專利名稱：金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，以杜絕干法蝕刻和/或灰化工藝等在傳統(tǒng)工藝中導(dǎo)致的低介電常數(shù)的損傷。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)半導(dǎo)體器件縮小至深亞微米的范圍時(shí)，互聯(lián)中的電阻(R)和電容(C)易產(chǎn)生寄生效應(yīng)，導(dǎo)致金屬連線傳遞的時(shí)間延遲(RC time delay)。為了克服互聯(lián)中的寄生效應(yīng)，越來(lái)越多的人在超大規(guī)模集成電路后段互聯(lián)的集成工藝中，采用低阻值材料(銅)或低介電常數(shù)(low k dielectric)的隔離物質(zhì)來(lái)減少因寄生電阻與寄生電容引起的RC延遲時(shí)間。然而，當(dāng)金屬導(dǎo)線的材料由鋁轉(zhuǎn)換成電阻率更低的銅的時(shí)候，由于銅很快擴(kuò)散進(jìn)氧化硅和硅，且銅的蝕刻較為困難，因此，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)轉(zhuǎn)變到雙大馬士革結(jié)構(gòu)，然后填入銅來(lái)實(shí)現(xiàn)銅互聯(lián)，以促使低阻值材料如銅或低介電常數(shù)材料在集成電路生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用?，F(xiàn)有比較通用的一種雙大馬士革工藝，以晶片制造后段制程(Back-end of line, BE0L)中通孔優(yōu)先(Via first)工藝流程為例，可以參見(jiàn)圖IA至圖II。這種工藝提供基底層，基底層上形成金屬介電層，圖IA至圖II均缺省這一步，后續(xù)不再贅述。首先，參見(jiàn)圖1A，在金屬介電層100中預(yù)先電鍍銅102，然后在金屬介電層100 表面上由下至上依次形成蝕刻阻擋層(Etch Stop layer) 104、超低介電層(Ultra-low dielectric constant, ULK) 106、硬掩膜層(Hard mask, HM) 108、第一抗反射涂層 (BARC) 110、圖形化的第一光刻膠(PR) 112，以便進(jìn)行后續(xù)工藝通孔制作。其次，參見(jiàn)圖IB和圖1C，在ULK上蝕刻出通孔(Via) 113，然后通過(guò)灰化(Ashing) 工藝去除第一光刻膠和第一抗反射涂層后，會(huì)在ULK的側(cè)壁上形成損傷114。接著，參見(jiàn)圖1D，在蝕刻出的通孔中以及硬掩膜層表面上沉積第二抗反射涂層 116，然后在第二抗反射涂層上由下至上依次沉積低溫氧化物(LTO)、對(duì)應(yīng)于溝槽的圖形化的第二光刻膠120，以便后續(xù)工藝進(jìn)行溝槽制作。繼而，參見(jiàn)圖1E，在蝕刻出導(dǎo)線用的溝槽117后，會(huì)加深ULK的側(cè)壁上低介電常數(shù)材料的損傷。于是，參見(jiàn)圖IF和圖1G，同樣采用灰化工藝去除第二光刻膠，以及同樣采用干法蝕刻去除蝕刻阻擋層后，在ULK側(cè)壁上形成了一層介電常數(shù)越變?cè)礁叩谋?14。此后，參見(jiàn)圖1H，采用電鍍銅工藝進(jìn)行金屬銅122填充，以形成ULK、金屬介電層之間互聯(lián)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。最后，參見(jiàn)圖II，對(duì)頂部多余的金屬銅122、硬掩膜層108進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP) 工藝以形成金屬互聯(lián)層，造成表層損傷124。目前雙大馬士革結(jié)構(gòu)中使用的主流的低介電常數(shù)隔離氧化物通常是摻碳氧化硅 (carbon doped oxide)，碳原子和空洞的引入主要目的是降低介電常數(shù)。在通孔蝕刻(Viaetch)(圖IB所示)、灰化處理(圖IC和圖IF所示)、溝槽蝕刻(圖IE所示)以及蝕刻阻擋層開(kāi)口(line open)，尤其ULK和金屬介電層之間的金屬間介電層蝕刻(Inter-Metal Dielectric etch, IMD etch)(圖IG所示)時(shí)，碳原子在干法蝕刻的氣氛下極易被消耗掉， 隨著干法蝕刻的多次使用，形成一層介電常數(shù)越變?cè)礁叩谋?14，也就是所謂的損傷層， 同樣的問(wèn)題也會(huì)在灰化處理過(guò)程中出現(xiàn)，均會(huì)造成摻雜碳原子流失造成介電常數(shù)升高；經(jīng)過(guò)CMP (圖II所示)之后，由于摻碳氧化硅中存在著空洞，CMP進(jìn)行過(guò)程中不斷有雜質(zhì)滲入到空洞，從而也會(huì)改變介電常數(shù)，通常會(huì)造成表層的損傷124。由此可見(jiàn)，引用這種新材料作為低介電常數(shù)隔離氧化物應(yīng)用于雙大馬士革結(jié)構(gòu)中時(shí)，在形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)的處理過(guò)程中存在工藝過(guò)程對(duì)不同表面將產(chǎn)生不同水平的破壞，尤其是金屬間介電層之間的區(qū)域，如溝槽側(cè)壁、溝槽之間的表面區(qū)域以及溝槽底部。在這些區(qū)域中的材料受損的薄層會(huì)引起介電常數(shù)的增大，導(dǎo)致介電常數(shù)的降低。因此，這種新材料的弓I入增加了工藝整合難度。為了解決上述問(wèn)題，需要在后段互聯(lián)的集成工藝中尋求解決辦法消除來(lái)自于干法蝕刻和/或灰化工藝等工藝過(guò)程中對(duì)低介電常數(shù)的損傷，但在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中仍然存在相當(dāng)大的壁壘，亟待引進(jìn)能有效改善上述缺陷的新方法，以解決低阻值材料如銅和/或低介電常數(shù)材料等在集成電路生產(chǎn)工藝使用時(shí)面臨的最主要的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，以杜絕干法蝕刻和/或灰化工藝等在傳統(tǒng)工藝中導(dǎo)致的低介電常數(shù)的損傷。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟在金屬介電層中預(yù)先制作的第一通孔和第一溝槽中采用電鍍工藝形成電鍍銅，并在金屬介電層表面上由下至上依次沉積蝕刻阻擋層、犧牲層、硬掩膜層、第一抗反射涂層、 對(duì)應(yīng)于所述第一通孔的圖形化的第一光刻膠；以第一光刻膠為掩膜，采用干法蝕刻由上至下依次蝕刻第一抗反射涂層、硬掩膜層、犧牲層，蝕刻停留在蝕刻阻擋層，形成第二通孔；采用灰化工藝去除第一光刻膠和第一抗反射涂層；在第二通孔中以及硬掩膜層表面上沉積第二抗反射涂層，并在第二抗反射涂層上由下至上依次沉積低溫氧化物、對(duì)應(yīng)于所述第一溝槽的圖形化的第二光刻膠；以第二光刻膠為掩膜采用干法蝕刻，先去除犧牲層上方的低溫氧化物、第二抗反射涂層、硬掩膜層，再去除部分犧牲層和第二抗反射涂層，形成第二溝槽，并去除第二光刻膠和低溫氧化物；采用灰化工藝去除第二抗反射涂層，暴露出第二通孔；采用干法蝕刻去除第二通孔內(nèi)的蝕刻阻擋層，暴露出所述第一通孔中的銅后停止蝕刻，形成了第三通孔；采用電鍍工藝在第三通孔和第二溝槽中進(jìn)行金屬銅填充以形成金屬互聯(lián)層；采用化學(xué)機(jī)械掩膜工藝去除硬掩膜層；采用非氧化性酸去除蝕刻阻擋層之上的犧牲層；
采用旋涂工藝將蝕刻阻擋層上方除金屬銅之外的區(qū)域重新填滿低介電常數(shù)材料， 形成金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)。由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，與傳統(tǒng)通用的雙大馬士革工藝相比，本發(fā)明公開(kāi)的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)在集成互聯(lián)后段金屬工藝整合中，通過(guò)引入二氧化硅或鋁或鋁化合物作為犧牲層，在犧牲層上先形成互聯(lián)銅金屬線，然后去除銅金屬間隙的二氧化硅或鋁或鋁化合物材料，接著用旋涂的低介電常數(shù)材料填充到銅金屬間隙中，形成了低介電層、金屬介電層之間的互聯(lián)金屬層，從而杜絕了干法蝕刻和/或灰化工藝在傳統(tǒng)工藝中導(dǎo)致的低介電常數(shù)材料的碳流失以及低介電常數(shù)材料表層的損傷。因此，通過(guò)本發(fā)明形成的金屬銅大馬士革結(jié)構(gòu)及其金屬間無(wú)損傷的低介電常數(shù)材料的工藝流程，可以在集成電路后段工藝集成的制造方法過(guò)程中消除低介電常數(shù)材料損傷。并且，本發(fā)明在制備銅大馬士革結(jié)構(gòu)的過(guò)程也可以將犧牲層二氧化硅或鋁化合物采用普通的低介電常數(shù)材料，例如氟化玻璃 (Fluorosilicate glass, FSG)等類氧化物等，與傳統(tǒng)的雙大馬士革工藝相比，在此基礎(chǔ)上制備的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)可以充分利用并且和現(xiàn)有工藝兼容。


圖IA至圖II為現(xiàn)有技術(shù)中一種雙大馬士革工藝的晶片制造后段制程中通孔優(yōu)先制作方法；圖2為本發(fā)明一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的方法流程；圖3A至圖3L為本發(fā)明一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法；
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，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。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。參見(jiàn)圖2，本發(fā)明所提供的一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法流程為SlOO 在金屬介電層中預(yù)先制作的第一通孔和第一溝槽中采用電鍍工藝形成電鍍銅，并在金屬介電層表面上由下至上依次沉積蝕刻阻擋層、犧牲層、硬掩膜層、第一抗反射涂層、對(duì)應(yīng)于所述第一通孔的圖形化的第一光刻膠；SlOl 以第一光刻膠為掩膜，采用干法蝕刻由上至下依次蝕刻第一抗反射涂層、硬掩膜層、犧牲層，蝕刻停留在蝕刻阻擋層，形成第二通孔；S102 采用灰化工藝去除第一光刻膠和第一抗反射涂層；S103 在第二通孔中以及硬掩膜層表面上沉積第二抗反射涂層，并在第二抗反射涂層上由下至上依次沉積低溫氧化物、對(duì)應(yīng)于所述第一溝槽的圖形化的第二光刻膠；S104:以第二光刻膠為掩膜采用干法蝕刻，先去除犧牲層上方的低溫氧化物、第二抗反射涂層、硬掩膜層，再去除部分犧牲層和第二抗反射涂層，形成第二溝槽，并去除第二光刻膠和低溫氧化物；S105 采用灰化工藝去除第二抗反射涂層，暴露出第二通孔；S106:采用干法蝕刻去除第二通孔內(nèi)的蝕刻阻擋層，暴露出所述第一通孔中的銅后停止蝕刻，形成了第三通孔；S107 采用電鍍工藝在第三通孔和第二溝槽中進(jìn)行金屬銅填充以形成金屬互聯(lián)層；S108 采用化學(xué)機(jī)械掩膜工藝去除硬掩膜層；S109 采用非氧化性酸去除蝕刻阻擋層之上的犧牲層；SllO 采用旋涂工藝將蝕刻阻擋層上方除金屬銅之外的區(qū)域重新填滿低介電常數(shù)材料，形成金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)。下面以圖2所示的方法流程為例，結(jié)合附圖3A至3L，對(duì)金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制作工藝進(jìn)行詳細(xì)描述。SlOO 在金屬介電層中預(yù)先制作的第一通孔和第一溝槽中采用電鍍工藝形成電鍍銅，并在金屬介電層表面上由下至上依次沉積蝕刻阻擋層、犧牲層、硬掩膜層、第一抗反射涂層、對(duì)應(yīng)于所述第一通孔的圖形化的第一光刻膠。參見(jiàn)圖3A，在金屬介電層300中制作第一通孔和制作第一溝槽30M，所述第一通孔包括第一通孔3021、第一通孔3022、第一通孔3023，所述第一溝槽30M之下分別為第一通孔3022、第一通孔3023，接著在第一通孔以及第一溝槽30M中采用電鍍工藝形成第一通孔電鍍銅以及第一溝槽電鍍銅，所述第一通孔3021中的電鍍銅以及第一溝槽電鍍銅的表面均和金屬介電層300的表面平齊。然后，在金屬介電層300、所述第一通孔3021的電鍍銅、 第一溝槽電鍍銅的表面上由下至上依次沉積蝕刻阻擋層304、犧牲層306、硬掩膜層308、第一抗反射涂層310、光刻膠后，將光刻膠圖形化后，形成圖形尺寸(CD)以及圖形位置和第一通孔3021、第一通孔3022、第一通孔3023相對(duì)應(yīng)的第一光刻膠312，以便后續(xù)工藝制造用以金屬填充的第二通孔(如圖3B所示)。所述犧牲層306可以為二氧化硅材料或鋁或鋁化物材料，也可以采用普通的低介電常數(shù)材料、FSG等類氧化物材料等制備后續(xù)工藝需要的雙大馬士革結(jié)構(gòu)，以便可以充分利用和兼容于現(xiàn)有工藝。 所述鋁化物材料可以為鋁和銅的化合物。所述硬掩膜層308可以防止蝕刻到下層犧牲層的側(cè)邊。SlOl 以第一光刻膠為掩膜，采用干法蝕刻由上至下依次蝕刻第一抗反射涂層、硬掩膜層、犧牲層，蝕刻停留在蝕刻阻擋層，形成第二通孔。參見(jiàn)圖3B，以第一光刻膠312為掩膜，采用干法蝕刻由上至下依次蝕刻第一抗反射涂層310、硬掩膜層308、犧牲層306，蝕刻停留在蝕刻阻擋層304，形成第二通孔，所述第二通孔包括第二通孔3141、第二通孔3142和第二通孔3143。S102 采用灰化工藝去除第一光刻膠和第一抗反射涂層。參見(jiàn)圖3C，采用灰化工藝去除第一光刻膠312’和第一抗反射涂層310。經(jīng)過(guò)本步驟后，并沒(méi)有在犧牲層306的側(cè)壁形成材料的損傷。S103 在第二通孔中以及硬掩膜層表面上沉積第二抗反射涂層，并在第二抗反射涂層上由下至上依次沉積低溫氧化物、對(duì)應(yīng)于所述第一溝槽的圖形化的第二光刻膠。參見(jiàn)圖3D，在第二通孔中以及硬掩膜層308表面上沉積第二抗反射涂層316，并在第二抗反射涂層316上由下至上依次沉積低溫氧化物318、圖形化的第二光刻膠320，所述圖形化的第二光刻膠320的圖形尺寸以及圖形位置和第一溝槽30M相對(duì)應(yīng)，以便后續(xù)工藝制造第二溝槽317 (如圖3E所示)。S104:以第二光刻膠為掩膜采用干法蝕刻，先去除犧牲層上方的低溫氧化物、第二抗反射涂層、硬掩膜層，再去除部分犧牲層和第二抗反射涂層，形成第二溝槽，并去除第二光刻膠和低溫氧化物。參見(jiàn)圖3E，以第二光刻膠320為掩膜、犧牲層306為分界線采用干法蝕刻，先由上至下依次蝕刻低溫氧化物318、第二抗反射涂層316、硬掩膜層308，蝕刻停止在犧牲層306 后，接著采用干法蝕刻由上至下蝕刻部分犧牲層306和部分第二抗反射涂層316，形成金屬導(dǎo)線用的溝槽317，并去除第二光刻膠320和低溫氧化物318。S105 采用灰化工藝去除第二抗反射涂層，暴露出第二通孔。參見(jiàn)圖3F，采用灰化工藝去除第二抗反射涂層316，暴露出第二通孔。S106:采用干法蝕刻去除第二通孔內(nèi)的蝕刻阻擋層，暴露出所述第一通孔中的銅后停止蝕刻，形成了第三通孔。參見(jiàn)圖3G，采用干法蝕刻去除第二通孔內(nèi)的蝕刻阻擋層304，暴露出所述第一通孔電鍍銅后停止蝕刻，形成了第三通孔。所述第三通孔包括通孔3141’、通孔3142’和通孔 3143，。S107 采用電鍍工藝在第三通孔和第二溝槽中進(jìn)行金屬銅填充以形成金屬互聯(lián)層。參見(jiàn)圖3H，采用電鍍工藝向第三通孔和第二溝槽317進(jìn)行金屬銅322填充以形成犧牲層306、金屬介電層300之間互聯(lián)的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。S108 采用化學(xué)機(jī)械掩膜工藝去除硬掩膜層。參見(jiàn)圖31，對(duì)頂部多余的金屬銅322、硬掩膜層308進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝形成金屬互聯(lián)層，制備用以后續(xù)工藝的雙大馬士革結(jié)構(gòu)。S109 采用非氧化性酸去除蝕刻阻擋層之上的犧牲層。參見(jiàn)圖3J，在已形成的雙大馬士革結(jié)構(gòu)中如采用二氧化硅材料作為犧牲層306 時(shí)，所述非氧化性酸可以采用氫氟酸去除蝕刻阻擋層304之上的犧牲層306;如采用鋁或鋁化物材料作為犧牲層306時(shí)，所述非氧化性酸可以采用鹽酸去除蝕刻阻擋層304之上的犧牲層306。采用氫氟酸去除犧牲層306時(shí)，所述氫氟酸的濃度為0. 1-1% (重量百分比)，去除時(shí)間為1-10分鐘。采用鹽酸去除犧牲層306時(shí)，所述鹽酸的濃度為小于10% (重量百分比)，去除時(shí)間為5-10分鐘。SllO 采用旋涂工藝將蝕刻阻擋層上方除金屬銅之外的區(qū)域重新填滿低介電常數(shù)材料，形成金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)。首先，參見(jiàn)圖3K，在進(jìn)行旋涂工藝前，旋涂工藝的材料可以進(jìn)行紫外線(UV)光照射做后處理，經(jīng)過(guò)一定條件的后處理工藝，以增加孔隙率和機(jī)械強(qiáng)度，可以形成較低介電常數(shù)的薄膜層，然后，采用旋涂工藝將蝕刻阻擋層304上方除金屬銅322之外的區(qū)域重新填滿經(jīng)過(guò)后處理的低介電常數(shù)材料，形成低介電層326，用于后段互聯(lián)的隔離介質(zhì)。經(jīng)過(guò)上述步驟后，形成低介電層326、金屬介電層300之間互聯(lián)的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)以及金屬間無(wú)損傷的低介電常數(shù)材料。然后，參見(jiàn)圖3L，對(duì)低介電層326的頂部進(jìn)行CMP工藝，當(dāng)金屬銅322減薄并完成互聯(lián)金屬層后，停止CMP工藝，通過(guò)CMP工藝可以使金屬銅322表面沒(méi)有多余的低介電層 326，從而使表面平整化，并且形成了通孔內(nèi)鑲嵌著金屬，并且這樣可以使通孔內(nèi)的金屬與用于金屬導(dǎo)線的溝槽中的材料相同，減少由通孔產(chǎn)生電遷移失效的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了銅替代鋁材料的高導(dǎo)電的導(dǎo)線與低介電常數(shù)材料之間的金屬連線工藝，降低了 RC時(shí)間延遲，提高了用以后續(xù)工藝的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的性能。由上述技術(shù)方案可知，與傳統(tǒng)通用的雙大馬士革工藝相比，本發(fā)明公開(kāi)的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)在集成互聯(lián)后段金屬工藝整合中，通過(guò)引入二氧化硅或鋁或鋁化物材料作為犧牲層，在犧牲層上先形成互聯(lián)銅金屬線，然后去除銅金屬間隙的二氧化硅或鋁或鋁化合物材料，接著用旋涂的低介電常數(shù)材料填充到銅金屬間隙中，形成了低介電層、金屬介電層之間互聯(lián)的互聯(lián)金屬層，從而杜絕了干法蝕刻和/或灰化工藝在傳統(tǒng)工藝中導(dǎo)致的低介電常數(shù)材料的碳流失，從而造成低介電常數(shù)材料表層的損傷。因此，通過(guò)本發(fā)明形成的金屬銅大馬士革結(jié)構(gòu)及其金屬間無(wú)損傷的低介電常數(shù)材料的工藝流程，可以在集成電路后段工藝集成的制造方法過(guò)程中消除低介電常數(shù)材料損傷。并且，本發(fā)明在制備金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的過(guò)程也可以將二氧化硅或鋁或鋁化合物材料的犧牲層采用普通的低介電常數(shù)材料，例如FSG低介電絕緣材料等類氧化物等，與傳統(tǒng)的雙大馬士革工藝相比，在此基礎(chǔ)上制備的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)可以充分利用并且和現(xiàn)有工藝兼容。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求，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)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟在金屬介電層中預(yù)先制作的第一通孔和第一溝槽中采用電鍍工藝形成電鍍銅，并在金屬介電層表面上由下至上依次沉積蝕刻阻擋層、犧牲層、硬掩膜層、第一抗反射涂層、對(duì)應(yīng)于所述第一通孔的圖形化的第一光刻膠；以第一光刻膠為掩膜，采用干法蝕刻由上至下依次蝕刻第一抗反射涂層、硬掩膜層、犧牲層，蝕刻停留在蝕刻阻擋層，形成第二通孔；采用灰化工藝去除第一光刻膠和第一抗反射涂層；在第二通孔中以及硬掩膜層表面上沉積第二抗反射涂層，并在第二抗反射涂層上由下至上依次沉積低溫氧化物、對(duì)應(yīng)于所述第一溝槽的圖形化的第二光刻膠；以第二光刻膠為掩膜采用干法蝕刻，先去除犧牲層上方的低溫氧化物、第二抗反射涂層、硬掩膜層，再去除部分犧牲層和第二抗反射涂層，形成第二溝槽，并去除第二光刻膠和低溫氧化物；采用灰化工藝去除第二抗反射涂層，暴露出第二通孔；采用干法蝕刻去除第二通孔內(nèi)的蝕刻阻擋層，暴露出所述第一通孔中的銅后停止蝕刻，形成了第三通孔；采用電鍍工藝在第三通孔和第二溝槽中進(jìn)行金屬銅填充以形成金屬互聯(lián)層；采用化學(xué)機(jī)械掩膜工藝去除硬掩膜層；采用非氧化性酸去除蝕刻阻擋層之上的犧牲層；采用旋涂工藝將蝕刻阻擋層上方除金屬銅之外的區(qū)域重新填滿低介電常數(shù)材料，形成金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述犧牲層為二氧化硅材料，所述非氧化性酸為氫氟酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述犧牲層為鋁或鋁化合物材料，所述非氧化性酸為鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述犧牲層為類氧化物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述類氧化物為低介電常數(shù)絕緣材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述旋涂工藝所使用的材料進(jìn)行紫外線光照射做后處理。
全文摘要
本發(fā)明提出一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟在金屬介電層中預(yù)先制作第一通孔和第一溝槽，并在金屬介電層上由下至上依次沉積蝕刻阻擋層、犧牲層、硬掩膜層、第一抗反射涂層、對(duì)應(yīng)于所述第一通孔的圖形化的第一光刻膠；在后段互聯(lián)金屬工藝整合中形成雙大馬士革結(jié)構(gòu)；在雙大馬士革結(jié)構(gòu)中采用非氧化性酸去除蝕刻阻擋層之上的犧牲層；采用旋涂工藝將蝕刻阻擋層上方除金屬銅之外的區(qū)域重新填滿低介電常數(shù)材料，形成金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了一種金屬銅大馬士革互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制造方法，以杜絕干法蝕刻和/或灰化工藝等在傳統(tǒng)工藝中導(dǎo)致的低介電常數(shù)的損傷。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102364670SQ20111027422
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者張文廣, 徐強(qiáng), 鄭春生, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司