专利名称：用于形成半导体器件中的层间绝缘膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种用于形成半 导体器件中的层间绝缘膜的方法。
背景技术：
由于半导体器件的容量和集成度的增加，半导体器件在面积上 逐渐减小。因此，为了根据半导体器件减小的面积来减少半导体器 件中的金属布线以及减小金属布线的宽度，存在对堆叠的多层金属 布线的需要，也就是，金属布线在多层中相互堆叠。形成这样的多 层金属布线基本上需要使形成于下部金属布线上和/或上方的层间 绝缘膜平整。然而，由于实际情况是有些区域密集地形成有金属布 线，而有些区域没有金属布线，所以4艮难〗吏形成在下部金属布线上 和/或上方的层间绝缘膜的最上表面平整，换句话说，变平。为了解 决这个问题，可以在没有金属布线的区域中形成虚拟图样(dummy pattem)。然而，虚拟图样和与其邻近的金属布线可能引起不期望的 寄生电容。
发明内容
本发明实施例涉及一种用于形成半导体器件中的层间绝缘膜 的方法，该方法可以防止在金属布线和邻近金属布线的虚拟图样之 间产生不必要的寄生电容。
本发明实施例涉及一种用于形成半导体器件中的层间绝缘膜
的方法，该方法可以包括至少下列步骤之一设置半导体衬底，该 半导体衬底具有密集地形成有金属布线的第 一衬底区域和没有形 成金属布线的第二衬底区域；在第二村底区域上和/或上方形成绝纟彖 膜虚拟图样；以及然后在包括绝缘膜虚拟图样的半导体衬底的整个 表面上和/或上方形成层间绝《彖膜。可以在第二4于底区域上形成绝纟彖 膜虚拟图样，该绝缘膜虚拟图样具有与金属布线的厚度相同的厚 度。
根据本发明实施例，形成绝缘膜虚拟图样的步骤可以包括至少 下列步骤之一回流(reflowing)残留在金属布线上和/或上方的光 刻胶图样；在包括回流的光刻胶图样的半导体衬底的整个表面上和 /或上方形成绝》彖力莫；以及然后通过剥离(liftoff)回流的光刻月交图 样来去除形成于回流的光刻胶图样上和/或上方的绝缘膜。
本发明实施例涉及一种半导体器件，该半导体器件可以包括至 少下列之一半导体衬底，该半导体衬底具有密集地形成有金属布 线的第 一衬底区域和没有形成金属布线的第二衬底区域；形成于第 二衬底区域上和/或上方的绝缘膜虚拟图样；以及形成于包括绝缘膜 虚拟图样的半导体衬底的整个表面上和/或上方的层间绝缘膜。绝缘 膜虚拟图样可以具有与金属布线的厚度相同的厚度，并且可以是氮 化硅(SiN)膜。本发明实施例涉及一种用于形成半导体器件中的层间绝缘膜
的方法，该方法可以包括至少下列步骤之一i殳置半导体^"底，该 村底具有包含多个金属布线的第 一衬底区域和没有金属布线的第 二衬底区域；在第二衬底区域中形成绝缘膜虚拟图样以便绝缘膜虚 拟图样具有与金属布线相向的厚度；以及然后在包括绝缘膜虚拟图 样的半导体衬底上方形成层间绝缘膜。
本发明实施例涉及一种方法，该方法可以包括至少下列步骤之 一在具有第 一衬底区域和第二衬底区域的半导体衬底上方形成第 一绝缘膜；在第一绝缘膜上方顺序地形成金属层和光刻胶层；通过 实施第 一蚀刻工艺在半导体衬底的第 一衬底区域中形成多个金属 布线以及金属布线上的多个光刻胶图样；降低光刻胶图样的粘性 (viscosity )以^更在各个金属布线的最上表面和侧壁上方回流光刻 胶图样；降低光刻胶图样的粘性然后增加光刻胶图样的粘性；降低 光刻胶图样的粘性之后在第 一衬底区域和第二衬底区域上方形成 第二绝缘膜；以及然后通过同时去除在第一衬底区域中形成的光刻 胶图样和一部分第二绝缘膜来在第二衬底区域中形成第二绝缘膜 虚拟图样。
才艮据本发明实施例，在不存在金属布线的第二衬底区域中形成 氮化膜虚拟图样以 <更在第二衬底区域和密集地形成有金属布线的 第一4于底区^或之间不出双L冲弟习犬部分(stepped portion )。这才羊可以更 容易使随后将沉积的层间绝缘膜平整。此外，作为使用氮化膜虚拟 图样而不是金属膜虚拟图样的结果，防止在金属布线和邻近金属布 线的虚拟图样之间产生不期望的寄生电容是可能的。
实例图l至图5示出了根据本发明实施例的用于形成半导体器 件中的层间绝缘膜的方法的顺序。
l本实施方式
现在将详细地参照本发明的优选实施方式和在附图中示出的 实施例。在所有可能的地方，在整个附图中4吏用相同的标号以表示 相同或相似的部件。
如实例图1所示，在半导体坤十底10上和/或上方形成第一层间 绝缘膜12,该半导体衬底10具有形成于其上和/或其中的各种器件， 诸如晶体管等等。可以在第一层间绝缘膜12中形成第一金属布线 以获得与形成于半导体衬底10上的各种器件的电接触。在包括第 一层间绝缘膜12的衬底10的整个表面上和/或上方形成金属膜之 后，在该金属膜上和/或上方形成光刻胶膜。金属膜遭受到感光工艺 (photographic process)以乂人而形成光刻月交图才羊16a。光刻月交图才羊 16a用于限定金属布线。其后，使用光刻胶图样16a作为蚀刻掩膜 来蚀刻金属力莫以乂人而形成第二金属布线14。注意密集;也形成有第二 金属布线14的衬底10的区域称作区域B，而不存在第二金属布线 14的区iiMf尔4乍区i或A。
如实例图2所示，包4舌第二金属布线14的4于底10遭受到热处 5里工艺(thermal treatment process )以回力化光刻月交图才羊16a,,人而在 第二金属布线14上和/或上方形成回流的光刻力交图样16b。例如， 在热处理工艺期间，〗立于第二金属布线14上和/或上方以限定金属 布线的光刻胶图样16a可以回流成基本上弯曲的轮廓，从而覆盖第 二金属布线14的最上表面和侧壁。更具体地，热处理工艺降低光 刻胶图样16a的粘性，从而增加光刻胶图样16a的流动性(mobility )。 具有增加的流动性的光刻月交图才羊16a沿着第二金属布线14的侧壁 落下，而一部分光刻月交图才羊16a残留在第二金属布线14的最上表 面上和/或上方。随后，为了增加回流的光刻胶图样16b的粘性来以 其变形的形状使光刻胶图样16b成形，在热处理工艺之后实施了冷 却工艺 (cooling process )。
如实例图3所示，然后可以在包括回流的光刻胶图样16b的村 底10的整个表面上和/或上方形成作为绝缘膜的氮化硅(SiN)膜 18a。
如实例图4所示，通过同样导致一部分氮化石圭膜18a去除的剥 离工艺(lift-off process )来去除形成在氮化石圭膜18a的下面的回流 的光刻胶图样16b。特别地，光刻胶图样16b的去除同样去除了形 成在区域B中的一部分氮化石圭月莫18a，而在区i或A,即，不存在光 刻胶图样16b的区域中形成的那部分氮化硅膜18a仍然保留以形成 用作虚拟图样的氮化膜图样18b。典型地， 一旦在半导体衬底上和/ 上方形成光刻胶图样，且依次地，在包括光刻胶图样的半导体衬底 上和/或上方沉积薄膜，则实施剥离工艺(lift-off process )来以在使 用光刻胶溶剂溶化光刻胶图样的过程中去除薄膜的方式图样化该 薄膜，并且^f又留下了沉积在半导体衬底上和/或上方的薄膜。更具体 地，由于通过光刻胶溶剂去除了回流的光刻胶图样16b，所以很容 易剥离和去除在回流的光刻胶图样16b上和/或上方形成的氮化硅 膜18a。在这种情况下，氮化石圭膜18a可以具有足够薄的厚度以4吏 光刻胶溶剂渗透回流的光刻胶图样16b。氮化硅膜18a可以被容易 地剥离和去除的原因是氮化硅膜18a不具有弹性而且回流的光刻胶 图样16b和氮化珪膜18a之间的接触面足够薄和不结实以通过光刻 胶溶剂被剥离。然而，在区域A，即，不存在回流的光刻胶图样16b 的区域中的第一层间绝纟彖膜12上直4妄形成的一部分氮化石圭膜18a 未被去除，从而形成了作为虚拟图样的氮化膜图样18b。
如实例图5所示，然后可以在包括氮化膜图样18b的衬底10 的整个表面上和/或上方形成第二层间绝纟彖力莫20， /人而完成层间绝 缘膜的形成。因此，根据本发明实施例的半导体器件包括半导体衬 底10，该半导体衬底10具有密集地挤满了金属布线的区域B和不 存在金属布线的区域A，才艮据本发明实施例的半导体器件还包括形
成于不存在金属布线的区域A中的绝缘膜虚拟图样18b，以及在包 括区域A和区域B的半导体衬底10的整个表面上和/或上方形成的 层间绝缘膜20。绝缘膜虚拟图样18b可以具有与金属布线14的厚 度相同的厚度，并且可以是氮化硅膜。
才艮据本发明实施例，作为在不存在第二金属布线14的区域A 中形成氮化膜虚拟图样18b的结果，在不存在金属布线的区域A和 密集地形成有金属布线的区域B之间没有出现梯状部分。这具有更 容易使随后将沉积的层间绝缘膜的最上表面变平的效果。此外，使 用氮化膜虚拟图样18b而不用金属膜虚拟图样可以防止在金属布线 和邻近金属布线的虚拟图样之间产生不必要的寄生电容。
尽管本文中描述了多个实施例，^f旦是应该理解，本领域^支术人 员可以想到多种其他修改和实施例，他们都将落入本公开的原则的 精神和范围内。更特别地，在本公开、附图、以及所附权利要求的 范围内，可以在主题结合排列的排列方式和/或组成部分方面进行各 种^f奮改和改变。除了组成部分和/或纟非列方面的^奮改和改变以外，可 选的使用对本领域技术人员来说也是显而易见的。
权利要求
1. 一种用于形成半导体器件中的层间绝缘膜的方法，包括:设置半导体衬底，所述半导体衬底具有包括多个金属布线的第一衬底区域和没有金属布线的第二衬底区域；在所述第二衬底区域中形成绝缘膜虚拟图样，其中所述绝缘膜虚拟图样具有与所述金属布线相同的厚度；以及然后在包括所述绝缘膜虚拟图样的所述半导体衬底的上方形成层间绝缘膜。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，i殳置所述半导体衬底包括在所述半导体衬底上形成绝纟彖膜；以及然后 在所述第一衬底区域中的所述绝^彖膜上形成所述金属布线。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，设置所述半导体衬底包括在所述半导体衬底上形成金属膜；以及然后在所述金属膜上形成光刻胶图样以及然后使用所述光刻 月交图样作为蚀刻掩膜在所述金属膜上实施蚀刻工艺以在所述 第 一衬底区域中形成所述金属布线。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述绝缘膜虚拟图样 包括回流残留在所述金属布线上的所述光刻力交图样；在包括所述回流的光刻力交图样的所述半导体衬底上方形 成绝纟彖膜；以及然后 去除在所述回流的光刻月交图4羊上形成的所述绝纟彖膜。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述绝缘膜包括氮化硅(SiN)膜。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中，回流所述光刻胶图样包括 在所述光刻力交图样上实施热处理工艺，且其后4吏回流的光刻胶 图样变硬以 <更所述回流的光刻胶图样覆盖所述金属布线的最 上表面和侧壁。
7. 根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述绝缘膜虚拟图样 包括同时去除第 一半导体衬底区域中的所述回流的光刻胶图 样和所述绝缘膜。
8. —种半导体器件，包括半导体衬底，具有设置有多个金属布线的第一衬底区域 和没有形成金属布线的第二4于底区i或；绝缘膜虚拟图样，形成于所述第二衬底区域中；以及层间绝缘膜，形成于包括所述绝缘膜虚拟图样的所述半
9. 根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述绝缘膜虚拟图 样具有与所述金属布线的厚度相同的厚度。
10. 根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述绝缘膜虚拟图 样包括氮化膜。
11. 根据权利要求IO所述的半导体器件，其中，所述氮化膜包括 氮化硅(SiN)膜。
12. 根据权利要求9所述的半导体器件，进一步包括下部层间绝缘膜，形成插入在所述半导体衬底和所述金 属布线之间。
13. —种方法，包4舌在具有第 一衬底区域和第二衬底区域的半导体衬底上方 形成第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜上方顺序地形成金属层和光刻胶层；通过实施第一蚀刻工艺在所述半导体衬底的所述第一衬 底区:t或中形成多个金属布线和所述金属布线上的多个光刻月交 图样；降低所述光刻胶图样的粘性以便在各个金属布线的最上表面和侧壁上方回流所述光刻月交图样；降^f氐所述光刻月交图样的粘性以及然后增加所述光刻月交图 样的粘性；在降低所述光刻胶图样的粘性之后在所述第 一衬底区域 和所述第二一于底区域上方形成第二绝纟彖膜；以及然后通过同时去除形成于所述第一衬底区域中的所述光刻胶 图样和一部分所述第二绝血象月莫来在所述第二^H"底区域中形成第二绝缘膜虚拟图样。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，降低所述光刻胶图样的 粘性包4舌在包括所述金属布线和所述光刻力交图才羊的所述^3"底 上实施热处J里工艺。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述热处理工艺回流所 述光刻胶图样。
16. 根据权利要求13所述的方法，其中，增加所述光刻胶图样的 粘性包括在包括所述金属布线和所述光刻胶图样的所述衬底 上实施卩令却工艺。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述冷却工艺使得所述 光刻胶图样变硬。
18. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二绝缘膜包括氮 化硅(SiN)膜。
19. 根据权利要求13所述的方法，在形成所述第二绝缘膜虚拟图 样之后，进一步包括在包括所述金属布线和所述第二绝缘膜虚拟图样的所述 第 一衬底区域和所述第二衬底区域上方形成第三绝缘膜。
20. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二绝缘膜虚拟图 样具有与所述金属布线相同的厚度。
全文摘要
一种用于形成层间绝缘膜的方法包括设置半导体衬底，该半导体衬底具有包括多个金属布线的第一衬底区域和没有金属布线的第二衬底区域，以及然后在第二衬底区域中形成绝缘膜虚拟图样，其中绝缘膜虚拟图样具有与金属布线相同的厚度，以及然后在包括绝缘膜虚拟图样的半导体衬底上方形成层间绝缘膜。
文档编号H01L21/70GK101383324SQ20081021552
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月5日
发明者崔澔永 申请人:东部高科股份有限公司