專利名稱：金屬互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種金屬互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件為了達(dá)到更快的運(yùn)算速度、更大的資料存儲(chǔ)量以及更多的功能，半導(dǎo)體芯片向更高集成度方向發(fā)展。而半導(dǎo)體芯片的集成度越高，半導(dǎo)體器件的特征尺寸(⑶，Critical Dimension)越小。隨著特征尺寸⑶的逐漸減小，RC延遲對(duì)器件運(yùn)行速度的影響越來(lái)越明顯，如何減小RC延遲是本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。而解決RC延遲的方法之一就是減小金 屬導(dǎo)線之間的寄生電容?，F(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)展了多種減小寄生電容的方法，例如，在金屬導(dǎo)線之間填充多孔低K介質(zhì)材料等。但是多孔材料易碎，采用多孔低K介質(zhì)材料的半導(dǎo)體器件的可靠性較差?，F(xiàn)有技術(shù)中還發(fā)展了ー種在金屬導(dǎo)線之間形成空氣間隙，以減小介電常數(shù)，進(jìn)而減小寄生電容的方法。例如采用自組織的有機(jī)薄膜(polymer)形成空氣間隙等，但是所述方法與現(xiàn)有的半導(dǎo)體制程兼容性較差、制造過(guò)程較為復(fù)雜。另ー方面，隨著半導(dǎo)體エ藝進(jìn)入銅制程，盡管銅比其他金屬材料(例如鋁等)具有更高的導(dǎo)電性能，但是隨著集成電路布線寬度的不斷減小，更高的布線密度將使得金屬互連結(jié)構(gòu)中的電遷移(EM)問(wèn)題日益突出，同吋，現(xiàn)有銅金屬互連層與介質(zhì)帽蓋層之間的附著カ也很差。針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了ー種鈷鎢磷(CoWP)材料來(lái)替代現(xiàn)有的介質(zhì)帽蓋層，但是由于金屬互連結(jié)構(gòu)中的介質(zhì)層通常使用低K介質(zhì)材料，這樣往往會(huì)出現(xiàn)電壓擊穿(VBD)和與時(shí)間相關(guān)的介質(zhì)擊穿(TDDB)現(xiàn)象。在專利公告號(hào)為CN161860IA的中國(guó)專利中公開(kāi)了ー種電鍍CoWP復(fù)合結(jié)構(gòu)的銅阻擋層，但是該技術(shù)方案仍沒(méi)有解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例解決的問(wèn)題是提供ー種金屬互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，其エ藝簡(jiǎn)単，且可以減小金屬互連結(jié)構(gòu)中寄生電容及改善半導(dǎo)體器件的VBD和TDDB特性。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供ー種金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括如下步驟提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層內(nèi)形成分立的金屬互連層，所述金屬互連層表面與所述介質(zhì)層表面齊平；在所述金屬互連層上形成金屬帽蓋層；在所述介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩；透過(guò)所述分子篩向所述介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，在至少ー對(duì)相鄰的金屬互連層之間形成空氣間隔。可選地，所述介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層、位于所述第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，去除部分介質(zhì)層為去除部分所述第二介質(zhì)層或去除全部所述第二介質(zhì)層?？蛇x地，在所述金屬互連層上形成金屬帽蓋層的步驟包括清洗所述金屬互連層表面的殘留顆粒；在所述金屬互連層上形成金屬籽晶層；在所述金屬籽晶層上形成金屬帽蓋層?？蛇x地，所述金屬籽晶層的材料是鈀，形成所述金屬籽晶層的方法是物理氣相沉積?？蛇x地，所述金屬帽蓋層的材料是鈷鎢磷，形成所述金屬帽蓋層的方法是無(wú)電鍍沉積?？蛇x地，所述分子篩中具有規(guī)則排列的微孔，所述微孔的尺寸在I. 5nm-10nm范圍內(nèi)。 可選地，所述分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽?？蛇x地，透過(guò)所述分子篩向所述介質(zhì)層通入的反應(yīng)氣體是氧氣或者ニ氧化碳?？蛇x地，所述介質(zhì)層的材料為含碳、氮、氫中的ー種或多種的介質(zhì)材料。可選地，所述金屬互連層的材料是銅?？蛇x地，在透過(guò)所述分子篩向所述介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，在至少一對(duì)相鄰的金屬互連層之間形成空氣間隔之后，還包括步驟在所述分子篩上形成層間介質(zhì)層。本發(fā)明實(shí)施例還提供ー種金屬互連結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層；部分位于所述介質(zhì)層內(nèi)的分立的金屬互連層，至少ー對(duì)相鄰的金屬互連層之間具有空氣間隔；位于所述金屬互連層上的金屬帽蓋層；位于所述金屬帽蓋層上的分子篩?？蛇x地，所述介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層、位于所述第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層?？蛇x的，所述金屬帽蓋層的材料是鈷鎢磷，形成所述金屬帽蓋層的方法是無(wú)電鍍沉積?？蛇x地，所述分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽。可選地，所述第二介質(zhì)層的材料為含碳、氮、氫中的ー種或多種的介質(zhì)材料?？蛇x地，所述金屬互連層的材料是銅?？蛇x地，還包括位于分子篩上的層間介質(zhì)層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩，并透過(guò)分子篩向介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體(氧氣或者ニ氧化碳)，去除部分介質(zhì)層，形成空氣間隔，其制作エ藝簡(jiǎn)単。并且，利用分子篩在部分金屬互連層之間形成空間間隔不僅可以減小寄生電容，也改善了半導(dǎo)體器件的VBD和TDDB特性，從而提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。在金屬互連結(jié)構(gòu)中，使用CoWP材料代替介質(zhì)材料形成金屬帽蓋層，改善了金屬互連層中的電遷移問(wèn)題。


圖I是本發(fā)明ー種金屬互連結(jié)構(gòu)形成方法的具體實(shí)施方式
的流程示意圖；圖2至圖7是本發(fā)明形成金屬互連結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的金屬互連結(jié)構(gòu)中，隨著集成電路布線寬度的不斷減小，更高的布線密度將使得金屬互連結(jié)構(gòu)中的電遷移(EM)問(wèn)題日益突出；同時(shí)，現(xiàn)有金屬互連層與介質(zhì)帽蓋層之間的附著力也很差，現(xiàn)有技術(shù)中提出了ー種鈷鎢磷(CoWP)材料來(lái)替代現(xiàn)有的介質(zhì)帽蓋層，但是由于金屬互連結(jié)構(gòu)中的介質(zhì)層通常使用低K介質(zhì)材料，這樣往往會(huì)出現(xiàn)電壓擊穿(VBD)和與時(shí)間相關(guān)的介質(zhì)擊穿(TDDB)現(xiàn)象。針對(duì)上述問(wèn)題，發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究，提供了ー種金屬互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，通過(guò)分子篩在金屬互連層之間形成空氣間隔，制作エ藝簡(jiǎn)單，且可以減小寄生電容現(xiàn)象，改善半導(dǎo)體器件的VBD和TDDB特性。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。首先，參考圖I所示的本發(fā)明ー種金屬互連結(jié)構(gòu)形成方法的具體實(shí)施方式
的流程示意圖。具體地，如圖I所示，包括如下步驟步驟SI :提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；
步驟S2 :在所述介質(zhì)層內(nèi)形成分立的金屬互連層，所述金屬互連層表面與介質(zhì)層表面齊平；步驟S3 :在金屬互連層上形成金屬帽蓋層；步驟S4 :在介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩；步驟S5 :透過(guò)分子篩向介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，形成空氣間隔；步驟S6 :在所述分子篩上形成層間介質(zhì)層。下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例進(jìn)ー步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。參考圖2至圖7所示的形成金屬互連結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例的エ藝結(jié)構(gòu)示意圖，并結(jié)合上述圖I所示的具體實(shí)施方式
的流程示意圖進(jìn)行描述。請(qǐng)參考圖2，執(zhí)行步驟SI，提供半導(dǎo)體襯底20，所述半導(dǎo)體襯底20可以是單晶硅或娃鍺；也可以是絕緣體上娃(Silicon on insulator, SOI)。然后，在所述半導(dǎo)體襯底20上形成介質(zhì)層21。在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層21包括第一介質(zhì)層211和第二介質(zhì)層212。具體地，其中，所述第一介質(zhì)層211用于在后續(xù)去除所述第二介質(zhì)層212的步驟中的停止層，本實(shí)施例中，所述第一介質(zhì)層211的材料可以是氮化娃(Si3N4)、NBLoK (由 Si、C、H、N 組成的化合物)、摻氮的碳化娃(Nitrogen Doped SiliconCarbon, NDC)等。在所述第一介質(zhì)層211上形成第二介質(zhì)層212，所述第二介質(zhì)層212在后續(xù)步驟中會(huì)被部分去除或者全部去除，通常選擇易去除的材料，本實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層212為含碳、氮、氫中的ー種或多種的介質(zhì)材料。具體地，例如所述第二介質(zhì)層212為無(wú)定形碳、類金剛石碳(Diamond-like carbon, DLC)等,但不局限于上述材料。進(jìn)ー步地，所述第二介質(zhì)層212被去除后，其所在位置處形成空氣間隔。因此，可以根據(jù)空氣間隔的設(shè)計(jì)需求設(shè)置所述第二介質(zhì)層212的厚度。請(qǐng)參考圖3，執(zhí)行步驟S2，在所述介質(zhì)層21內(nèi)形成分立的金屬互連層22a、22b以及22c，所述金屬互連層與介質(zhì)層21 (具體為第二介質(zhì)層212)表面齊平。金屬互連層可以是金屬布線或者導(dǎo)電插塞或者包括金屬布線和與金屬布線相連的導(dǎo)電插塞的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，如圖3所不,所述金屬互連層22a和22c僅包括金屬布線、金屬互連層22b包括金屬布線和與金屬布線相連的導(dǎo)電插塞。具體地，形成金屬互連層的エ藝過(guò)程如下首先，在所述第二介質(zhì)層212上涂覆第一光刻膠層(未不出)，經(jīng)過(guò)光刻エ藝，在第一光刻膠層上定義出通孔圖形；以第一光刻膠層為掩膜，沿通孔圖形刻蝕第一介質(zhì)層211和第二介質(zhì)層212至露出襯底20，形成通孔；去除第一光刻膠層后，在所述第二介質(zhì)層212上形成第二光刻膠層(未示出)，經(jīng)過(guò)曝光顯影，在第二光刻膠層上定義出溝槽圖形；以第二光刻膠層為掩膜，沿溝槽圖形刻蝕第二介質(zhì)層212，形成與通孔連通的溝槽。進(jìn)ー步地，在溝槽和通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料，在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電材料為銅；然后，通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方式去除所述第二介質(zhì)層212表面多余的導(dǎo)電材料，至露出所述第二介質(zhì)層212,從而形成金屬互連層22a、22b、22c,其中溝槽部分對(duì)應(yīng)形成金屬布線、通孔部分對(duì)應(yīng)形成導(dǎo)電插塞。所述金屬互連層22a、22b、22c的表面與第二介質(zhì)層212表面齊平。需要說(shuō)明的是，實(shí)際應(yīng)用中，形成金屬互連層的方法不限于此，例如，除上述エ藝夕卜，還可以在第二介質(zhì)層212中先形成溝槽，再在第一介質(zhì)層211和第二介質(zhì)層212內(nèi)形成與溝槽連通的通孔。·
請(qǐng)參考圖4，執(zhí)行步驟S3，在金屬互連層22a、22b以及22c上形成金屬帽蓋層23。在本實(shí)施例中，所述金屬帽蓋層23的材料是鈷鎢磷(CoWP)。具體地，形成所述金屬帽蓋層23的エ藝包括如下步驟首先，清洗金屬互連層22a、22b、22c表面的殘留顆粒。由于在先前的エ藝中通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除多余的導(dǎo)電材料，在研磨過(guò)程可能會(huì)有殘留的研磨顆粒附著在金屬互連層22a、22b、22c表面，因此需要清洗金屬互連層22a、22b、22c表面的殘留顆粒，例如，可以通過(guò)堿性試劑清洗殘留顆粒。然后，在所述金屬互連層22a、22b、22c上形成金屬籽晶層(未示出)。在本實(shí)施例中，所述金屬籽晶層的材料是鈀(Pd)，形成所述金屬籽晶層的方法是物理氣相沉積。所述金屬籽晶層的作用是使后續(xù)金屬帽蓋層能更好地附著于金屬互連層22a、22b、22c上。接著，在所述金屬籽晶層上形成金屬帽蓋層23。在本實(shí)施例中，所述金屬帽蓋層23的材料是鈷鎢磷(CoWP)，形成所述金屬帽蓋層的方法是無(wú)電鍍沉積。請(qǐng)參考圖5，執(zhí)行步驟S4，在介質(zhì)層21和金屬帽蓋層23上形成分子篩24。在本實(shí)施例中，所述分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽。所述分子篩24中具有規(guī)則排列的微孔，本實(shí)施例中，所述微孔的尺寸在I. 5nm-10nm范圍內(nèi)。具體地，形成分子篩24的步驟包括首先，在所述第二介質(zhì)層212和金屬帽蓋層23的表面上旋涂反應(yīng)材料，所述反應(yīng)材料包括含硅化合物(水玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水；對(duì)所述旋涂的反應(yīng)材料進(jìn)行加熱析出分子篩晶體，即結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽；最后洗去其他反應(yīng)物。需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，形成分子篩24的方法不限于此。進(jìn)ー步地，更多關(guān)于分子篩的組成材料以及結(jié)構(gòu)可以參考化學(xué)通報(bào)(1999年第3期)的《新型中孔分子篩-MCM41的合成及表征》。請(qǐng)參考圖6，執(zhí)行步驟S5，透過(guò)分子篩24向介質(zhì)層21通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層21，形成空氣間隔。可選地，其中通入的反應(yīng)氣體為氧氣或者ニ氧化碳。本實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層212的材料包含碳、氮、氫中的ー種或多種的介質(zhì)材料，相應(yīng)地，上述這些材料和氧氣反應(yīng)可以形成氣體(例如ニ氧化碳、ニ氧化氮、水蒸氣等)，容易去除，從而在所述第二介質(zhì)層102原本占據(jù)的空間形成空氣間隔25。具體地，透過(guò)所述分子篩24向介質(zhì)層21通入高能量的氧氣等離子體，所述高能量的氧氣等離子體通過(guò)分子篩24中的微孔，到達(dá)第二介質(zhì)層212所在面，并與第二介質(zhì)層212反應(yīng)，去除部分第二介質(zhì)層212。同時(shí)，氧氣等離子體與金屬互連層22a、22b以及22c并不發(fā)生反應(yīng)，這樣原本位于金屬互連層之間的第二介質(zhì)層212位置處形成空氣間隙25,例如,金屬互連層22a和22b之間、金屬互連層22b與22c之間。由于空氣的介電常數(shù)(K)大約為1，小于現(xiàn)有的第二介質(zhì)層212的介電常數(shù)(一般大于I小于3. 9),所述空氣間隙25可以降低金屬互連層22a、22b以及22c之間的寄生電容，減小RC延遲。需要說(shuō)明的是，在上述實(shí)施例中，第二介質(zhì)層212被部分去除，但是本發(fā)明并不限 制于此，在透過(guò)所述分子篩24向介質(zhì)層21通入反應(yīng)氣體時(shí)，所述第二介質(zhì)層212可以被全部去除，直至露出第一介質(zhì)層211表面。這樣形成的空氣間隔的高度更高，可以更好地起到降低寄生電容的效果、進(jìn)而減小RC延遲。請(qǐng)參考圖7，執(zhí)行步驟S6，在所述分子篩24上形成層間介質(zhì)層26。相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了ー種金屬互連結(jié)構(gòu)，請(qǐng)繼續(xù)參考圖7，本實(shí)施例所述的金屬互連結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底20 ;位于半導(dǎo)體襯底20上的介質(zhì)層21，所述介質(zhì)層21包括第一介質(zhì)層211和第二介質(zhì)層212，其中所述第二介質(zhì)層212的材料為含碳、氮、氫中的ー種或多種的介質(zhì)材料；部分位于所述介質(zhì)層21內(nèi)的金屬互連層22a、22b以及22c,可選地，所述金屬互連層22a、22b以及22c的材料是銅；且至少一對(duì)相鄰的金屬互連層之間具有空氣間隔25，圖7中所示的是金屬互連層22a、22b以及22c之間都形成具有空氣間隔25 ；位于金屬互連層22a、22b以及22c上的金屬帽蓋層23，所述金屬帽蓋層23的材料是鈷鎢磷，形成所述金屬帽蓋層的方法是無(wú)電鍍沉積；位于介質(zhì)層21和金屬帽蓋層23上的分子篩24，所述分子篩24為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽；位于分子篩24上的層間介質(zhì)層26。綜上所述，本技術(shù)方案提供了 ー種金屬互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，通過(guò)在介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩，并透過(guò)分子篩向介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體(氧氣或者ニ氧化碳)，去除部分介質(zhì)層，形成空氣間隔，這樣可以減小寄生電容現(xiàn)象，制作エ藝簡(jiǎn)單，并改善半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的擊穿電壓(VBD)和與時(shí)間相關(guān)的介質(zhì)擊穿(TDDB)的問(wèn)題。另ー方面，在金屬互連結(jié)構(gòu)中，使用鈷鎢磷(CoWP)材料代替介質(zhì)材料形成金屬帽蓋層，改善了金屬互連層中的電遷移問(wèn)題。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述掲示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括如下步驟 提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層； 在所述介質(zhì)層內(nèi)形成分立的金屬互連層，所述金屬互連層表面與介質(zhì)層表面齊平； 在所述金屬互連層上形成金屬帽蓋層； 在所述介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩； 透過(guò)所述分子篩向所述介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，在至少一對(duì)相鄰的金屬互連層之間形成空氣間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層、位于所述第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，去除部分介質(zhì)層為去除部分所述第二介質(zhì)層或去除全部所述第二介質(zhì)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述金屬互連層上形成金屬帽蓋層的步驟包括 清洗所述金屬互連層表面的殘留顆粒； 在所述金屬互連層上形成金屬籽晶層； 在所述金屬籽晶層上形成金屬帽蓋層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬籽晶層的材料是鈀，形成所述金屬籽晶層的方法是物理氣相沉積。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬帽蓋層的材料是鈷鎢磷，形成所述金屬帽蓋層的方法是無(wú)電鍍沉積。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述分子篩中具有規(guī)則排列的微孔，所述微孔的尺寸在I. 5nm-10nm范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，透過(guò)所述分子篩向所述介質(zhì)層通入的反應(yīng)氣體是氧氣或者二氧化碳。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的材料為含碳、氮、氫中的一種或多種的介質(zhì)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬互連層的材料是銅。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在透過(guò)所述分子篩向所述介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，在至少一對(duì)相鄰的金屬互連層之間形成空氣間隔之后，還包括步驟在所述分子篩上形成層間介質(zhì)層。
12.—種金屬互連結(jié)構(gòu),其特征在于,包括半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層；部分位于所述介質(zhì)層內(nèi)的分立的金屬互連層，至少一對(duì)相鄰的金屬互連層之間具有空氣間隔；位于所述金屬互連層上的金屬帽蓋層；位于所述金屬帽蓋層上的分子篩。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層、位于所述第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬帽蓋層的材料是鈷鎢磷，形成所述金屬帽蓋層的方法是無(wú)電鍍沉積。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的材料為含碳、氮、氫中的一種或多種的介質(zhì)材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬互連層的材料是銅。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括位于所述分子篩上的層間介質(zhì)層。
全文摘要
一種金屬互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，其中金屬互連結(jié)構(gòu)的形成方法包括提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層內(nèi)形成分立的金屬互連層，所述金屬互連層表面與介質(zhì)層表面齊平；在金屬互連層上形成金屬帽蓋層；在介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩；透過(guò)分子篩向介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，在至少一對(duì)相鄰的金屬互連層之間形成空氣間隔。本技術(shù)方案通過(guò)在介質(zhì)層和金屬帽蓋層上形成分子篩，并透過(guò)分子篩向介質(zhì)層通入反應(yīng)氣體，去除部分介質(zhì)層，形成空氣間隔，這樣可以減小寄生電容，且制作工藝簡(jiǎn)單，從而改善半導(dǎo)體器件的電壓擊穿和與時(shí)間相關(guān)的介質(zhì)擊穿特性。
文檔編號(hào)H01L23/532GK102832197SQ201110161470
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者李凡, 張海洋 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司