成硬掩膜冗余金屬槽631。在本發(fā)明其它具體實施例中，還可以先形成硬掩膜冗余金屬槽631，然后再形成硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632。如圖6C所示，其后，刻蝕介質(zhì)層610以在硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632的位置形成通孔613,所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632起到了自對準(zhǔn)(Self-alignment)的作用。如圖6D所示，接著，同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)602和非冗余金屬區(qū)601上的介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層，以在通孔613的位置形成金屬導(dǎo)線槽612，并在冗余金屬區(qū)上形成冗余金屬槽611,由于所述硬掩膜冗余金屬槽631的深度小于所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽632的深度，因此最終形成的所述冗余金屬槽611的深度小于金屬導(dǎo)線槽612的深度。如圖6E所不，隨后，向冗余金屬槽611和金屬導(dǎo)線槽612內(nèi)沉積金屬層620,由于沉積工藝的特性，在此過程中介質(zhì)層610上也會沉積上金屬。如圖6F所示，隨后，進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層610的表面，以在冗余金屬槽611內(nèi)形成冗余金屬621,并在金屬導(dǎo)線槽612內(nèi)金屬導(dǎo)線622,所述冗余金屬621的高度小于所述金屬導(dǎo)線622的高度，由于最終形成的冗余金屬621的高度小于金屬導(dǎo)線622的高度，即與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬621的高度(厚度)，因此可有效地減少冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。需要說明的是，本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，相關(guān)之處可互相參考。并且，附圖均采用非常簡化的形 式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明各個實施例的目的。此外，盡管以上分別以單大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)(參見實施例一)、通孔先刻蝕的雙大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)(參見實施例二)和自對準(zhǔn)式硬掩膜槽先刻蝕的雙大馬士革金屬互連結(jié)構(gòu)(參見實施例三)為例詳細說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層和硬掩膜層； 去除所述非冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層； 刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度； 在所述冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；以及進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，利用光刻和刻蝕的方式去除所述非冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層。
3.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽的步驟包括 同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層，以同時形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，刻蝕所述介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽的步驟包括 刻蝕所述非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層形成通孔； 同時刻蝕所述冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層，以同時形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于所述金屬導(dǎo)線槽的深度。
5.如權(quán)利要求I至4中任意一項所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材質(zhì)是碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭中的一種或其組合。
6.如權(quán)利要求I至4中任意一項所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述介質(zhì)層為低k介質(zhì)層。
7.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層和硬掩膜層； 刻蝕所述硬掩膜層以形成硬掩膜金屬導(dǎo)線槽和硬掩膜冗余金屬槽，所述硬掩膜冗余金屬槽的深度小于所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽的深度； 刻蝕非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層以在硬掩膜金屬導(dǎo)線槽的位置形成通孔； 同時刻蝕冗余金屬區(qū)和非冗余金屬區(qū)上的介質(zhì)層以及剩余的硬掩膜層，以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度； 在所述冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層； 進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出所述介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。
8.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，先形成所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽，再形成所述硬掩膜冗余金屬槽。
9.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，先形成所述硬掩膜冗余金屬槽，再形成所述硬掩膜金屬導(dǎo)線槽。
10.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材質(zhì)是碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、鈦、氮化鈦、氧化鈦、鉭、氮化鉭、氧化鉭中的一種或其組合。
11.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，所述介質(zhì)層為低k介質(zhì)層。
12.一種利用權(quán)利要求I或7所述的方法形成的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層；以及形成于所述介質(zhì)層中的冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于所述金屬導(dǎo)線的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，該方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層和硬掩膜層；去除非冗余金屬區(qū)上的硬掩膜層；刻蝕介質(zhì)層和剩余的硬掩膜層以形成冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽，所述冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度；在冗余金屬槽和金屬導(dǎo)線槽內(nèi)以及介質(zhì)層上沉積金屬層；進行化學(xué)機械研磨工藝直至暴露出介質(zhì)層的表面，以形成冗余金屬和金屬導(dǎo)線，所述冗余金屬的高度小于金屬導(dǎo)線的高度。本發(fā)明使所述冗余金屬槽的深度小于金屬導(dǎo)線槽的深度，與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了冗余金屬的厚度(高度)，可有效地減少冗余金屬填充引入的金屬層內(nèi)和金屬層間的耦合電容。
文檔編號H01L21/768GK102969272SQ201110255990
公開日2013年3月13日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者毛智彪, 胡友存 申請人:上海華力微電子有限公司