[發明專利]應用于銅互連的空氣間隔工藝

有效

• 申請號: 201210183189.3
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102683274B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 袁超;康曉旭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

1.一種應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底中設有待引線器件；

在所述襯底表面形成一犧牲層；

圖形化所述待引線器件上的犧牲層，形成頂部大底部小的圖形；

在所述圖形內填充滿第一介質層；

在所述頂部大底部小的圖形中的所述第一介質層內形成溝槽或者溝槽加通孔并填充金屬銅；其中，填充有金屬銅的溝槽或所述溝槽加通孔的寬度小于所述頂部大底部小的圖形的底部寬度；去除所述犧牲層，使所述頂部大底部小圖形之間形成空氣間隔；所述空氣間隔為所述頂部大底部小圖形之間所構成的頂部小底部大的圖形；所述空氣間隔由相鄰的所述頂部大底部小圖形的側壁以及所述空氣間隔的底部為部分襯底表面和部分帶引線器件所圍成；

在所述襯底、第一介質層、所述空氣間隔以及金屬銅上沉積第二介質層，從而將空氣間隔的頂部封閉。

2.如權利要求1所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，所述犧牲層為PECVD方法沉積的SiO₂或Si₃N₄材料。

3.如權利要求2所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，去除所述犧牲層的方法為：采用含HF的溶液或攜帶HF的氣體去除所述SiO₂，或是采用熱H₃PO₄溶液去除所述Si₃N₄。

4.如權利要求1所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，所述犧牲層為PECVD方法沉積的非晶硅薄膜材料。

5.如權利要求1所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，所述犧牲層為旋轉涂覆法沉積的可揮發有機材料。

6.如權利要求1所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，所述犧牲層為旋轉涂覆法沉積的聚酰亞胺材料。

7.如權利要求6所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，圖形化所述待引線器件上的犧牲層，形成頂部大底部小的圖形步驟中：采用將光線聚焦在所述聚酰亞胺材料底部的過曝光工藝，形成頂部大底部小的倒梯形結構的圖形。

8.如權利要求1所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，所述圖形化所述待引線器件上的犧牲層，形成頂部大底部小的圖形的步驟包括：

在所述犧牲層表面上層涂覆一光刻膠層；

對所述光刻膠層進行過曝光處理，形成圖形化的光刻膠層；

以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，對所述待引線器件上層的犧牲層進行蝕刻，形成頂部大底部小的圖形。

9.如權利要求8所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，對所述待引線器件上層的犧牲層進行蝕刻，形成頂部大底部小的圖形步驟，具體為：對所述待引線器件上層的犧牲層進行各向同性刻蝕，形成頂部大底部小的凹面結構的圖形。

10.如權利要求8所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，對所述待引線器件上層的犧牲層進行蝕刻，形成頂部大底部小的圖形步驟，具體為：通過形貌傾斜的干法刻蝕工藝刻蝕所述待引線器件上層的犧牲層，從而形成頂部大底部小的倒梯形結構的圖形。

11.如權利要求10所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，所述形貌傾斜的干法刻蝕工藝刻蝕所述待引線器件上層的犧牲層，形成的所述圖形的傾斜角為30度～80度。

12.如權利要求8所述的應用于銅互連的空氣間隔工藝，其特征在于，對所述待引線器件上層的犧牲層進行蝕刻，形成頂部大底部小的圖形步驟，具體為：

對所述待引線器件上層的犧牲層進行各向同性刻蝕，形成頂部圖形；

采用各向異性刻蝕工藝繼續刻蝕所述頂部圖形至所述犧牲層底部，形成頂部為凹面底部為直形的碗口型結構的圖形。