专利名称：用于制造金属互连线的掩模板版图的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种用于制造金属互连线的掩模板版 图。
背景技术：
目前，在集成电路制造领域，铜已经取代铝成为超大规模集成电路制造中的主流 互联技术。作为铝的替代物，铜导线可以降低互联阻抗，降低功耗和成本，提高芯片的集成 度、器件密度和时钟频率。因此，目前普遍采用铜互连线作为金属互连线。在超大规模集成 电路中，封装密度不断提高使电路元件越来越密，因此普遍采用多层金属互连线。由于对铜的刻蚀非常困难，目前业界普遍采用大马士革工艺(Damascene)，来制作 多层金属互连线。具体请参考图IA至图1C，通常包括如下步骤首先沉积一定厚度的掺有 杂质的二氧化硅，然后通过曝光将所需要的互连线图形，从掩模板上转移至沉积有二氧化 硅的晶圆上，并利用刻蚀步骤形成第一层金属互连线图形，即形成通孔和沟槽，再进行铜互 连线的电镀工艺，最后是化学机械研磨(CMP)，对铜电镀层进行平坦化处理和清洗，便形成 了如图IA所示的第一层金属互连线和绝缘隔离区10。第一层金属互连线包括金属互连线21以及金属互连线22，其中，金属互连线21的 线宽大于4um，金属互连线22的线宽在0. 5um至3um之间。然而，由于研磨过程中所使用的 研磨液具有选择比，其对于铜的研磨速率远大于二氧化硅的研磨速率，因此，金属互连线中 间形成了一些凹陷，且不同线宽的铜线的研磨速率也不相同，所以造成金属互连线的凹陷 程度也不相同。其中，线宽大于4um的金属互连线21所造成的凹陷，比线宽小于4um的金 属互连线22所造成的凹陷更为严重。然后，再次沉积掺有杂质的二氧化硅，形成绝缘隔离区30，并形成第二金属互连线 结构，之后再次进行铜电镀工艺，形成如图IB所示的铜电镀层40。接下来再次进行化学机械研磨工艺，对铜电镀层40进行平坦化处理和清洗。但 是，如图IC所示，形成了铜残留缺陷41，这将严重影响器件的性能，导致器件报废。化学机械研磨是完成金属互连线的重要工艺，但是在铜互连线的化学机械研磨过 程中，由于所使用的研磨液具有选择比，其对不同材料的刻蚀速率有所差异，金属互连线的 刻蚀速率大于二氧化硅的刻蚀速率。因此若用于制造金属互连线版图中，包括有线宽大于 4um的线条图形，则在金属互连线制造过程中，其所形成的金属互连线在化学机械研磨工艺 后，所产生的铜残留缺陷较为严重，导致工艺不稳定，产品的良率下降。相比之下，线宽在 0. 5um至3um之间的金属互连线则不会出现此种缺陷。因此，修改用于制造金属互连线的掩模板版图，避免出现化学机械研磨工艺后的 铜残留缺陷，是十分必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于制造金属互连线的掩模板版图，以解决在现有的金属互连线制造过程中，出现铜残留缺陷的问题，提高产品良率。为解决上述技术问题，本发明提供一种用于制造金属互连线的掩模板版图，包括 线条图形，用于形成金属互连线；以及开口图形，设置于所述线条图形内，用于形成绝缘隔罔区。可选的，所述线条图形为直线形，其线宽大于4um。可选的，所述开口图形包括多个均勻分布的条形开口，所述条形开口的线宽在 0. 5um至3um之间。可选的，所述多个条形开口之间的间距在0. 5um至3um之间。可选的，所述开口图形距所述线条图形边缘的距离在0. 5um至3um之间。可选的，所述线条图形为“L”形，其具有一弯折区域。可选的，所述弯折区域为方形，所述方形的对角线大于4um，所述开口图形设置于 所述弯折区域内。可选的，所述开口图形包括多个均勻分布的方形开口，所述方形开口的线宽在 0. 5um至3um之间。可选的，所述多个方形开口之间的间距在0. 5um至3um之间。可选的，所述开口图形距所述弯折区域边缘的距离在0. 5um至3um之间。可选的，所述线条图形包括第一线条图形，其线宽小于4um;以及第二线条图形， 与所述第一条形图形交叉，其线宽大于4um。可选的，所述开口图形设置于所述第二线条图形内，其包括多个均勻分布的长条 形开口，所述长条形开口的线宽在0. 5um至3um之间。可选的，所述多个长条形开口之间的间距在0. 5um至3um之间。可选的，所述开口图形距所述第二线条图形边缘的距离在0. 5um至3um之间。综上所述，本发明提供了一种用于制造金属互连线的掩模板版图，其包括多个线 条图形，用于形成金属互连线；开口图形，设置于所述线条图形内，用于形成绝缘隔离区。解 决了在金属互连线制造过程中，出现铜残留缺陷的问题，增加了工艺的稳定性，提高了产品 良率。
图IA至图IC是现有技术的金属互连线制造工艺中的结构示意图；图2是本发明第一实施例的用于制造金属互连线的掩模板版图的示意图；图3是本发明第二实施例的用于制造金属互连线的掩模板版图的示意图；图4是本发明第三实施例的用于制造金属互连线的掩模板版图的示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式
做详细的说明。本发明的处理方法可被广泛地应用到许多应用中，并且利用许多适当的材料制 作，下面是通过较佳的实施例来加以说明，当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内 的普通技术人员所熟知的一般的替换无疑地涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说 明，示意图不依一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。随着器件特征尺寸越来越小，芯片集成度的不断提高，铜已经取代铝成为超大规 模集成电路制造中的主流互联技术。作为铝的替代物，铜导线可以降低互联阻抗，降低功耗 和成本，提高芯片的集成度、器件密度和始终频率，因此，目前普遍采用铜互连线作为金属 互连线。通常在金属互连线的制作过程包括如下步骤首先沉积一定厚度的二氧化硅，然 后通过曝光将所需要的互连线图形，从掩模板上转移至沉积有二氧化硅的晶圆上，并利用 刻蚀步骤形成第一层金属互连线图形，再进行铜互连线的电镀工艺，最后是化学机械研磨， 以形成第一层金属互连线和第一层绝缘隔离区。然而，由于研磨过程中所使用的研磨液具 有选择比，其对于铜的研磨速率远大于二氧化硅的研磨速率，因此，金属互连线中间将形成 了一些凹陷，由于不同线宽的金属互连线的研磨速率不同，所以导致金属互连线的凹陷程 度也不相同。其中，若金属互连线包括线宽大于4um的金属互连线，其所形成的凹陷尤其严 重。接下来再次沉积二氧化硅，并形成第二层金属互连线图形后，再次进行铜电镀工 艺以及化学机械研磨工艺。但是，在化学机械研磨工艺完成后，线宽大于4um的金属互连线 则导致出现了铜残留缺陷，这将严重影响器件的性能，甚至导致器件报废。因此，本发明提 供一种用于制造金属互连线的掩模板版图，包括多个线条图形，用于形成金属互连线；开 口图形，设置于所述线条图形内，用于形成绝缘隔离区。在本发明所提供的用于制造金属互连线的掩模板版图中，包括开口图形，设置于 用于制作金属互连线的线条图形内，以形成绝缘隔离区，使得金属互连线被划分，其划分后 的线条的线宽均在0. 5um至3um的范围内，解决了金属互连线制作过程中，出现铜残留现象 的问题，增加了工艺的稳定性，提高了产品良率，且制作工艺简单。具体请参考图2，其为本发明第一实施例的用于制造金属互连线的掩模板版图的 示意图，下面结合图2详细说明本发明的第一实施例。如图2所示，掩模板版图100包括线条图形110，用于形成金属互连线，详细的，线 条图形110为直线形状，其线宽大于4um，若其内部不设置开口图形，则在金属互连线制作 过程中，将会出现铜残留缺陷，而影响产品性能。因此，掩模板版图100还包括开口图形，设 置于线条图形110内，用于形成绝缘隔离区，以确保在化学机械研磨后不会出现铜残留缺 陷。其中，开口图形包括多个均勻分布的条形开口 120，且所述多个条形开口的线宽 121、间距122及形状均相同，便于加工制作掩模板版图。具体的说，条形开口 120的线宽121 设置在0. 5um至3um之间，所述多个条形开口之间的间距122设置在0. 5um至3um之间，且 开口图形距线条图形110边缘的距离123也设置在0. 5um至3um之间。在本实施例中，线条图形110被划分，其划分后的线条的线宽均在0. 5um至3um的 范围内，则其形成的金属互连线的线宽也相应减小，在0. 5um至3um的范围内，避免在金属 互连线制作过程中，出现铜残留缺陷，增加了工艺的稳定性，提高了产品良率。具体请参考图3，在本发明第二实施例中，掩模板版图200包括线条图形210，用于 形成金属互连线，其为“L”形，具有一弯折区域211 (如图中虚线框所示)，所述弯折区域211为方形，其对角线大于4um，线条图形210除弯折区域211外的线宽均小于4um，因此，开口 图形设置于弯折区域211内，以避免在化学机械研磨工艺中，出现铜残留缺陷。进一步的，开口图形包括多个均勻分布的方形开口 220，且所述多个方形开口 220 的线宽221、间距222及形状均相同，便于加工制作掩模板版图。具体的说，方形开口 220的 线宽221设置在0. 5um至3um之间，多个方形开口之间的间距222设置在0. 5um至3um之 间，且开口图形距弯折区域211边缘的距离223也设置在0. 5um至3um之间。即使得线条 图形310的弯折区域被划分，其划分后的线条的线宽均设置在0. 5um至3um的范围内，则其 形成的金属互连线的线宽也相应减小，即在0. 5um至3um的范围内，避免在金属互连线制作 过程中出现铜残留缺陷，增加了工艺的稳定性，提高了产品良率。具体请参考图4，在本发明第三实施例中，掩模板版图300包括线条图形，用于形 成金属互连线，其中线条图形包括多个平行排列的第一线条图形311，为直线形状，其线 宽小于4um;以及第二线条图形312，为直线形状，与第一条形图形311交叉，其线宽大于 4um，因此，第二线条图形312内则需添加开口图形，以使得其所形成的金属互连线的线宽 减小，即在0. 5um至3um的范围内，避免在金属互连线制作过程中出现铜残留缺陷，增加了 工艺的稳定性，提高产品良率。进一步的，开口图形包括多个均勻分布的长条形开口 320，且所述多个长条形开口 320的线宽321及间距322均相同，以便于加工制作掩模板版图。具体的说，长条形开口 320 的线宽321设置在0. 5um至3um之间，其设置于所述第二线条图形312内，多个长条形开口 320之间的间距322设置在0. 5um至3um之间，且开口图形距第二线条图形312边缘的距 离323也设置在0. 5um至3um之间。即使得第二线条图形312被划分，其划分后的线条的 线宽均在0. 5um至3um的范围内，则其形成的金属互连线的线宽也相应减小，即在0. 5um至 3um的范围内，避免在金属互连线制作过程中出现铜残留缺陷。综上所述，本发明提供了一种用于制造金属互连线的掩模板版图，其包括一个或 多个线条图形，用于形成金属互连线；开口图形，设置于相应的线条图形内，用于形成绝缘 隔离区。解决了在金属互连线制造过程中，出现铜残留缺陷的问题，增加了工艺的稳定性， 提高了产品良率。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，包括线条图形，用于形成金属互连线；以及开口图形，设置于所述线条图形内，用于形成绝缘隔离区。
2.如权利要求1所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述线条图 形为直线形，其线宽大于4um。
3.如权利要求2所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述开口图 形包括多个均勻分布的条形开口，所述条形开口的线宽在0. 5um至3um之间。
4.如权利要求3所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述多个条 形开口之间的间距在0. 5um至3um之间。
5.如权利要求4所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述开口图 形距所述线条图形边缘的距离在0. 5um至3um之间。
6.如权利要求1所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述线条图 形为“L”形，其具有一弯折区域。
7.如权利要求6所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述弯折区 域为方形，所述方形的对角线大于4um，所述开口图形设置于所述弯折区域内。
8.如权利要求7所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述开口图 形包括多个均勻分布的方形开口，所述方形开口的线宽在0. 5um至3um之间。
9.如权利要求8所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述多个方 形开口之间的间距在0. 5um至3um之间。
10.如权利要求9所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述开口图 形距所述弯折区域边缘的距离在0. 5um至3um之间。
11.如权利要求1所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述线条图 形包括第一线条图形，其线宽小于4um ；以及第二线条图形，与所述第一条形图形交叉，其 线宽大于4um。
12.如权利要求11所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述开口 图形设置于所述第二线条图形内，其包括多个均勻分布的长条形开口，所述长条形开口的 线宽在0. 5um至3um之间。
13.如权利要求12所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述多个 长条形开口之间的间距在0. 5um至3um之间。
14.如权利要求13所述的用于制造金属互连线的掩模板版图，其特征在于，所述开口 图形距所述第二线条图形边缘的距离在0. 5um至3um之间。
全文摘要
本发明提供一种用于制造金属互连线的掩模板版图，其包括多个线条图形，用于形成金属互连线；开口图形，设置于所述线条图形内，用于形成绝缘隔离区。本发明解决了在金属互连线制造过程中，出现铜残留缺陷的问题，增加了工艺的稳定性，提高了产品良率。
文档编号G03F1/38GK101872114SQ20091004999
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者魏红建, 黄军平 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司