[發明專利]在層間介質層自對準形成空隙的方法

無效

• 申請號: 201110398278.5
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103137550A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 鮑宇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/311
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種在層間介質層自對準形成空隙的方法，包括：

提供預先形成的半導體器件，并在所述半導體器件上依次形成第一阻擋層和第一層間介質層；

刻蝕所述第一層間介質層和刻蝕阻擋層形成多個溝槽和通孔，并在所述多個溝槽和通孔中形成導線；

在所述第一層間介質層上形成硬掩膜層；

圖案化所述硬掩膜層，并以所述圖案化硬掩膜刻蝕所述導線間的第一層間介質層形成凹陷；

在刻蝕后的凹陷兩側及底部表面上形成第二介質層，并通過干法刻蝕去除所述凹陷底部表面的所述第二介質層，以在所述凹陷兩側形成由第二介質層構成的側壁層；

去除所述圖案化硬掩膜層，并在所述凹陷上方形成第二阻擋層，以封蓋所述凹陷形成空隙。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述凹陷兩側形成側壁層后，在所述凹陷上方沉積第三介質層，并對所述第三介質層進行化學機械研磨以露出所述導線的上端面，在所述第三介質層表面及導線上端面形成所述第二阻擋層。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一層間介質層、第二介質層和第三介質層的材料為碳氧化硅；

所述硬掩膜層的材料為氮化硅；

所述第一阻擋層和第二阻擋層的材料為氮碳化硅；

所述導線的材料為銅。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述凹陷的深度小于等于所述第一層間介質層厚度。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述凹陷的深度大于100nm，小于150nm。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在形成硬掩膜之前還包括在所述導線上端面通過化學鍍形成刻蝕保護層。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述刻蝕保護層的材料為Co或CoWP。

8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述由碳氧化硅構成的第一層間介質層、第二介質層和第三介質層是通過等離子體化學氣相沉積形成的，工藝參數包括：溫度為300-400攝氏度，壓力為5-10torr，高頻射頻功率為300-500W，低頻射頻功率為50-200W，八甲基環四硅氧烷流量為1-10gm，氧氣流量為100-300sccm，氦氣流量為1000-5000sccm。

9.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述由氮化硅構成的硬掩膜是通過等離子體化學氣相沉積形成的，工藝參數包括：溫度為300-500攝氏度，壓力為1-10torr，高頻射頻功率為500-1000W，硅烷流量300-600sccm，氨氣流量100-500sccm，氮氣流量10000-20000sccm。

10.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述有氮碳化硅構成的第一阻擋層和第二阻擋層是由通過等離子體化學氣相沉積形成的，工藝參數包括：溫度300-400攝氏度，壓力5-10torr，高頻射頻功率為300-500W，低頻射頻功率為50-200W，四甲基硅烷為流量100-400sccm，乙烯流量為300-800sccm，氨氣流量為11-400sccm，氮氣流量為500-1500sccm。