The invention provides a method of forming air gap structure after interconnection, through XeF2 etching process for etching the through hole or the side wall of the trench buried metal layer above the upper surface part of metal copper, buried layer ear, in the subsequent deposition of dielectric film, can effectively avoid the physical strength of the air gap structure collapse and the air gap structure becomes low, thereby reducing the probability of failure of devices.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路制造工艺
,尤其涉及一种在后道互连中生成空气隙结构的方法。
技术介绍
随着集成电路工艺的不断发展和进步,半导体制程的关键尺寸不断缩小,芯片上互连线的截面积和线间距离也随之持续下降,因此互连线电阻R和寄生电容C提高,这导致互连线的时间常数RC大幅度提高。于是互连线的时间常数RC在集成电路总延迟中所占的比例越来越大,成为限制互连速度的主要原因。在0.13um及其以上制程中,半导体通常采用金属铝作为后道连线的材料。而进入到90nm及其以下制程时,随着互连线层数和长度的迅速增加以及互连宽度的减小,铝连线的电阻增加,导致互连时间延迟,信号衰减及串扰增加,同时电迁移和应力效应加剧,严重影响了电路的可靠性。由于金属铜具有更小的电阻率和电迁移率,因此,金属铜成为深亚微米时代后道金属的首选材料。根据互连线的时间常数RC的计算方法,在选择低电阻率和电迁移率的金属材料之外,还可以采用介电常数K较低的介质材料来有效降低RC,从而提高器件的响应速度等参数。一般来说,常用的TEOS氧化膜,其K值约为3.9~4.2,可满足0.13um及其以上技术代的工艺要求。90nm工艺后道互连通常使用低K介质FSG(掺氟硅玻璃),其K值约为3.5~3.8。在65nm及其以下时常用的低K介质材料是BD和BDII,其K值为2.5~3.3,其中BDII是BD的优化版,具有较低的K值。随着半导体技术的不断发展,BDII已不能满足如32nm、28nm等技术代的工艺要求。因此,空气隙的概念应运而生。由于空气的K值为1,能很好的降低RC,但是其机械强度无法支撑整个结构。于是,将 ...
【技术保护点】
一种在后道互连中生成空气隙结构的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S01:在基底上形成平坦化后的金属铜互连结构,所述金属铜互连结构包括金属铜连线、介质层及埋层金属层,金属铜填充于位于介质层的通孔或沟槽内形成金属铜连线,埋层金属层位于通孔或沟槽的侧壁和底部,并且位于介质层与金属铜连线之间,经平坦化后,介质层的上表面、通孔或沟槽的侧壁的埋层金属层的顶部以及金属铜连线的顶部互相齐平;步骤S02:在平坦化后的金属铜互连结构上表面涂布光刻胶,通过曝光和显影形成刻蚀开口;步骤S03:以光刻胶和金属铜为掩膜,通过刻蚀开口刻蚀去除金属铜连线间的介质层;步骤S04:清洗刻蚀后结构;步骤S05:刻蚀去除执行步骤S04后出现的位于通孔或沟槽的侧壁的埋层金属高出金属铜的上表面的部分;步骤S06:淀积上层介质膜,形成空气隙结构。
【技术特征摘要】
1.一种在后道互连中生成空气隙结构的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S01:在基底上形成平坦化后的金属铜互连结构,所述金属铜互连结构包括金属铜连线、介质层及埋层金属层,金属铜填充于位于介质层的通孔或沟槽内形成金属铜连线,埋层金属层位于通孔或沟槽的侧壁和底部,并且位于介质层与金属铜连线之间,经平坦化后,介质层的上表面、通孔或沟槽的侧壁的埋层金属层的顶部以及金属铜连线的顶部互相齐平;步骤S02:在平坦化后的金属铜互连结构上表面涂布光刻胶,通过曝光和显影形成刻蚀开口;步骤S03:以光刻胶和金属铜为掩膜,通过刻蚀开口刻蚀去除金属铜连线间的介质层;步骤S04:清洗刻蚀后结构;步骤S05:刻蚀去除执行步骤S04后出现的位于通孔或沟槽的侧壁的埋层金属高出金属铜的上表面的部分;步骤S06:淀积上层介质膜,形成空气隙结构。2.根据权利要求1所述的在后道互连中生成空气隙结构的方法,其特征在于,所述步骤S05中,采用干法刻蚀工艺刻蚀去除通孔或沟槽的侧壁的埋层金属高出金属铜的上表面的部分。3.根据权利要求2所述的在后道互连中生成空气隙结构的方法,其特征在于,所述干法刻蚀工艺的反应气体为XeF2,刻蚀温度为80℃~130℃,XeF2气流...
【专利技术属性】
技术研发人员:姚嫦娲,
申请(专利权)人:上海集成电路研发中心有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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