專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大馬士革工藝空氣間隔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種空氣間隔制作方法，尤其涉及一種大馬士革エ藝空氣間隔的制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路特征尺寸的持續(xù)減小，后段互連RC延遲對(duì)集成電路的運(yùn)作效能的影響日益顯著。為了減少后段互 連RC延遲，銅互連取代鋁互連成為主流エ藝，并且引入低介電常數(shù)(Low-k)材料。由于空氣的理想介電常數(shù)接近于1，因此使用空氣作為金屬互連的絕緣物質(zhì)也是降低金屬導(dǎo)線間寄生電容的解決方案之一。雖然許多利用空氣的低介電常數(shù)特性應(yīng)用于集成電路的技術(shù)已經(jīng)被公布出來(lái)。但是很多金屬互連幾乎完全被架空，而無(wú)法獲得足夠的支撐，容易造成集成電路受到機(jī)械カ而損壞。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致カ于開(kāi)發(fā)ー種具有空氣間隔以及足夠支撐的集成電路的用于大馬士革エ藝的空氣間隔制作方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的技術(shù)缺乏具有空氣間隔以及足夠支撐的空氣間隔制作方法。本發(fā)明提供的一種大馬士革エ藝空氣間隔的制作方法，包括以下步驟
步驟1，在基體上淀積第一介電層，刻蝕第一介電層以形成第一溝槽圖案，淀積第一隔離層；
步驟2，去除第一溝槽底部的第一隔離層；
步驟3，在第一介電層和第一隔離層上形成第一銅互連線；
步驟4，去除第一隔離層，形成第一空氣間隔；
步驟5,米用光刻エ藝,在第一光刻膠上形成空氣間隔；并刻蝕以在第一介電層上第一溝槽之間形成第二空氣間隔。在本發(fā)明的ー個(gè)較佳實(shí)施方式中，還包括
步驟6，淀積第二介電層，刻蝕形成第二溝槽圖案，淀積第二隔離層，并去除第二溝槽底部的第二隔離層；
步驟7，在第二介電層上形成第一通孔，并形成第二銅互連線；
步驟8，去除第二隔離層，形成第二空氣間隔；
步驟9，采用光刻エ藝，在第二光刻膠上形成空氣間隔；并刻蝕以在第二介電層上第二溝槽之間形成第四空氣間隔。在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述步驟I中的第一介電層由低介電常數(shù)材料制成。在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述步驟I中的第一介電層通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成。
在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述步驟I中的第一隔離層由正硅酸こ酯制成。在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述步驟3中的第一銅互連線通過(guò)淀積第一金屬阻擋層和電鍍填充銅形成。在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述第一金屬阻擋層由TiN、Ti、TaN、Ta、WN、W中的ー種或多種制成。
在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述步驟4中通過(guò)濕法刻蝕去除第一隔離層。在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述濕法刻蝕所選溶劑為氟化氫溶液。在本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施方式中，所述步驟7中通過(guò)光刻エ藝形成第一通孔。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)便易行，在銅互連線的側(cè)壁形成空氣間隔，可有效的改善銅互連RC延遲問(wèn)題。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施例形成第一溝槽的示意 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例去除底部第一隔離層的示意 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例形成第一金屬阻擋層的示意 圖4是本發(fā)明的實(shí)施例形成第一銅互連線的示意 圖5是本發(fā)明的實(shí)施例形成第一空氣間隔的示意 圖6是本發(fā)明的實(shí)施例形成第二溝槽的示意 圖7是本發(fā)明的實(shí)施例去除底部第二隔離層的示意 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例形成通孔的示意 圖9是本發(fā)明的實(shí)施例形成第一通孔的示意 圖10是本發(fā)明的實(shí)施例形成第二金屬阻擋層的示意 圖11是本發(fā)明的實(shí)施例形成第二銅互連線的示意 圖12是本發(fā)明的實(shí)施例形成第二空氣間隔的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做具體闡釋。本發(fā)明的實(shí)施例的一種用于大馬士革エ藝的空氣間隔制作方法，包括以下步驟 步驟I，如圖I中所示，在一基體I上通過(guò)CVD (Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣
相沉積)淀積低介電常數(shù)材料制成的第一介電層2 (如SiOCH);通過(guò)單大馬士革刻蝕エ藝形成第一溝槽3圖形；淀積第一隔離層4(通過(guò)CVD淀積ー層或多層較易除去且除去的時(shí)候僅對(duì)周?chē)Y(jié)構(gòu)造成較小破壞甚至不早成破壞的物質(zhì)，如TEOS等)。步驟2，如圖2中所示，去除第一溝槽3底部的第一隔離層。步驟3，如圖3中所示，淀積第一金屬阻擋層5 (物理氣相沉積(PVD)或CVD或原子層沉積(ALD)淀積TiN、Ti、TaN、Ta、WN、W等ー種或多種)；電鍍填充金屬銅；并化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)去除第一介電層2上金屬銅，形成第一銅互連線6。步驟4，如圖4中所示，去除第一隔離層4，形成第一空氣間隔7。步驟5，如圖5和圖6中所示，采用光刻エ藝，在第一光刻膠16上形成空氣間隔；并刻蝕以在第一介電層上第一溝槽之間形成第二空氣間隔17。步驟6，如圖7中所示，在第一銅互連線6上CVD淀積阻擋層(NDC)及低介電常數(shù)第二介電層8 (SiOCH);采用全溝槽優(yōu)先(Full Trench First, FTF)的雙大馬士革刻蝕エ藝形成第二溝槽9 ;淀積第二隔離層10 (CVD淀積ー層或多層較易除去且除去的時(shí)候僅對(duì)周?chē)Y(jié)構(gòu)造成較小破壞甚至不 早成破壞的物質(zhì)，如TEOS等)。并去除第二溝槽底部9的第ニ隔離層10。步驟7，如圖8中所示，通過(guò)光刻エ藝和刻蝕エ藝在第二介電層8上形成第一通孔12(Via)。如圖9中所示，淀積第二金屬阻擋層13 ( PVD或CVD或ALD淀積TiN、Ti、TaN、Ta、WN、W等ー種或多種)；電鍍填充金屬銅，化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)去除第二介電層8上金屬銅，形成第二銅互連線14。步驟8，如圖10中所示，采用濕刻エ藝，去除第二隔離層10，形成第三空氣間隔15(air gap)。所選溶劑要使第二隔離層10與周?chē)慕饘僮钃鯇?、銅、第二介電層8等有較高的選擇比，如稀釋的氟化氫溶液(DHF)。步驟9，如圖10中所示，采用光刻エ藝，在第二光刻膠11上形成空氣間隔；并刻蝕以在第二介電層8上第二溝槽之間形成第四空氣間隔18。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)便易行，在銅互連線的側(cè)壁形成空氣間隔，可有效的改善銅互連RC延遲問(wèn)題。本發(fā)明的實(shí)施例可在第二銅互連線CVD淀積阻擋層(NDC)及低介電常數(shù)第三介電層(SiOCH)，重復(fù)制造エ藝形成第五空氣間隔；甚至更多層空氣間隔。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大馬士革工藝空氣間隔的制作方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，在基體上淀積第一介電層，刻蝕第一介電層以形成第一溝槽圖案，淀積第一隔離層； 步驟2，去除第一溝槽底部的第一隔離層； 步驟3，在第一介電層和第一隔離層上形成第一銅互連線； 步驟4，去除第一隔離層，形成第一空氣間隔； 步驟5,米用光刻工藝,在第一光刻膠上形成空氣間隔；并刻蝕以在第一介電層上第一溝槽之間形成第二空氣間隔。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括 步驟6，淀積第二介電層，刻蝕形成第二溝槽圖案，淀積第二隔離層，并去除第二溝槽底部的第二隔離層； 步驟7，在第二介電層上形成第一通孔，并形成第二銅互連線； 步驟8，去除第二隔離層，形成第三空氣間隙； 步驟9，采用光刻工藝，在第二光刻膠上形成空氣間隔；并刻蝕以在第二介電層上第二溝槽之間形成第四空氣間隔。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟I中的第一介電層由低介電常數(shù)材料制成。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟I中的第一介電層通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟I中的第一隔離層由正硅酸乙酯制成。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟3中的第一銅互連線通過(guò)淀積第一金屬阻擋層和電鍍填充銅形成。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一金屬阻擋層由TiN、Ti、TaN、Ta、WN、W中的一種或多種制成。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟4中通過(guò)濕法刻蝕去除第一隔離層。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述濕法刻蝕所選溶劑為氟化氫溶液。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟7中通過(guò)光刻工藝形成第一通孔。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種大馬士革工藝空氣間隔的制作方法，包括在基體上淀積第一介電層，刻蝕第一介電層以形成第一溝槽圖案，淀積第一隔離層；去除第一溝槽底部的第一隔離層；在第一介電層和第一隔離層上形成第一銅互連線；去除第一隔離層，形成第一空氣間隔；采用光刻工藝，在第一光刻膠上形成空氣間隔；并刻蝕以在第一介電層上第一溝槽之間形成第二空氣間隔。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)便易行，在銅互連線的側(cè)壁形成空氣間隔，可有效的改善銅互連RC延遲問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102768986SQ201210228260
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者姬峰, 李磊, 梁學(xué)文, 胡友存, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司