低介电常数半导体器件及其制造方法技术

一种制造低介电常数半导体的方法，包括以下步骤：在衬底上沉积第一金属层；构图第一金属层，以形成构图的第一金属布线；在构图的第一金属布线上施加第一绝缘材料以形成支撑结构；通过接触印刷工艺构图第一绝缘材料；在支撑结构上沉积较低介电常数的第二绝缘材料；平面化第二绝缘材料；在平面化的第二绝缘材料上沉积抛光停止膜层，以形成多个金属柱；在抛光停止膜层上沉积第二金属层，以形成与所述柱的互连；以及构图金属层，以形成通过金属柱互连到第一金属布线的第二金属布线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于逻辑、存储器、通信和微控制器应用的微电子芯片的制造。本专利技术尤其涉及支撑结构的使用，以在半导体器件中集成超低介电常数(K)的材料。
技术介绍
硅集成电路的工作速度正在显著地提高，以满足在计算、通信和微控制器应用中需要的强大性能。这又需要减少用于互连芯片上的电路的布线中的信号传输延迟，从而不会由于互连延迟而较大地限制或妨碍性能。芯片中互连延迟的发生是由于RC时间常数，其中R是芯片布线中的电阻值，C是在多层互连叠层中的信号线和周围导体之间的有效电容量。通过减小围绕这些线的绝缘介质的介电常数K，可以减小互连电容量。因此，已经有很多研究，用于在互连结构中确定和使用低K绝缘体。为此已经提出可能用作低K材料的全部绝缘体材料包括氟化硅、经过或未经过氟化的聚合物、无定形特氟隆类聚合物、以及由多孔硅形成的气凝胶。将低K介质材料集成到这种布线结构中存在几个实际困难。首先，很多这些低K材料的物理化学性质对于化学机械抛光处理不是最优的。例如，大部分聚合材料过于软，在化学机械抛光中过快地腐蚀，从而不能很好地控制嵌入的层厚。通过在介质上施加硬覆层作为化学机械抛光停止层可以控制一些上述情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造低介电常数半导体的方法，包括以下步骤：在衬底上沉积第一金属层；构图所述第一金属层以形成构图的第一金属布线；在所述构图的第一金属布线上形成支撑结构，其中所述支撑结构是介电常数为Ｋ↓［１］的第一绝缘材料； 构图所述支撑结构；在所述支撑结构上沉积第二绝缘材料，其中所述第二绝缘材料的介电常数为Ｋ↓［２］；平面化所述第二绝缘材料；在所述平面化的第二绝缘材料上沉积抛光停止膜层；在所述抛光停止膜层中形成多个金属柱；　 　在所述抛光停止膜层上沉积第二金属层，以形成第二金属...

【技术特征摘要】
US 2004-4-2 10/817,1791.一种制造低介电常数半导体的方法，包括以下步骤在衬底上沉积第一金属层；构图所述第一金属层以形成构图的第一金属布线；在所述构图的第一金属布线上形成支撑结构，其中所述支撑结构是介电常数为K1的第一绝缘材料；构图所述支撑结构；在所述支撑结构上沉积第二绝缘材料，其中所述第二绝缘材料的介电常数为K2；平面化所述第二绝缘材料；在所述平面化的第二绝缘材料上沉积抛光停止膜层；在所述抛光停止膜层中形成多个金属柱；在所述抛光停止膜层上沉积第二金属层，以形成第二金属布线；以及构图所述第二金属层，以通过所述金属柱在所述第二金属布线和所述第一金属布线之间形成互连。2.根据权利要求1的方法，还包括重复每个所述步骤。3.根据权利要求1的方法，其中所述第二绝缘材料的所述介电常数K2低于所述第一绝缘材料的所述介电常数K1。4.根据权利要求1的方法，其中通过反应离子蚀刻或镶嵌工艺构图所述第一金属层。5.根据权利要求1的方法，其中通过接触印刷形成所述支撑结构。6.根据权利要求5的方法，其中所述接触印刷包括以下步骤形成印模；形成连接到所述印模的模板，其中所述模板具有希望印刷图形的反图形；固化所述模板和所述印模；从所述模板剥离所述印模；以及将所述模板暴露于墨水。7.根据权利要求1的方法，其中沉积所述第二绝缘材料的所述步骤还包括以下步骤施加具有隔离层的无孔材料；以及除去所述隔离层。8.根据权利要求7的方法，其中通过加热进行所述除去步骤。9.根据权利要求1的方法，其中通过回蚀刻处理、化学机械抛光处理或其任意组合进行所述平面化步骤。10.根据权利要求9的方法，其中所述回蚀刻处理包括以下步骤旋涂蚀刻率与所述第二绝缘材料相同的材料；以及蚀刻所述旋涂材料，以在所述第二绝缘材料上形成平表面。11.根据权利要求1的方法，其中通过镶嵌工艺形成所述金属柱。12.根据权利要求1的方法，其中所述第一绝缘材料是介电常数低于4的低K介质。13.根据权利要求1的方法，其中所述第一绝缘材料是介电常数低于3的低K介质。14.根据权利要求1的方法，其中所述第一绝缘材料选自聚合物、有机聚合材料、无机聚合材料、聚合树脂、无孔无机材料、有机-无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：L克莱文杰，L徐，TD袁，C蒂贝格，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]