[发明专利]表面平坦化方法及半导体多层互连结构

权利要求书

1.一种表面平坦化方法，用于半导体多层互连结构中的化学机械抛光，所述半导体多层互连结构包括至少两层互连结构，即第一层互连结构和第二层互连结构，所述第一层互连结构和所述第二层互连结构中形成有深孔，且通过深孔相连通，所述第一层互连结构中从下到上依次形成有第一介质层、阻挡层，所述表面平坦化方法的特征在于，包括：

第一化学机械抛光工序，对隔着所述阻挡层形成于所述深孔且覆盖所述阻挡层的金属进行化学机械抛光以露出所述阻挡层的至少一部分；

第二介质层形成工序，在所述阻挡层的表面形成第二介质层；

第二化学机械抛光工序，对所述第二介质层及所述阻挡层进行化学机械抛光，以露出形成在所述第二层互连结构上方的所述第一介质层。

2.如权利要求1所述的表面平坦化方法，其特征在于，

采用大马士革工艺来形成所述半导体多层互连结构。

3.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

基于所述第一化学机械抛光工序中所形成的所述金属的凹陷深度，来决定所述第二介质层的厚度。

4.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

所述第二介质层的厚度设置为所述金属的凹陷深度的1.5倍。

5.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

在所述第二化学机械抛光工序之后，所述第二介质层的表面与所述第一介质层的表面齐平或高于所述第一介质层的表面。

6.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

还包括第三介质层形成工序，在所述第二化学机械抛光工序之后，在所述第一介质层和所述第二介质层构成的整个表面进一步形成第三介质层。

7.如权利要求6所述的表面平坦化方法，其特征在于，

在第三介质层形成工序之后，所形成的所述第三介质层的表面是平坦的。

8.如权利要求6所述的表面平坦化方法，其特征在于，

所述第三介质层是氮化硅。

9.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

采用终点检测技术对所述第二化学机械抛光工序进行控制，以使对所述第二介质层及所述阻挡层进行的化学机械抛光最终停止于所述第一介质层。

10.如权利要求9所述的表面平坦化方法，其特征在于，

所述终点检测技术是光学方式、力学方式、电磁学方式、电化学方式、热成像方式的终点检测技术中的任一种。

11.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

在所述第二化学机械抛光工序中，使用阻挡层研磨液来去除所述第二介质层及所述阻挡层。

12.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

所述金属为铜。

13.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

所述第二介质层使用TEOS。

14.如权利要求1或2所述的表面平坦化方法，其特征在于，

所述阻挡层使用氮化钽。