[发明专利]改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法

权利要求书

1.一种改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在半导体衬底上形成顶层铜互连层，所述顶层铜互连层包括多个铜线条图形，所述铜线条图形之间通过层间膜隔离，形成所述顶层铜互连层后所述铜线条图形和所述层间膜的表面露出；

步骤二、在所述半导体衬底上形成铜溢出压制层，所述铜溢出压制层的生长温度低于后续刻蚀阻挡层的生长温度，使所述铜溢出压制层生长过程中铜溢出量减少或消除；同时所述铜溢出压制层为致密介质层，使形成所述铜溢出压制层之后再进行后续的所述刻蚀阻挡层的生长工艺时不再产生铜溢出；

步骤三、在所述铜溢出压制层表面上形成所述刻蚀阻挡层。

2.如权利要求1所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。

3.如权利要求2所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：所述顶层铜互连层底部还具有一层以上的底部铜互连层，所述顶层铜互连层对应的层间膜为顶层层间膜。

4.如权利要求3所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤一中所述顶层铜互连层采用大马士革工艺形成。

5.如权利要求4所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤一包括如下分步骤：

形成顶层层间膜；

在所述顶层层间膜中形成所述铜线条图形对应的通孔或沟槽；

电镀形成所述顶层铜互连层，所述顶层铜互连层填充所述通孔或沟槽并延伸到所述通孔或沟槽外的所述顶层层间膜表面上；

对所述顶层铜互连层进行化学机械研磨，所述化学机械研磨后所述通孔或沟槽外的所述顶层层间膜表面上的所述顶层铜互连层被去除，所述通孔或沟槽中的所述顶层铜互连层和所述顶层层间膜的表面相平，由填充于所述通孔或沟槽中的所述顶层铜互连层组成所述图线条图形。

6.如权利要求5所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：在步骤一完成后以及步骤二之前还包括对预处理的步骤，所述预处理用于去除暴露的所述铜互连层表面形成的氧化铜层。

7.如权利要求6所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：所述预处理采用氨气等离子体来去除所述氧化铜层。

8.如权利要求1所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：所述层间膜采用二氧化硅层或介电常数低于二氧化硅的低介电介质层。

9.如权利要求1所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤二中所述铜溢出压制层为掺碳氮化硅。

10.如权利要求9所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤二中采用PECVD工艺生长所述致密介质层。

11.如权利要求9所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：所述致密介质层的厚度为

12.如权利要求10所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤二中形成所述致密介质层的温度为350℃。

13.如权利要求1所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤三中所述刻蚀阻挡层为氮化硅，所述刻蚀阻挡层的生长温度为400℃以上。

14.如权利要求1所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：步骤一中，在所述半导体衬底上形成有半导体器件，半导体器件的工艺节点为65nm以下。

15.如权利要求12所述的改善顶层铜互连层的丘状凸起缺陷的工艺方法，其特征在于：所述半导体器件的工艺节点包括65nm、55nm、40nm、28nm和22nm。