专利名称：：在半导体器件中形成mim的方法
技术领域：
：本发明涉及一种半导体器件，更特别地，涉及一种用于形成金属/绝缘体/金属(MIM)的方法。
背景技术：
：通常使用基于Si02/Si3N4的介电材料作为电容器中的绝缘体。可以根据所使用的电极材料的种类将电容器分类，例如聚乙烯/绝缘体/聚乙烯(PIP)电容器或金属/绝缘体/金属(MIM)电容器。不同于金属氧化物半导体(MOS)电容器或结型电容器，例如PIP电容器或MIM电容器等的膜型电容器与偏压(bias)不相关。因此，膜型电容器主要被用在需要精密电容器的模拟产品中。与PIP电容器相比，MIM电容器的缺点在于其难以增大单位面积的电容量。但是，由于MIM电容器在电容电压系数(VCC)和电容温度系数(TCC)方面呈现更好的特性，因此MIM电容器适合用于制造精密模拟器件。随着半导体器件集成度的增大，金属/绝缘体/半导体(MIS)电容器由于在绝缘体与多晶硅膜之间形成有低绝缘体(lowinsulator)而不能获得理想的电容量。因此，以MIM电容器取代MIS电容器的需求日益增大。使用二氧化硅(Si02)或氮化硅(SiN)绝缘体的电容器是非常普遍的，并且可以使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来生产这种电容器。使用这种绝缘体可以获得大约lff/Vr^的电容密度。半导体技术的发展需要增大集成度和运行速度。为了满足这种要求，需要改进材料和更精细的工艺技术。对于90nm或更小的半导体器件，可以通过使用k值为2.9的黑钻石(BD)和低K值材料SiC来减小RC延迟，以制造运行速度增大的半导体器件。但是，在形成MIM的工艺中，由于使用由黑钻石材料制成的介电材料作为金属层间介电(IMD)膜而可能会出现问题。如图1的实例所示，由于钜(Ta，即铜(Cu)阻挡材料)与氮化硅(SiN，用作半导体布线的MIM绝缘体材料)之间以及MIM平板与用作金属层间介电材料的BD材料之间的应力差大，因此会出现剥离现象(liftingphenomenon)，从而降低金属层间介电层与绝缘体之间的粘着力。此外，在干蚀刻和铜平坦化工艺中，BD引起粘着力降低的现象会增大剥离现象，从而使器件的可靠性和产量大大降低。
发明内容本发明实施例涉及一种在半导体器件中形成MIM的方法，该方法通过减少MIM膜之间的应力来防止剥离现象的发生。本发明实施例涉及一种在半导体器件中形成MIM的方法，该方法包括以下至少一个步骤形成被金属层间介电膜环绕的金属布线；在金属布线之上和/或上方顺序形成多个绝缘膜；以及在所述多个绝缘膜之上和/或上方形成金属阻挡膜。本发明实施例涉及一种在半导体器件中形成MIM的方法，该方法至少包括形成多个绝缘膜的步骤，所述多个绝缘膜包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，该第一绝缘膜减小金属层间介电膜与第二绝缘膜之间的应力差，并且减小金属层间介电膜和金属阻挡膜之间的应力差。本发明实施例涉及一种装置，包括金属层间介电膜；多个金属布线，形成在所述金属层间介电膜中；第一绝缘膜，形成在所述金属布线上；第二绝缘膜，形成在所述第一绝缘膜上；以及金属阻挡膜，形成在所述第二绝缘膜上。本发明实施例涉及一种装置，包括金属层间介电膜；多个金属布线，形成在所述金属层间介电膜中；MIM电容器，形成在所述金属布线上，所述MIM电容器包括形成在所述金属布线上的一对绝缘膜以及形成在所述绝缘膜上的金属阻挡膜；其中，所述一对绝缘膜中的一个绝缘膜由基于氧化物的材料(oxide-basedmaterial)和未掺杂硅酸盐玻璃的至少其中之一组成，并用作缓冲层，该缓冲层减小所述金属层间介电膜与所述一对绝缘膜中的另一个绝缘膜之间的应力差。图1为示出在根据现有技术形成MIM的工艺中所产生的剥离现象的问题的扫描电子显微(SEM)图像。图2为解释根据本发明实施例的用于形成半导体器件的MIM的方法的横截面示意图。图3为示出根据本发明实施例形成的MIM结构的横截面的扫描电子显微(SEM)图像。具体实施例方式如图2的实例所示，被金属层间介电膜200围绕的金属布线210可以经由设置在多层结构(multi-layerform)中的触点电连接。金属布线210的厚度可以介于0.8pm至l.Onm之间。金属层间介电膜200的介电常数可以为2.9，并且其膨胀应力可以为9.6E8dyn/cm2。金属层间介电膜200可以由厚度介于大约1.8(im至2.2(im之间的黑钻石(BD)材料组成。第一绝缘膜220和第二绝缘膜230可以顺序形成在金属布线210之上和/或上方。第一绝缘膜220可以由基于氧化物的材料构成，并且其压縮应力介于约-2.49E8dyn/cm2至-6.49E8dyn/cm2之间，从而防止剥离现象的出现。第一绝缘膜220可以由压縮应力为-4.49E8dyn/cm2的未掺杂硅酸盐玻璃(USG)组成。第一绝缘膜220的厚度可介于大约550A至650A之间。第二绝缘膜230由SiN或压縮应力为-1.32E9dyn/cm、厚度介于约650A至750A之间的基于氧化物的材料组成。在第二绝缘膜230和金属层间介电膜200之间产生了大的应力差。上部金属布线的金属阻挡膜240可以形成在第二绝缘膜230之上和/或上方。金属阻挡膜240可以由压縮应力大于第二绝缘膜230的钽(Ta)基或钛(Ti)基材料中的任一材料组成。金属阻挡膜240的压縮应力大约为-2.09E10dyn/cm2，厚度介于大约950至1050A之间。结果，金属层间介电膜200与金属阻挡膜240之间所产生的应力差大于金属层间介电膜200与第二绝缘膜230之间所产生的应力差。因此，可以在金属布线210之上和/或上方形成第一绝缘膜220、第二绝缘膜230、以及金属阻挡膜240，以形成MIM250结构。为了克服由于MIM250的膜之间的应力差大而造成的MIM结构中粘着力差的问题，可以将第一绝缘膜220用作缓冲膜，以防止第二绝缘膜230和金属层间介电膜200之间出现剥离现象。第二绝缘膜230可以用作MIM250的绝缘体。在形成MIM250电容器之后，可以实施用于形成上部结构的工艺，该上部结构包括多层金属布线，以形成预定的半导体器件。MIM的膜之间的应力的数值如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如表1所示，由BD材料形成并具有膨胀应力的金属层间介电膜200与由SiN材料形成、用作MIM的绝缘体、并具有压縮应力的第二绝缘膜230之间产生了大的应力差。由Ta基材料形成的金属阻挡膜240的压縮应力可大于第二绝缘膜230，因此，在金属膜240和由BD形成的金属层间介电膜200之间产生了较大的应力差。如图3的实例所示，为了防止由于大的应力差而在膜之间产生剥离现象，由USG材料形成并用作缓冲膜的第一绝缘膜220可以形成在由BD形成的金属层间介电膜200之上和/或上方，从而减小MIM250的膜之间的应力。根据本发明实施例，绝缘膜显著减小了MIM膜之间的应力差，该MIM膜在除本发明之外的其它情况下呈现大应力差。因此，增强了膜之间的粘着特性，从而能够改善半导体器件的可靠性和产量。虽然已经在此描述了本发明实施例，但应理解的是，本领域人员对本发明作出的其它的多种改型和实施例均落入此公开的原理的精神和范围内。更具体地，可以在此公开、附图以及所附权利要求书的范围内对组成部件和/或从属组合排列的布置进行各种变更与改型。除了组成部件和/或布置的变更与修改之外，本发明的多种用途对本领域技术人员而言也是显而易见的。权利要求1.一种方法，包括形成金属布线，所述金属布线被金属层间介电膜围绕；在所述金属布线上顺序形成多个绝缘膜；以及在所述多个绝缘膜上形成金属阻挡膜。2.如权利要求1所述的方法，其中形成所述多个绝缘膜的步骤包括在所述金属布线上形成第一绝缘膜以及在所述第一绝缘膜上形成第二绝缘膜。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一绝缘膜减小所述金属阻挡膜与所述金属层间介电膜之间的应力差。4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一绝缘膜减小所述金属层间介电膜与所述第二绝缘膜之间的应力差。5.如权利要求3所述的方法，其中所述第一绝缘膜包括氧化物材料，并且所述第一绝缘膜的压縮应力介于约-2.49E8dyn/cn^至-6.49E8dyn/cn^之间。6.如权利要求3所述的方法，其中所述第二绝缘膜包括氮化硅材料。7.如权利要求1所述的方法，其中所述多个绝缘膜包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，所述第一绝缘膜的厚度介于约550A至650A之间，所述第二绝缘膜的厚度介于约650A至750A之间。8.如权利要求1所述的方法，其中所述金属布线的厚度介于约0.8(im至l.Opm之间，所述金属阻挡膜的厚度介于约950A至1050A之间。9.如权利要求1所述的方法，其中所述金属层间介电膜包括黑钻石材料。10.如权利要求1所述的方法，其中所述金属阻挡膜包括钽和钛其中之11.如权利要求l所述的方法，还包括在所述金属阻挡膜上形成包括多层金属布线的上部结构。12.—种装置，包括金属层间介电膜；多个金属布线，形成在所述金属层间介电膜中；第一绝缘膜，形成在所述金属布线上；第二绝缘膜，形成在所述第一绝缘膜上；以及金属阻挡膜，形成在所述第二绝缘膜上。13.如权利要求12所述的装置，其中所述金属层间介电膜包括黑钻石材料，所述第一绝缘膜包括基于氧化物的材料和未掺杂硅酸盐玻璃的至少其中之一，所述第二绝缘膜包括SiN，所述金属阻挡膜包括钽基材料和钛基材料其中之一。14.如权利要求13所述的装置，其中所述金属层间介电膜的厚度介于约1.8pm至2.2^im之间，所述第一绝缘膜的厚度介于约550A至650A之间，所述第二绝缘膜的厚度介于约650A至750A之间，所述金属阻挡膜的厚度介于约950A至1050A之间。15.如权利要求12所述的装置，其中所述第一绝缘膜包括无掺杂硅酸盐玻璃，并且所述第一绝缘膜的厚度介于约550A至650A之间、压縮应力约为-4.49E8dyn/cm2。16.如权利要求12所述的装置，其中所述第一绝缘膜包括基于氧化物的材料，并且所述第一绝缘膜的厚度介于约550A至650A之间、压縮应力介于约-2.49E8dyn/cm2至-6.49E8dyn/cm2之间。17.如权利要求12所述的装置，其中所述第二绝缘膜包括压縮应力约为-1.32E9dyn/cm2的SiN。18.如权利要求17所述的装置，其中所述金属阻挡膜的压縮应力大于所述第二绝缘膜的压縮应力。19.一种装置，包括金属层间介电膜；多个金属布线，形成在所述金属层间介电膜中；MIM电容器，形成在所述金属布线上，所述MIM电容器包括形成在所述金属布线上的一对绝缘膜以及形成在所述绝缘膜上的金属阻挡膜；其中，所述一对绝缘膜中的一个绝缘膜由基于氧化物的材料和未掺杂硅酸盐玻璃的至少其中之一组成，并用作缓冲层，该缓冲层减小所述金属层间介电膜与所述一对绝缘膜中的另一个绝缘膜之间的应力差。全文摘要本发明涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种用于形成金属/绝缘体/金属(MIM)的方法。该方法包括步骤形成由金属层间介电膜环绕的金属布线；在金属布线上顺序形成多个绝缘膜；以及在绝缘膜上形成金属阻挡膜，通过用作缓冲膜的绝缘膜可以减小膜之间的应力。文档编号H01L21/768GK101183662SQ20071018691公开日2008年5月21日申请日期2007年11月13日优先权日2006年11月13日发明者姜明逸申请人:东部高科股份有限公司