[發明專利]超低介電常數薄膜銅互連的制作方法

有效

• 申請號: 201110274496.8
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102420179A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 陳玉文;黃曉櫓;謝欣云
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

1.一種超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，包括以下步驟：

在硅片上沉積刻蝕停止層，在刻蝕停止層上沉積超低介電常數薄膜和低介電常數保護膜；

采用光刻、刻蝕工藝，形成貫通低介電常數保護膜和超低介電常數薄膜的通孔和/或溝槽；

在通孔和/或溝槽內濺射沉積金屬勢壘層和銅的籽晶層，采用電鍍工藝進行銅填充淀積，化學機械研磨停止在低介電常數保護膜上，形成銅的互連層。

2.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述方法采用光刻、刻蝕在超低介電常數薄膜內形成通孔和溝槽，且所述采用光刻、刻蝕在超低介電常數薄膜內形成通孔和溝槽的步驟包括以下步驟：

在低介電常數保護膜上沉積金屬硬模，在金屬硬模上沉積第一底部抗反射涂層，在第一底部抗反射涂層上涂覆光刻膠并通過光刻形成第一刻蝕窗口，刻蝕第一刻蝕窗口內的第一底部抗反射涂層和金屬硬模，刻蝕停留在低介電常數保護膜上，去除光刻膠和第一底部抗反射涂層，在金屬硬模中形成第二刻蝕窗口，所述第二刻蝕窗口用于在后續步驟中作為刻蝕溝槽的窗口；

在上述結構表面沉積第二底部抗反射涂層，在第二底部抗反射涂層上涂覆光刻膠并通過光刻形成第三刻蝕窗口，所述第三刻蝕窗口用于在后續步驟中作為刻蝕通孔的窗口，所述第三刻蝕窗口與第二刻蝕窗口位置對應且第三刻蝕窗口大小小于第二刻蝕窗口；

刻蝕第三刻蝕窗口內的第二底部抗反射涂層、低介電常數保護膜和部分超低介電常數薄膜，形成底部尚未開通的通孔，去除光刻膠和第二底部抗反射涂層上，暴露出第二刻蝕窗口；

刻蝕第二刻蝕窗口內的低介電常數保護膜和部分超低介電常數薄膜形成溝槽，在該刻蝕過程中，同步刻蝕底部尚未開通的通孔下方的超低介電常數薄膜和刻蝕停止層，形成通孔。

3.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述方法采用光刻、刻蝕在超低介電常數薄膜內形成通孔或溝槽，且所述采用光刻、刻蝕在超低介電常數薄膜內形成通孔或溝槽的步驟包括以下步驟：

在低介電常數保護膜上沉積金屬硬模，在金屬硬模上沉積底部抗反射涂層，在底部抗反射涂層上涂覆光刻膠并通過光刻形成第一刻蝕窗口；

在第一刻蝕窗口內刻蝕底部抗反射涂層和金屬硬膜，刻蝕停止在低介電常數保護膜上，再去除光刻膠和底部抗反射涂層，在金屬硬膜中形成第二刻蝕窗口，所述第二刻蝕窗口用于在后續步驟中作為刻蝕通孔或溝槽的窗口；

刻蝕第二刻蝕窗口內的低介電常數保護膜、超低介電常數薄膜和刻蝕停止層，形成通孔或溝槽。

4.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述刻蝕停止層的材料為SiN或SiC或SiOC或SiOCN或SiCN。

5.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述低介電常數保護膜材料為有機硅、聚合體、苯二氮、聚四氧乙烯、聚對二甲苯、聚醚、聚酰亞胺、聚酰胺、碳摻雜介質材料、碳摻雜有機硅玻璃、碳摻雜二氧化硅、氟硅玻璃、碳氧化硅中的至少一種。

6.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述低介電常數保護膜的介電常數為2.9-3.1。

7.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述低介電常數保護膜的厚度為

8.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述超低介電常數薄膜采用有機聚合物旋涂工藝或采用基于SiO₂材料的CVD工藝形成，所述超低介電常數薄膜的介電常數為2.2-2.8。

9.根據權利要求1所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述超低介電常數薄膜的厚度為

10.根據權利要求2或3所述超低介電常數薄膜銅互連的制作方法，其特征在于：所述金屬硬模的材料為Ta或Ti或W或TaN或TiN或WN。