[發明專利]一種帶有空氣間隙的大馬士革工藝

有效

• 申請號: 201210341832.0
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102881638A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李磊;胡友存;姬峰
• 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: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

1.一種帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在一半導體基體上依次淀積第一刻蝕阻擋層和第一犧牲材料；

S2：刻蝕所述第一犧牲材料和所述第一刻蝕阻擋層至所述半導體基體表面，形成第一金屬溝槽；

S3：在所述第一金屬溝槽的側壁及其底部依次淀積金屬阻擋層和籽晶層后，在所述第一金屬溝槽內填充金屬銅，形成第一金屬互連線；

S4：去除所述第一金屬互連線頂部的部分金屬銅以形成銅凹槽；

S5：在剩余的第一犧牲材料的上表面和所述銅凹槽的側壁及其底部上淀積第一金屬保護層；

S6：去除所述剩余的第一犧牲材料上的所述第一金屬保護層；

S7：繼續去除所述剩余的第一犧牲材料；

S8：在剩余的第一刻蝕阻擋層上淀積第一介電層，所述第一介電層覆蓋所述第一金屬互連線和位于其上的所述第一金屬保護層，所述第一金屬互連線密集區域的互連線間形成第一空氣間隙，產生第一金屬層；

S9：對所述第一介電層進行平坦化處理；

S10：在剩余的第一介電層的上表面淀積第二刻蝕阻擋層和第二犧牲材料，采用雙大馬士革工藝在所述剩余的第一介電層上形成第一通孔，所述第一通孔與所述第一金屬互連線相連，在所述第二刻蝕阻擋層和所述第二犧牲材料中形成第二金屬溝槽；

S11：重復上述S3-S9的步驟，形成第一互連通孔、第二金屬互連線、第二空氣間隙，產生第二金屬層。

2.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S1步驟時，所述第一犧牲材料采用硅基的無機或有機的介電材料；所述第一刻蝕阻擋層所用材料依據所述第一犧牲材料所用材料選取。

3.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S2步驟時，采用單大馬士革刻蝕工藝在所述第一犧牲材料和第一刻蝕阻擋層中形成第一金屬溝槽。

4.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S3步驟時，所述金屬阻擋層采用物理氣相沉積或化學氣相沉積或原子層沉積淀積的一層或多層的金屬阻擋層；所述籽晶層采用物理氣相沉積淀積銅或銅合金。

5.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S3步驟時，利用電鍍方法在所述第一金屬溝槽內填充所述金屬銅，并采用化學機械研磨工藝去除所述第一犧牲材料上多余的所述金屬銅，形成所述第一金屬互連線。

6.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S4步驟時，在所述第一金屬互連線上采用化學機械研磨工藝或在化學機械研磨平坦化后采用反向電鍍銅法或濕法工藝形成所述銅凹槽。

7.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S5步驟時，所述第一金屬保護層采用物理氣相沉積或化學氣相沉積或原子層沉積淀積單層或多層金屬保護層。

8.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S6步驟時，采用化學機械研磨工藝去除所述第一犧牲材料上的所述第一金屬保護層。

9.根據權利要求8所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S6步驟時，采用自對準工藝在所述第一金屬互連線上形成第一金屬保護層。

10.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S7步驟時，采用干法等離子體刻蝕或濕法刻蝕工藝去除所述第一金屬互連線間的第一犧牲材料。

11.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S8步驟時，所述第一介電層使用非保型化學氣相淀積工藝淀積的低介電常數材料。

12.根據權利要求1所述的帶有空氣間隙的大馬士革制造工藝，其特征在于，在執行S9步驟時，采用化學機械研磨工藝使所述第一介電層表面平坦，且要求剩余的第一介電層頂部到所述第一金屬互連線頂部的距離等于所述第一通孔的高度。