芯片晶圓及其制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及集成電路領域，更具體地，涉及一種芯片晶圓及其制作方法。
【背景技術】
[0002]現有技術中，如圖1所示，在芯片晶圓的層間介質層20’上會開設接觸孔23’，以便在接觸孔23’中制作連接部，連接位于層間介質層20’兩側的襯底10’與金屬層30’。
[0003]現有技術中常用刻蝕的方法制作接觸孔23’，但是由于硬件設備的限制，芯片晶圓的邊緣的刻蝕速率相對較低，這直接導致位于芯片晶圓的邊緣的接觸孔23’的特征尺寸變小。根據實驗統計，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，甚至會出現部分接觸孔23’ ’無法貫穿層間介質層20’的情況，該接觸孔23’ ’中無法形成連接部，導致這部分芯片報廢，造成浪費。
【發明內容】
[0004]本申請旨在提供一種芯片晶圓及其制作方法，以解決現有技術的晶圓邊緣的接觸孔特征尺寸變小，甚至無法貫穿層間介質層的問題。
[0005]為解決上述技術問題，根據本申請的一個方面，提供了一種芯片晶圓，包括:襯底；層間介質層，設置在襯底上，層間介質層上還開設有多個接觸孔，接觸孔沿垂直于襯底的方向貫穿層間介質層；金屬層，設置在層間介質層上；以及多個連接部，一一對應地位于多個接觸孔內，連接金屬層與襯底；層間介質層包括第一區和圍繞第一區的第二區，第一區和第二區上均設置有接觸孔，第一區的厚度大于第二區的厚度。
[0006]進一步地,金屬層的遠離層間介質層的表面是平面。
[0007]進一步地,金屬層包括第一部和圍繞第一部的第二部，第一部與第一區對應，第二部與第二區對應，第一部與第一區的厚度之和等于第二部與第二區的厚度之和。
[0008]進一步地，金屬層沿垂直于襯底的方向包括多層金屬互聯層，每層金屬互聯層的與第一區對應的部分的厚度均小于與第二區對應的部分的厚度。
[0009]進一步地，第一區的中心距離第二區的最短距離大于或等于140_。
[0010]根據本申請的另一個方面，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層，層間介質層包括第一區和圍繞第一區的第二區，第一區的厚度大于第二區的厚度；在第一區和第二區上均制作接觸孔。
[0011]進一步地，制作層間介質層包括:在襯底上沉積絕緣材料；去除一部分與第二區對應的絕緣材料，使與第二區對應的絕緣材料的厚度小于與第一區對應的絕緣材料的厚度。
[0012]進一步地，采用化學機械拋光去除絕緣材料，在化學機械拋光過程中，施加在與第二區對應的絕緣材料上的壓力大于施加在與第一區對應的絕緣材料上的壓力。
[0013]進一步地，芯片晶圓的制作方法還包括:制作接觸孔后，在接觸孔內形成連接部并在層間介質層上制作金屬層，使金屬層的遠離層間介質層的表面呈平面。
[0014]進一步地，制作金屬層包括:在層間介質層上沉積導體材料；去除一部分與第二區對應的導體材料，使得與第二區對應的導體材料的厚度小于與第一區對應的導體材料的厚度。
[0015]進一步地，采用化學機械拋光去除導體材料，在化學機械拋光過程中，施加在與第一區對應的導體材料上的壓力大于施加在與第二區對應的導體材料上的壓力。
[0016]進一步地，制作金屬層包括:多次沉積導體材料，每次沉積導體材料均形成一導體材料層；每沉積一層導體材料，均去除導體材料層的一部分與第二區對應的導體材料。
[0017]本申請將位于芯片晶圓的邊緣的層間介質層的厚度減小，即使第二區變薄，從而使得接觸孔能夠更容易地貫穿層間介質層，避免出現接觸孔無法貫穿層間介質層的問題，保障設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層的厚度不變，即第一區的厚度相比現有的層間介質層的厚度不變，所以位于第一區的接觸孔的特征尺寸不會變大，從而避免造成短路等問題。
【附圖說明】
[0018]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施方式及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1示意性示出了現有技術中的芯片晶圓的剖視圖；
[0020]圖2示意性示出了本申請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中的另一種芯片晶圓的迫使圖。
[0022]圖中附圖標記:10、襯底；20、層間介質層；21、第一區；22、第二區；23、接觸孔；30、金屬層；31、第一部；32、第二部；301、第一金屬互聯層；302、第二金屬互聯層；303、第三金屬互聯層。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施方式及實施方式中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施方式來詳細說明本申請。
[0024]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時，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術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語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“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“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90度或處于其他方位，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。
[0026]下面將更詳細地描述根據本申請的示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應當被解釋為只限于這里所闡述的實施方式。應當理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施方式的構思充分傳達給本領域普通技術人員，在附圖中，為了清楚起見，擴大了層和區域的厚度，并且使用相同的附圖標記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。
[0027]正如【背景技術】中所介紹的，現有技術中常用刻蝕的方法制作接觸孔23’，但是由于硬件設備的限制，芯片晶圓的邊緣的刻蝕速率相對較低，這直接導致位于芯片晶圓的邊緣的接觸孔23’的特征尺寸變小。根據實驗統計，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，甚至會出現部分接觸孔23’’無法貫穿層間介質層20’的情況，該接觸孔23’’中無法形成連接部，導致這部分芯片報廢，造成浪費。
[0028]圖2和圖3示出了本申請中的芯片晶圓的剖視圖。下面將結合圖2和圖3，進一步說明本申請所提供的芯片晶圓的具體結構。
[0029]根據本申請的一個方面，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 ;層間介質層20，設置在襯底10上，層間介質層20上還開設有多個接觸孔23，接觸孔23沿垂直于襯底10的方向貫穿層間介質層20 ;金屬層30,設置在層間介質層20上；以及多個連接部，一一對應地位于多個接觸孔23內，連接金屬層30與襯底10 ;層間介質層20包括第一區21和圍繞第一區21的第二區22，第一區21和第二區22上均設置有接觸孔23，第一區21的厚度大于第二區22的厚度。
[0030]如圖2和3所示，本申請將位于芯片晶圓的邊緣的層間介質層20的厚度減小，即使第二區22變薄，從而使得接觸孔23能夠更容易地貫穿層間介質層20，避免出現接觸孔23無法貫穿層間介質層20的問題，保障設置在接觸孔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層20的厚度不變，即第一區21的厚度相比現有的層間介質層20’的厚度不變，所以位于第一區21的接觸孔23的特征尺寸不會變大，從而避免造成短路等問題。
[0031]優選地，第二區22的厚度沿遠離芯片晶圓的中心的方向逐漸減小。
[0032]優選地,如圖2和3所不，金屬層30的遠離層間介質層20的表面是平面。優選地，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21對應,第二部32與第二區22對應，第一部31與第一區21的厚度之和等于第二部32與第二區22的厚度之和。
[0033]若金屬層30的表面不平坦，不呈平面，則會影響后續的微影工藝，造成微影工藝中的對焦不準，對焦不準則會造成之后刻蝕電路的不準確。因此，本申請的位于層間介質層20上的金屬層30的厚度也不保持一致，與第一區21對應的金屬層30，即第一部31的厚度較薄，與第二區22對應的金屬層30，即第二部32的厚度較厚。于是第一區21與第一部31的厚度和等于第二區22與第二部32的厚度和，金屬層30的厚度與層間介質層20的厚度