芯片晶圓及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地，涉及一種芯片晶圓及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，在芯片晶圓的層間介質(zhì)層20’上會(huì)開(kāi)設(shè)接觸孔23’，以便在接觸孔23’中制作連接部，連接位于層間介質(zhì)層20’兩側(cè)的襯底10’與金屬層30’。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中常用刻蝕的方法制作接觸孔23’，但是由于硬件設(shè)備的限制，芯片晶圓的邊緣的刻蝕速率相對(duì)較低，這直接導(dǎo)致位于芯片晶圓的邊緣的接觸孔23’的特征尺寸變小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，芯片晶圓的中心部位的接觸孔23’的平均直徑為73nm，然而距離芯片晶圓的中心140mm的接觸孔23’的平均直徑下降至60nm，甚至?xí)霈F(xiàn)部分接觸孔23’ ’無(wú)法貫穿層間介質(zhì)層20’的情況，該接觸孔23’ ’中無(wú)法形成連接部，導(dǎo)致這部分芯片報(bào)廢，造成浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)旨在提供一種芯片晶圓及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的晶圓邊緣的接觸孔特征尺寸變小，甚至無(wú)法貫穿層間介質(zhì)層的問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種芯片晶圓，包括:襯底；層間介質(zhì)層，設(shè)置在襯底上，層間介質(zhì)層上還開(kāi)設(shè)有多個(gè)接觸孔，接觸孔沿垂直于襯底的方向貫穿層間介質(zhì)層；金屬層，設(shè)置在層間介質(zhì)層上；以及多個(gè)連接部，一一對(duì)應(yīng)地位于多個(gè)接觸孔內(nèi)，連接金屬層與襯底；層間介質(zhì)層包括第一區(qū)和圍繞第一區(qū)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)上均設(shè)置有接觸孔，第一區(qū)的厚度大于第二區(qū)的厚度。
[0006]進(jìn)一步地,金屬層的遠(yuǎn)離層間介質(zhì)層的表面是平面。
[0007]進(jìn)一步地,金屬層包括第一部和圍繞第一部的第二部，第一部與第一區(qū)對(duì)應(yīng)，第二部與第二區(qū)對(duì)應(yīng)，第一部與第一區(qū)的厚度之和等于第二部與第二區(qū)的厚度之和。
[0008]進(jìn)一步地，金屬層沿垂直于襯底的方向包括多層金屬互聯(lián)層，每層金屬互聯(lián)層的與第一區(qū)對(duì)應(yīng)的部分的厚度均小于與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的部分的厚度。
[0009]進(jìn)一步地，第一區(qū)的中心距離第二區(qū)的最短距離大于或等于140_。
[0010]根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，還提供了一種芯片晶圓的制作方法，包括:在襯底上制作層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層包括第一區(qū)和圍繞第一區(qū)的第二區(qū)，第一區(qū)的厚度大于第二區(qū)的厚度；在第一區(qū)和第二區(qū)上均制作接觸孔。
[0011]進(jìn)一步地，制作層間介質(zhì)層包括:在襯底上沉積絕緣材料；去除一部分與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的絕緣材料，使與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的絕緣材料的厚度小于與第一區(qū)對(duì)應(yīng)的絕緣材料的厚度。
[0012]進(jìn)一步地，采用化學(xué)機(jī)械拋光去除絕緣材料，在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，施加在與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的絕緣材料上的壓力大于施加在與第一區(qū)對(duì)應(yīng)的絕緣材料上的壓力。
[0013]進(jìn)一步地，芯片晶圓的制作方法還包括:制作接觸孔后，在接觸孔內(nèi)形成連接部并在層間介質(zhì)層上制作金屬層，使金屬層的遠(yuǎn)離層間介質(zhì)層的表面呈平面。
[0014]進(jìn)一步地，制作金屬層包括:在層間介質(zhì)層上沉積導(dǎo)體材料；去除一部分與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體材料，使得與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體材料的厚度小于與第一區(qū)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體材料的厚度。
[0015]進(jìn)一步地，采用化學(xué)機(jī)械拋光去除導(dǎo)體材料，在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，施加在與第一區(qū)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體材料上的壓力大于施加在與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體材料上的壓力。
[0016]進(jìn)一步地，制作金屬層包括:多次沉積導(dǎo)體材料，每次沉積導(dǎo)體材料均形成一導(dǎo)體材料層；每沉積一層導(dǎo)體材料，均去除導(dǎo)體材料層的一部分與第二區(qū)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體材料。
[0017]本申請(qǐng)將位于芯片晶圓的邊緣的層間介質(zhì)層的厚度減小，即使第二區(qū)變薄，從而使得接觸孔能夠更容易地貫穿層間介質(zhì)層，避免出現(xiàn)接觸孔無(wú)法貫穿層間介質(zhì)層的問(wèn)題，保障設(shè)置在接觸孔中的連接部能夠可靠地將金屬層與襯底連接，提高了芯片晶圓的邊緣部分的成品率。此外，由于位于芯片晶圓的中心部分的層間介質(zhì)層的厚度不變，即第一區(qū)的厚度相比現(xiàn)有的層間介質(zhì)層的厚度不變，所以位于第一區(qū)的接觸孔的特征尺寸不會(huì)變大，從而避免造成短路等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0018]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1示意性示出了現(xiàn)有技術(shù)中的芯片晶圓的剖視圖；
[0020]圖2示意性示出了本申請(qǐng)中的一種芯片晶圓的迫使圖；以及
[0021]圖3示意性示出了本申請(qǐng)中的另一種芯片晶圓的迫使圖。
[0022]圖中附圖標(biāo)記:10、襯底；20、層間介質(zhì)層；21、第一區(qū)；22、第二區(qū)；23、接觸孔；30、金屬層；31、第一部；32、第二部；301、第一金屬互聯(lián)層；302、第二金屬互聯(lián)層；303、第三金屬互聯(lián)層。
【具體實(shí)施方式】
[0023]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施方式及實(shí)施方式中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施方式來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。
[0024]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0025]為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語(yǔ)“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位，并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述作出相應(yīng)解釋。
[0026]下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請(qǐng)的公開(kāi)徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，擴(kuò)大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件，因而將省略對(duì)它們的描述。
[0027]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中常用刻蝕的方法制作接觸孔23’，但是由于硬件設(shè)備的限制，芯片晶圓的邊緣的刻蝕速率相對(duì)較低，這直接導(dǎo)致位于芯片晶圓的邊緣的接觸孔23’的特征尺寸變小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，芯片晶圓的中心部位的接觸孔23’的平均直徑為73nm，然而距離芯片晶圓的中心140mm的接觸孔23’的平均直徑下降至60nm，甚至?xí)霈F(xiàn)部分接觸孔23’’無(wú)法貫穿層間介質(zhì)層20’的情況，該接觸孔23’’中無(wú)法形成連接部，導(dǎo)致這部分芯片報(bào)廢，造成浪費(fèi)。
[0028]圖2和圖3示出了本申請(qǐng)中的芯片晶圓的剖視圖。下面將結(jié)合圖2和圖3，進(jìn)一步說(shuō)明本申請(qǐng)所提供的芯片晶圓的具體結(jié)構(gòu)。
[0029]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種芯片晶圓，如圖2和3所示，該芯片晶圓包括:襯底10 ;層間介質(zhì)層20，設(shè)置在襯底10上，層間介質(zhì)層20上還開(kāi)設(shè)有多個(gè)接觸孔23，接觸孔23沿垂直于襯底10的方向貫穿層間介質(zhì)層20 ;金屬層30,設(shè)置在層間介質(zhì)層20上；以及多個(gè)連接部，一一對(duì)應(yīng)地位于多個(gè)接觸孔23內(nèi)，連接金屬層30與襯底10 ;層間介質(zhì)層20包括第一區(qū)21和圍繞第一區(qū)21的第二區(qū)22，第一區(qū)21和第二區(qū)22上均設(shè)置有接觸孔23，第一區(qū)21的厚度大于第二區(qū)22的厚度。
[0030]如圖2和3所示，本申請(qǐng)將位于芯片晶圓的邊緣的層間介質(zhì)層20的厚度減小，即使第二區(qū)22變薄，從而使得接觸孔23能夠更容易地貫穿層間介質(zhì)層20，避免出現(xiàn)接觸孔23無(wú)法貫穿層間介質(zhì)層20的問(wèn)題，保障設(shè)置在接觸孔23中的連接部能夠可靠地將金屬層30與襯底10連接，提高了芯片晶圓的邊緣部分的成品率。此外，由于位于芯片晶圓的中心部分的層間介質(zhì)層20的厚度不變，即第一區(qū)21的厚度相比現(xiàn)有的層間介質(zhì)層20’的厚度不變，所以位于第一區(qū)21的接觸孔23的特征尺寸不會(huì)變大，從而避免造成短路等問(wèn)題。
[0031]優(yōu)選地，第二區(qū)22的厚度沿遠(yuǎn)離芯片晶圓的中心的方向逐漸減小。
[0032]優(yōu)選地,如圖2和3所不，金屬層30的遠(yuǎn)離層間介質(zhì)層20的表面是平面。優(yōu)選地，金屬層30包括第一部31和圍繞第一部31的第二部32,第一部31與第一區(qū)21對(duì)應(yīng),第二部32與第二區(qū)22對(duì)應(yīng)，第一部31與第一區(qū)21的厚度之和等于第二部32與第二區(qū)22的厚度之和。
[0033]若金屬層30的表面不平坦，不呈平面，則會(huì)影響后續(xù)的微影工藝，造成微影工藝中的對(duì)焦不準(zhǔn)，對(duì)焦不準(zhǔn)則會(huì)造成之后刻蝕電路的不準(zhǔn)確。因此，本申請(qǐng)的位于層間介質(zhì)層20上的金屬層30的厚度也不保持一致，與第一區(qū)21對(duì)應(yīng)的金屬層30，即第一部31的厚度較薄，與第二區(qū)22對(duì)應(yīng)的金屬層30，即第二部32的厚度較厚。于是第一區(qū)21與第一部31的厚度和等于第二區(qū)22與第二部32的厚度和，金屬層30的厚度與層間介質(zhì)層20的厚度