本公開涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)，特別涉及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

超大型集成電路(verylargescaleintegration；vlsi)等的高密度的集成電路，通常形成有多重金屬互連結(jié)構(gòu)，作為三維導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。上述多重互連結(jié)構(gòu)的目的，是為了適當(dāng)?shù)貙⒏呙芏鹊囊蝗貉b置連接在一起。隨著集積度程度的增加，在金屬互連之間的寄生電容效應(yīng)－會(huì)導(dǎo)致阻容遲滯(rcdelay)與串音(crosstalk)，有相對(duì)應(yīng)地增加。為了減少寄生電容并增加金屬互連之間的傳導(dǎo)速度，通常使用低介電常數(shù)介電材料來(lái)形成層間介電(inter-layerdielectric；ild)層與金屬間介電(inter-metaldielectric；imd)層。

通常用以形成低介電常數(shù)相關(guān)結(jié)構(gòu)的方案之一，是金屬硬掩模(metalhardmask；mhm)方案，其是形成一金屬硬掩模以保護(hù)一低介電常數(shù)介電層，避免其受到化學(xué)機(jī)械研磨(chemicalmechanicalpolish；cmp)的傷害或污染。通常，在上述低介電常數(shù)介電層上形成一蓋層或一底部抗反射層，接下來(lái)則形成一金屬硬掩模層。然后較好為使用光掩模作為掩模，將上述金屬硬掩模層與上述蓋層圖形化。將圖形轉(zhuǎn)移至下方的低介電常數(shù)介電層以形成互連結(jié)構(gòu)，且此工藝通常包含在上述低介電常數(shù)介電層形成開口、以一導(dǎo)體材料填充上述開口以及進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨以將上述導(dǎo)體材料與上述金屬硬掩模層平坦化。然后，移除上述金屬硬掩模層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本公開的某些實(shí)施例中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其包含：在一介電層的上方，沉積一掩模層；圖形化上述掩模層，以形成一第一掩模溝槽；涂覆一圖形化的光致抗蝕劑，其具有一第一部分，上述第一部分在上述掩模層的上方；以及使用上述圖形化的光致抗蝕劑作為一蝕刻掩模，蝕刻上述介電層，在上述介電層的一頂部形成一第一介層窗開口。上述方法還包括移除上述圖形化的光致抗蝕劑；以及蝕刻上述介電層以形成一第一溝槽與一第一介層窗開口，上述第一介層窗開口在上述第一溝槽下并連接上述第一溝槽，其中使用上述掩模層作為附加的蝕刻掩模來(lái)蝕刻上述介電層。形成于上述第一溝槽與上述第一介層窗開口的至少其中之一的聚合物，是使用包含氮與氬的一工藝氣體而移除。填充上述第一溝槽與上述第一介層窗開口，分別形成一金屬線與一介層窗。

在本公開的其他實(shí)施例中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含：在一金屬線的上方，形成一蝕刻停止層；在上述蝕刻停止層的上方，形成一低介電常數(shù)介電層；以及蝕刻上述低介電常數(shù)介電層，以在上述低介電常數(shù)介電層的一上部形成一溝槽、在上述低介電常數(shù)介電層的一下部形成一介層窗開口。使用含氮(n2)與氬的一工藝氣體進(jìn)行處理，其中上述氮具有一第一流量，上述氬具有一第二流量，上述第一流量相對(duì)于上述第一流量與上述第二流量之和的比值為0.2與0.4之間。上述方法還包括蝕穿上述蝕刻停止層；以及填充上述第一溝槽與上述第一介層窗開口，以分別形成一金屬線與一介層窗。

在本公開的另外的實(shí)施例中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含：進(jìn)行一第一光光刻工藝，以在一介電層形成一第一溝槽；進(jìn)行一第二光光刻工藝，以在上述介電層形成一第二溝槽；以及使用上述介電層作為一第一蝕刻掩模而蝕刻一硬掩模層，將上述第一溝槽與上述第二溝槽延伸而進(jìn)入上述硬掩模層。上述方法還包括進(jìn)行一第三光光刻工藝，以在上述硬掩模層下的一低介電常數(shù)介電層的一上部形成一第一介層窗開口；進(jìn)行一第四光光刻工藝，以在上述低介電常數(shù)介電層的上述上部形成一第二介層窗開口；以及使用上述硬掩模層作為一第二蝕刻掩模而蝕刻上述低介電常數(shù)介電層，以將上述第一溝槽與上述第二溝槽延伸而進(jìn)入上述低介電常數(shù)介電層。上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口延伸而進(jìn)入上述低介電常數(shù)介電層的一底部。上述方法還包括使用含氮(n2)與氬的一工藝氣體進(jìn)行處理，以移除在上述第一溝槽、上述第二溝槽、上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口內(nèi)的聚合物。

附圖說(shuō)明

根據(jù)以下的詳細(xì)說(shuō)明并配合所附附圖做完整公開。應(yīng)注意的是，根據(jù)本產(chǎn)業(yè)的一般作業(yè)，圖示并未必按照比例繪制。事實(shí)上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說(shuō)明。

圖1是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖2是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖3是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖4是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖5是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖6是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖7是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖8是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖9是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖10是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖11是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖12是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖13是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖14是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其圖15是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。下的介層窗的中間階段。

圖16是一剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及其下的介層窗的中間階段。

圖17是繪示殘留的絲狀聚合物的數(shù)量與介層窗開口中的扭折(kink)的規(guī)模與一流量比值的函數(shù)關(guān)系，上述流量比值是氮的流量相對(duì)于氮與氬的總流量的比值。

圖18是一流程圖，顯示某些實(shí)施例相關(guān)的用以形成一集成電路結(jié)構(gòu)的工藝流程，上述集成電路結(jié)構(gòu)包含介層窗與金屬線，上述介層窗在上述金屬線下并連接上述金屬線。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10晶片

12半導(dǎo)體基底

14主動(dòng)裝置

16(金屬間)介電層

18擴(kuò)散阻擋層

20含銅材料

22導(dǎo)體構(gòu)件(金屬線)

24蝕刻停止層(介電層)

24a氮化鋁層

24b摻雜氧的碳化硅層

24c氧化鋁層

25金屬蓋

26(低介電常數(shù))介電層

28抗反射層

30(硬)掩模層

32抗反射層

36、44、52、60底層

38、46、54、62中間層

40、48、56、64上層

42、50、58、66開口

68、70溝槽

72聚合物

73區(qū)域

74處理

75工藝反應(yīng)室

76、78線

80導(dǎo)體介層窗

82導(dǎo)線

84襯墊層

86材料

88介電質(zhì)的蝕刻停止層

202、204、206、步驟

208、210、212、214、

216、218、220

具體實(shí)施方式

為讓本公開的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下：

以下的公開內(nèi)容提供許多不同的實(shí)施例或范例以實(shí)施本案的不同特征。以下的公開內(nèi)容敘述各個(gè)構(gòu)件及其排列方式的特定范例，以簡(jiǎn)化說(shuō)明。當(dāng)然，這些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公開書敘述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征與上述第二特征是直接接觸的實(shí)施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征與上述第二特征之間，而使上述第一特征與第二特征可能未直接接觸的實(shí)施例。另外，以下公開書不同范例可能重復(fù)使用相同的參考符號(hào)及/或標(biāo)記。這些重復(fù)是為了簡(jiǎn)化與清晰的目的，并非用以限定所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間有特定的關(guān)系。

此外，其與空間相關(guān)用詞。例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，是為了便于描述圖示中一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(些)元件或特征之間的關(guān)系。除了在附圖中繪示的方位外，這些空間相關(guān)用詞意欲包含使用中或操作中的裝置的不同方位。裝置可能被轉(zhuǎn)向不同方位(旋轉(zhuǎn)90度或其他方位)，則在此使用的空間相關(guān)詞也可依此相同解釋。

在各種例示的實(shí)施例中，是提供用以在集成電路的互連結(jié)構(gòu)形成金屬線與介層窗(via)的一多重圖形化方法。以下敘述用以形成介層窗的中間階段，并討論某些實(shí)施例的某些變化。在各種附圖及敘述的實(shí)施例中，類似的元件會(huì)賦予類似的元件符號(hào)。

圖1～圖16是一系列的剖面圖，顯示在某實(shí)施例中，形成金屬線及介層窗的中間階段。示于圖1～圖16的步驟，亦示意性地繪示于圖18所示的工藝流程200中。

圖1是顯示晶片10的剖面圖，其中圖示的部分是晶片10中的一裝置芯片的一部分。在本公開的某些實(shí)施例中，晶片10是一裝置晶片，其具有例如晶體管及/或二極管等的多個(gè)主動(dòng)裝置，并可具有例如電容器、電感器、電阻器及/或類似構(gòu)件等的多個(gè)被動(dòng)元件。

在本公開的某些實(shí)施例中，晶片10包含半導(dǎo)體基底12與形成于半導(dǎo)體基底12的一上表面的多個(gè)構(gòu)件。半導(dǎo)體基底12可以以結(jié)晶硅、結(jié)晶鍺、硅鍺(silicongermanium)及/或一iii-v族化合物半導(dǎo)體形成，上述iii-v族化合物半導(dǎo)體例如為gaasp、alinas、algaas、gainas、gainp、gainasp或其他同類的iii-v族化合物半導(dǎo)體。半導(dǎo)體基底12可以是塊硅基底(bulksiliconsubstrate)或一絕緣層上覆硅(silicon-on-insulator；soi)基底。在半導(dǎo)體基底12中，可形成多個(gè)淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation；sti)區(qū)(未繪示)，以將半導(dǎo)體基底12中的多個(gè)主動(dòng)裝置隔離。雖然未繪示于附圖，可形成多個(gè)貫穿孔，使其延伸而進(jìn)入半導(dǎo)體基底12，其中上述貫穿孔是用來(lái)使位于半導(dǎo)體基底12的相反側(cè)的構(gòu)件相互連接。多個(gè)主動(dòng)裝置14－其可包含多個(gè)晶體管，是形成在半導(dǎo)體基底12的上述上表面上。

繪示于圖1的元件還有介電層16，其在后文會(huì)改稱為金屬間介電(inter-metaldielectric；imd層16。在本公開的某些實(shí)施例中，金屬間介電層16是以一低介電常數(shù)(低k)介電材料形成，上述低介電常數(shù)介電材料所具有的介電常數(shù)(k值)是低于3.0、低于2.5或甚至更低。金屬間介電層16可以以blackdiamond(應(yīng)用材料公司的一注冊(cè)商標(biāo))、一含碳的低介電常數(shù)介電材料、含氫倍半硅氧烷(hydrogensilsesquioxane；hsq)、甲基倍半硅氧烷(methylsilsesquioxane；msq)或其他同類材料形成。在本公開的某些實(shí)施例中，形成金屬間介電層16的形成步驟包含：沉積含致孔劑(porogen)的介電材料；然后執(zhí)行一熟化(curing)工藝以驅(qū)動(dòng)上述致孔劑，因此而留下來(lái)的金屬間介電層16會(huì)成為多孔質(zhì)。

多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)件22是形成在金屬間介電層16中。在本公開的某些實(shí)施例中，導(dǎo)體構(gòu)件22是金屬線，其各包含一擴(kuò)散阻擋層18與一含銅材料20，其中含銅材料20是在對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散阻擋層18的上方。擴(kuò)散阻擋層18可以以鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭或其他同類材料形成，且具有防止含銅材料20中的銅經(jīng)擴(kuò)散而進(jìn)入金屬間介電層16的功能。在后文中，亦將導(dǎo)體構(gòu)件22稱為金屬線22。導(dǎo)體構(gòu)件22可具有一單鑲嵌結(jié)構(gòu)(singledamascenestructure)、一雙鑲嵌結(jié)構(gòu)(dualdamascenestructure)或可以是接觸插塞(contactplug)。在本公開的某些實(shí)施例中，形成多個(gè)金屬蓋25，分別作為個(gè)別金屬線22的頂部。金屬蓋25可以以鈷(co)、cowp、cob、鎢(w)、鉭(ta)、鎳(ni)、鉬(mo)、鈦(ti)、鐵(fe)、上述的組合及/或上述的合金形成。

介電層24是形成于金屬間介電層16與金屬線22的上方。介電層24可用來(lái)作為一蝕刻停止層(etchstoplayer；esl)，因此在后文中均將其稱為蝕刻停止層24。蝕刻停止層24可包含氮化物、一以碳-硅基底的材料(silicon-carbonbasedmaterial)、一摻雜碳的氧化物(carbon-dopedoxide；cdo)、氧碳化硅(siliconoxy-carbide；sioc)、摻雜氧的碳化硅(oxygen-dopedsiliconcarbide；odc)或摻雜氮的碳化硅(nitrogen-dopedsiliconcarbide；ndc)。蝕刻停止層24可以是以一均質(zhì)材料形成的單一層，亦或是包含多個(gè)介電質(zhì)的副層(sub-layer)的一復(fù)合層。在本公開的某些實(shí)施例中，蝕刻停止層24包含氮化鋁層(aln)24a、在氮化鋁層24a的上方的一摻雜氧的碳化硅層24b以及在摻雜氧的碳化硅層24b的上方的氧化鋁(alox)層24c。

一介電層26是形成于蝕刻停止層24的上方。在本公開的某些例示的實(shí)施例中，介電層26是以一低介電常數(shù)介電層形成，而在后文稱為低介電常數(shù)介電層26。低介電常數(shù)介電層26可選擇使用與用以形成介電層16的材料的選項(xiàng)相同的族群的材料來(lái)形成。當(dāng)從相同的材料選項(xiàng)的族群選擇時(shí)，介電層16、26的材料可以是相同、亦可以是互異。

在本公開的某些例示的實(shí)施例中，一抗反射層(anti-reflectivecoatinglayer；arl)28、一掩模層30與一抗反射層32是形成在低介電常數(shù)介電層26的上方?？狗瓷鋵?8可以是一不含氮的抗反射層(nitrogen-freearl；nfarl)，在某些例示的實(shí)施例中，可使用氧化物(不含氮)來(lái)形成抗反射層28。例如，不含氮的抗反射層28可以是使用等離子體增益化學(xué)氣相沉積法(plasmaenhancedchemicalvapordeposition；pecvd)形成的氧化硅層。

掩模層30是形成于抗反射層28的上方。在后文，亦將掩模層30稱為硬掩模層30。在某些實(shí)施例中，硬掩模層30包含一金屬，其可以是一金屬氮化物的形式，例如為氮化鈦。硬掩模層30可以是以例如氮化硅等的非金屬的氮化物、氧氮化硅等的非金屬的氧氮化物或其他同類材料形成?？狗瓷鋵?2可進(jìn)一步形成在硬掩模層30的上方?？狗瓷鋵?2亦可以是一不含氮的抗反射層，其可以以氧化硅等的氧化物形成，且可以是使用等離子體增益化學(xué)氣相沉積法形成。

圖1～圖7為一系列的剖面圖，顯示在本公開的某些實(shí)施例中的抗反射層32與掩模層30的圖形化的中間階段。抗反射層32與掩模層30的圖形化，可通過(guò)二道圖形化.二道蝕刻(two-patterning-two-etching；2p2e)工藝來(lái)達(dá)成，其中二個(gè)相鄰的溝槽是使用不同的光刻工藝形成，因此可將相鄰的溝槽設(shè)置得彼此靠近，而不致遭受光學(xué)近接效應(yīng)(opticalproximityeffect)的作用。

圖1～圖4是顯示用以形成一第一溝槽的一第一光學(xué).第一蝕刻(first-photo-first-etching)工藝中的中間階段。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟202。在本公開的某些例示的實(shí)施例中，在抗反射層32的上方，形成三層結(jié)構(gòu)，上述三層結(jié)構(gòu)包含：一底層(有時(shí)會(huì)將其稱為下層)36；一中間層38，在底層36的上方；以及一上層40，在中間層38的上方。在某些實(shí)施例中，是以光致抗蝕劑來(lái)形成底層36與上層40。中間層38可以以一無(wú)機(jī)材料形成，上述無(wú)機(jī)材料可以是一氮化物(例如氮化硅)、一氧氮化物(例如氧氮化硅)、一氧化物(例如氧化硅)或其他同類材料。相對(duì)于上層40與底層36，中間層38具有高蝕刻選擇性，因此，可以將上層40用來(lái)作為用以將中間層38圖形化的一蝕刻掩模，并可以將中間層38用來(lái)作為用以將底層36圖形化的一蝕刻掩模。將上層40圖形化而形成一開口42，其具有即將形成于低介電常數(shù)介電層26中的一金屬線的圖形。

接下來(lái)，請(qǐng)參考圖2，使用已圖形化的上層40作為一蝕刻掩模，蝕刻中間層38，因此將上層40的圖形轉(zhuǎn)移至中間層38。將中間層38蝕穿后，將底層36圖形化，其中是使用中間層38作為一蝕刻掩模。在圖形化底層36的過(guò)程中，上層40則被消耗。中間層38被消耗，或是若未被完全消耗則被移除。結(jié)果的結(jié)構(gòu)示于圖3。

然后，使用底層36作為一蝕刻掩模，蝕刻下層的抗反射層32，將此蝕刻工藝稱為第一蝕刻工藝。開口42因此延伸而進(jìn)入抗反射層32，使硬掩模層30的上表面曝露于開口42。在圖形化抗反射層32的過(guò)程中，底層36亦會(huì)消耗，即使其蝕刻速率低于中間層38(圖2)與抗反射層32。因此，在完成抗反射層32的圖形化的時(shí)間，底層36的厚度減少。

在蝕刻之后，在一灰化工藝(ashingprocess)，將包含光致抗蝕劑的殘留的底層36移除，其中在某些例示的實(shí)施例中，是使用氧來(lái)移除底層36。結(jié)果的結(jié)構(gòu)是繪示于圖4。

圖5～圖7是顯示抗反射層32的圖形化中的一第二光學(xué).第二蝕刻(second-photo-second-etching)工藝，以形成一第二溝槽。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟204。在本公開的某些實(shí)施例中，如圖5所示，在抗反射層32的上方形成一第二三層結(jié)構(gòu)。上述第二三層結(jié)構(gòu)包含：一底層44；一中間層46，在底層44的上方；以及一上層48，在中間層46的上方。開口50是形成在已圖形化的上層48中。在某些實(shí)施例中，是以光致抗蝕劑來(lái)形成底層44與上層48。中間層46可以以一無(wú)機(jī)材料形成，上述無(wú)機(jī)材料可以是一氮化物(例如氮化硅)、一氧氮化物(例如氧氮化硅)、一氧化物(例如氧化硅)或其他同類材料。相對(duì)于上層48與底層44，中間層46具有高蝕刻選擇性，因此，可以將上層48用來(lái)作為用以將中間層46圖形化的一蝕刻掩模，并可以將中間層46用來(lái)作為用以將底層44圖形化的一蝕刻掩模。將上層48圖形化而形成開口50，其亦具有即將形成于低介電常數(shù)介電層26中的一金屬線的圖形。

使用已圖形化的上層48作為一蝕刻掩模，蝕刻中間層46，因此將上層48的圖形轉(zhuǎn)移至中間層46、底層44，然后進(jìn)入抗反射層32。結(jié)果的結(jié)構(gòu)示于圖6。在圖形轉(zhuǎn)移后，移除殘留的底層44與中間層46(圖5，如果有任一個(gè)殘留時(shí))。殘留的底層44可在使用氧的一灰化工藝移除。抗反射層32則因此包含開口42與50。

在一后續(xù)的步驟，如圖7所示，使用已圖形化的抗反射層32作為一蝕刻掩模，蝕刻掩模層30，因此開口42與50延伸而進(jìn)入掩模層30。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟206?？狗瓷鋵?8被曝露，且在蝕刻掩模層30的過(guò)程中，是使用抗反射層28作為一蝕刻停止層。

圖8～圖12是繪示用以形成介層窗圖形的二道圖形化.二道蝕刻工藝。圖8～圖10是繪示一第一介層窗圖形的形成。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟208。請(qǐng)參考圖8，形成三層結(jié)構(gòu)，其包含：一底層52、一中間層54以及一上層56。將上層56圖形化，而使上層56具有一開口58，其具有后續(xù)形成的介層窗的圖形。接下來(lái)，蝕刻中間層54、底層52、抗反射層28及低介電常數(shù)介電層26，而開口58則延伸而進(jìn)入低介電常數(shù)介電層26。結(jié)果的結(jié)構(gòu)如圖9所示。開口58的底部是在低介電常數(shù)介電層26的一上表面與一下表面之間的一中間高度(例如在中央)。在完成開口58的形成時(shí)，上層56與中間層54(圖8)已被消耗。在例如一灰化工藝，移除殘留的底層52，而結(jié)果的結(jié)構(gòu)是示于圖10。

圖11與圖12是繪示一第二介層窗圖形的形成。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟210。請(qǐng)參考圖11，形成三層結(jié)構(gòu)，其包含：一底層60、一中間層62以及一上層64。底層60延伸而進(jìn)入開口58(圖10)。將上層64圖形化，而使上層64具有一開口66，其具有后續(xù)形成的介層窗的圖形。接下來(lái)，蝕刻中間層62、底層60、抗反射層28及低介電常數(shù)介電層26，而開口66則延伸而進(jìn)入低介電常數(shù)介電層26。結(jié)果的結(jié)構(gòu)如圖12所示。開口66的底部亦是在低介電常數(shù)介電層26的一上表面與一下表面之間的一中間高度(例如在中央)。在完成開口66的形成時(shí)，上層64與中間層62(圖11)已被消耗。在例如一灰化工藝，移除殘留的底層52。

接下來(lái)，如圖13所示，執(zhí)行一異向性蝕刻以蝕刻低介電常數(shù)介電層26，其中是使用掩模層30作為蝕刻掩模。因此，形成溝槽68與70。上述蝕刻可使用一含氟氣體來(lái)執(zhí)行，上述含氟氣體包含氟與碳，其中將氟用來(lái)作蝕刻，而碳具有保護(hù)介層窗開口58與66及溝槽68與70的側(cè)壁的功效。例如，用于上述蝕刻的工藝氣體可包含c4f8及/或cf4。在異向性蝕刻的過(guò)程中，開口58與66(圖12)會(huì)進(jìn)一步向下延伸至低介電常數(shù)介電層26的底部而形成介層窗開口，其仍分別被賦予58與66的元件符號(hào)。示于圖13的各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟212。蝕刻停止層24被曝露于介層窗開口58與66，溝槽68與70所具有的底部，是在低介電常數(shù)介電層26的上述上表面與上述下表面之間的一中間高度。

然后對(duì)蝕刻停止層24作蝕刻，因此介層窗開口58與66延伸而進(jìn)入蝕刻停止層24。在某些實(shí)施例中，蝕刻停止層24是部分被蝕刻，而例如氮化鋁層24a等的底層維持未被蝕穿的狀態(tài)，而例如氧化鋁層24c與摻雜氧的碳化硅層24b等的上層則被蝕穿。若殘留的氮化鋁層24a未被蝕穿，其優(yōu)點(diǎn)在于可保護(hù)下層的金屬線22，使其免于遭受在后續(xù)的處理造成的可能的損傷。在替代性的實(shí)施例中，是將蝕刻停止層24蝕穿，而曝露出金屬線22。

圖13示意性地顯示形成在溝槽68與70及介層窗開口58與66內(nèi)的聚合物72，具體而言，聚合物72是形成在溝槽68與70及介層窗開口58與66的側(cè)壁上。聚合物72是將底層60(光致抗蝕劑)灰化與蝕刻低介電常數(shù)介電層26的副產(chǎn)品。在某些實(shí)施例中，聚合物72包含例如碳、氫及/或氟等的元素，且亦可包含鋁及/或銅。聚合物72可具有絲狀，粘著至溝槽68與70及介層窗開口58與66的側(cè)壁。聚合物72會(huì)對(duì)后續(xù)形成的金屬線的品質(zhì)造成不良影響，且將會(huì)被移除。

圖14顯示用以移除聚合物72的一例示的處理74。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟214。在某些實(shí)施例中，是在工藝反應(yīng)室75執(zhí)行聚合物72的移除，工藝反應(yīng)室75是用于干蝕刻。因此，工藝反應(yīng)室75可以是可使其內(nèi)部產(chǎn)生真空的一反應(yīng)室。用以移除聚合物72的工藝氣體包含氮(n2)與氬，從此工藝氣體產(chǎn)生等離子體。在處理的過(guò)程中，上述工藝氣體的壓力可在約10mtorr與約100mtorr之間的范圍。晶片10的溫度可在約20℃與約80℃之間的范圍。氮的流量(flowrate)可在約10sccm與約500sccm之間的范圍。氬的流量可在約10sccm與約500sccm之間的范圍。電源電壓(sourcevoltage)可以在約200伏特與約1300伏特之間的范圍。偏壓可以在約10伏特與100伏特之間的范圍。

圖17是顯示通過(guò)調(diào)整氮與氬的流量而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。x軸是代表氮的比例，其是氮的流量相對(duì)于氮與氬的總流量的比值。氮的比例可表示為fr(n2)/(fr(n2)+fr(ar))，其中fr(n2)是氮的流量，而fr(ar)是氬的流量。左側(cè)的y軸是代表殘留的絲狀的聚合物72(圖14)的計(jì)數(shù)(數(shù)量)。右側(cè)的y軸是代表形成于介層窗開口58與66(圖15)中的扭折(kink)的規(guī)模。圖15是示意性地顯示扭折發(fā)生之處，其中摻雜氧的碳化硅層24b的在區(qū)域73的部分被蝕刻時(shí)，會(huì)在區(qū)域73形成底切(undercut)，其被稱為摻雜氧的碳化硅層24b中的扭折。因此，扭折會(huì)造成難以填充介層窗開口58與66的問(wèn)題，故不佳。

在圖17中，線76代表殘留的絲狀聚合物72的數(shù)量與氮的比例的函數(shù)關(guān)系，而線76是對(duì)應(yīng)于左側(cè)的y軸。絲狀聚合物72的數(shù)量，是在用以移除多個(gè)試樣晶片中的絲狀聚合物的處理之后測(cè)量。絲狀聚合物72的數(shù)量是隨著氮的比例的增加而減少。反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谋壤?，則移除較多的絲狀聚合物72。當(dāng)?shù)谋壤黾又良s百分之二十或更高，絲狀聚合物72的數(shù)量會(huì)減少至在制造規(guī)格可允收的值。

線78是代表扭折的嚴(yán)重性與氮的比例的函數(shù)關(guān)系，而線78是對(duì)應(yīng)于右側(cè)的y軸。線78亦是從試樣晶片獲得。右側(cè)的y軸是代表?yè)诫s氧的碳化硅層24b的扭折的規(guī)模，其意義是在摻雜氧的碳化硅層24b中的橫向底切距離。扭折的規(guī)模是隨著氮的比例的減少而減少。當(dāng)?shù)谋壤抵良s百分之四十或更低，扭折的規(guī)模就減低至在制造規(guī)格可允收的值。反過(guò)來(lái)說(shuō)，若氮的比例過(guò)高，則摻雜氧的碳化硅層24b的底切將變得更嚴(yán)重。

一起考慮線76與78顯示的情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)谋壤诩s百分之二十與約百分之四十之間的范圍時(shí)，殘留的絲狀聚合物的數(shù)量低，而且扭折可忽視，二者都在規(guī)格內(nèi)。因此，在圖14所示的移除聚合物的步驟，將氮的比例調(diào)整在約百分之二十與約百分之四十之間。

在本公開的某些實(shí)施例，在可在一干蝕刻反應(yīng)室執(zhí)行的上述移除聚合物的步驟之后，執(zhí)行一濕蝕刻步驟，其目的在完全移除聚合物72(如果有任何殘留的聚合物72)，如圖14所示。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟216。在本公開的某些實(shí)施例，使用一hf溶液來(lái)執(zhí)行上述濕蝕刻。移除聚合物以后的晶片10，是繪示于圖15。

若未在上述處理之后將氮化鋁層24a蝕穿，則執(zhí)行一附加的蝕刻以蝕穿氮化鋁層24a，曝露出下層的金屬線22。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟218。圖16是顯示分別在介層窗開口58與66(圖15)中形成導(dǎo)體介層窗80(包含80a與80b)。導(dǎo)線82(包含82a與82b)亦形成于溝槽68與70(圖15)中。其各自的步驟是繪示于圖18所示的工藝流程圖中的步驟220。導(dǎo)體介層窗80與導(dǎo)線82可包含襯墊層(liner)84，例如為擴(kuò)散阻擋層、粘著層或其他類似構(gòu)件。襯墊層84可以以鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭或其他替代材料形成。導(dǎo)體介層窗80與導(dǎo)線82還包括一材料86，材料86是以一導(dǎo)體材料形成，上述導(dǎo)體材料例如為銅、銅合金、銀、金、鎢、鋁或其他同類材料。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)體介層窗80與導(dǎo)線82的形成包含：執(zhí)行一共形式的沉積以形成襯墊層84；沉積銅或銅合金的一薄層的種子層；以及例如經(jīng)由電鍍、非電化學(xué)鍍、沉積或其他同類工藝，以材料(金屬)86填充介層窗開口58與66及溝槽68與70的剩余部分?？蓤?zhí)行例如化學(xué)機(jī)械研磨(chemicalmechanicalplanarization；cmp)等的一平坦化工藝，以夷平導(dǎo)線82的表面，并從低介電常數(shù)介電層26的上表面移除多余的導(dǎo)體材料。掩模層30與抗反射層28(圖15)亦被移除。在后續(xù)的步驟中，形成一介電質(zhì)的蝕刻停止層88，并可以在介電質(zhì)的蝕刻停止層88的上方形成更多的低介電常數(shù)介電層、導(dǎo)線及導(dǎo)體介層窗(未繪示)。

本公開的實(shí)施例具有某些有幫助的特征。通過(guò)使用氮與氬而施以一處理，可將肇因于光致抗蝕劑層的灰化與介電層的蝕刻的聚合物移除。通過(guò)調(diào)整氮的比例，不僅僅是可以更有效率地移除上述聚合物，亦可以在上述介層窗開口實(shí)質(zhì)上不生成扭折，而改善介層窗開口的填充。

在本公開的某些實(shí)施例中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其包含：在一介電層的上方，沉積一掩模層；圖形化上述掩模層，以形成一第一掩模溝槽；涂覆一圖形化的光致抗蝕劑，其具有一第一部分，上述第一部分在上述掩模層的上方；以及使用上述圖形化的光致抗蝕劑作為一蝕刻掩模，蝕刻上述介電層，在上述介電層的一頂部形成一第一介層窗開口。上述方法還包括移除上述圖形化的光致抗蝕劑；以及蝕刻上述介電層以形成一第一溝槽與一第一介層窗開口，上述第一介層窗開口在上述第一溝槽下并連接上述第一溝槽，其中使用上述掩模層作為附加的蝕刻掩模來(lái)蝕刻上述介電層。形成于上述第一溝槽與上述第一介層窗開口的至少其中之一的聚合物，是使用包含氮與氬的一工藝氣體而移除。填充上述第一溝槽與上述第一介層窗開口，分別形成一金屬線與一介層窗。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在移除上述聚合物的過(guò)程中，氮的流量(flowrate)相對(duì)于氮與氬的總流量的氮的比例，較好是在約百分之二十與約百分之四十之間。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：移除上述聚合物時(shí)，上述第一介層窗開口延伸至一蝕刻停止層的一頂部中，且上述半導(dǎo)體裝置的制造方法是在移除上述聚合物之后，還包括蝕穿上述蝕刻停止層的一底部，以露出原本在上述蝕刻停止層的上述底部下的上述金屬線。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：上述蝕刻停止層的上述底部包含氮化鋁，上述蝕刻停止層的上述頂部包含氧化鋁。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為還包括在使用氮與氬移除上述聚合物之后，施行一濕蝕刻以進(jìn)一步移除上述聚合物。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為還包括在上述介電層的頂部形成一第二介層窗開口，其中上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口較好是在一雙重圖形化工藝(double-patterningprocess)形成。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：上述圖形化的光致抗蝕劑還包括一第二部分，在蝕刻上述介電層以形成上述第一介層窗開口時(shí)，上述第二部分是填入上述第二介層窗開口。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為還包括在上述掩模層形成一第二掩模溝槽，其中上述第一掩模溝槽與上述第二掩模溝槽是在一雙重圖形化工藝形成，且上述圖形化的光致抗蝕劑還包括多個(gè)第三部分，在蝕刻上述介電層以形成上述第一介層窗開口時(shí)，上述第三部分是填入上述第一掩模溝槽與上述第二掩模溝槽。

在本公開的其他實(shí)施例中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含：在一金屬線的上方，形成一蝕刻停止層；在上述蝕刻停止層的上方，形成一低介電常數(shù)介電層；以及蝕刻上述低介電常數(shù)介電層，以在上述低介電常數(shù)介電層的一上部形成一溝槽、在上述低介電常數(shù)介電層的一下部形成一介層窗開口。使用含氮(n2)與氬的一工藝氣體進(jìn)行處理，其中上述氮具有一第一流量，上述氬具有一第二流量，上述第一流量相對(duì)于上述第一流量與上述第二流量之和的比值為約0.2與約0.4之間。上述方法還包括蝕穿上述蝕刻停止層；以及填充上述第一溝槽與上述第一介層窗開口，以分別形成一金屬線與一介層窗。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：形成上述蝕刻停止層包含沉積一第一層與在上述第一層的上方沉積一第二層，其中上述第一層與上述第二層是以不同材料形成，進(jìn)行上述處理時(shí)，蝕穿上述第二層而未蝕穿上述第一層。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，沉積上述第一層較好是包含沉積氮化鋁層，沉積上述第二層較好是包含沉積一摻雜氧的碳化硅(oxygen-dopedsiliconcarbide；odc)層。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，形成上述蝕刻停止層較好是還包括在上述摻雜氧的碳化硅層的上方形成氧化鋁層。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：進(jìn)行上述處理時(shí)，將上述金屬線曝露于上述工藝氣體。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好是在為了真空而配置的一反應(yīng)室進(jìn)行上述處理。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：上述溝槽是使用一硬掩模層作為蝕刻掩模而形成，且進(jìn)一步對(duì)上述硬掩模層進(jìn)行上述處理。

在本公開的另外的實(shí)施例中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含：進(jìn)行一第一光光刻工藝，以在一介電層形成一第一溝槽；進(jìn)行一第二光光刻工藝，以在上述介電層形成一第二溝槽；以及使用上述介電層作為一第一蝕刻掩模而蝕刻一硬掩模層，將上述第一溝槽與上述第二溝槽延伸而進(jìn)入上述硬掩模層。上述方法還包括進(jìn)行一第三光光刻工藝，以在上述硬掩模層下的一低介電常數(shù)介電層的一上部形成一第一介層窗開口；進(jìn)行一第四光光刻工藝，以在上述低介電常數(shù)介電層的上述上部形成一第二介層窗開口；以及使用上述硬掩模層作為一第二蝕刻掩模而蝕刻上述低介電常數(shù)介電層，以將上述第一溝槽與上述第二溝槽延伸而進(jìn)入上述低介電常數(shù)介電層。上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口延伸而進(jìn)入上述低介電常數(shù)介電層的一底部。上述方法還包括使用含氮(n2)與氬的一工藝氣體進(jìn)行處理，以移除在上述第一溝槽、上述第二溝槽、上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口內(nèi)的聚合物。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為：上述氮具有一第一流量，上述氬具有一第二流量，上述第一流量相對(duì)于上述第一流量與上述第二流量之和的比值為約0.2與約0.4之間。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好為還包括：在上述低介電常數(shù)介電層下形成一蝕刻停止層，其中上述處理是對(duì)上述蝕刻停止層的一下層的一上表面進(jìn)行，且上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口穿透上述蝕刻停止層的一上層；以及移除上述蝕刻停止層的被處理后的上述下層。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較好是還包括以導(dǎo)體材料填充上述第一溝槽、上述第二溝槽、上述第一介層窗開口與上述第二介層窗開口。

在上述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，上述處理較好是進(jìn)一步對(duì)上述硬掩模層的一上表面進(jìn)行。

前述內(nèi)文概述了許多實(shí)施例的特征，使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從各個(gè)方面更佳地了解本公開。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，且可輕易地以本公開為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修飾其他工藝及結(jié)構(gòu)，并以此達(dá)到相同的目的及/或達(dá)到與在此介紹的實(shí)施例等相同的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)了解這些相等的結(jié)構(gòu)并未背離本公開的發(fā)明精神與范圍。在不背離本公開的發(fā)明精神與范圍的前提下，可對(duì)本公開進(jìn)行各種改變、置換或修改。