一种具有空气间隙的金属互连结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有空气间隙的金属互连结构及其制备方法，该金属互连结构的第一电介质层中形成有互连金属柱，第二沟槽贯穿第一电介质层并位于相邻的互连金属柱之间，第二沟槽内填充有第二电介质层且第二电介质层内形成有空气间隙。该空气间隙能够有效降低介电材料的介电常数，从而降低RC延迟。进一步地，在制备工艺中形成隔离层，使得第二沟槽与互连金属柱通过所述隔离层相隔离，避免在对互连金属柱之间的第一电介质层进行刻蚀形成第二沟槽时，对互连金属柱造成损伤。同时，还限定了第二沟槽的深宽比，以保证形成的空气间隙大小合适并使其位于第二沟槽的中心位置。其位于第二沟槽的中心位置。其位于第二沟槽的中心位置。

【技术实现步骤摘要】
一种具有空气间隙的金属互连结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别是涉及一种具有空气间隙的金属互连结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]在集成电路芯片的制作工艺中，由于铜具有良好的抗电迁移性能良好的机械加工性能以及更小的延迟和串音干扰，使其成为后道互连线材料的主流选择。同时在铜互连线之间还存在层间电介质以实现互连线之间的绝缘，这就使得互连线之间不可避免地存在分布电容，或者称之为寄生电容。寄生电容不仅影响芯片的速度，也对工作可靠性构成严重威胁。特别随着是线宽的进一步缩小，寄生电容带来的RC延迟也更为严重。
[0003]RC延迟已成为进一步扩大互连规模的重要瓶颈，这也推动了在BEOL中引入新材料和集成方案的需求。降低电介质的k值，可以减小电容的容量。因此，使用低k(low
‑
k)材料作为电介质层，可以有效地降低互连线之间的寄生电容，从而降低RC延迟。通常介电常数k值小于2.8的材料被定义为低k材料，目前业界常用的多孔材料(如有孔洞的SiOCH)，其介电常数k值也在2.1以上。空气作为良好的隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空气间隙的金属互连结构，其特征在于，所述金属互连结构包括：基底；刻蚀停止层，形成于所述基底上；第一电介质层，形成于所述刻蚀停止层上；第一沟槽，贯穿所述刻蚀停止层及第一电介质层并连通所述基底，所述第一沟槽的侧壁形成有隔离层，互连金属柱填充所述第一沟槽并覆盖所述隔离层；第二沟槽，贯穿所述第一电介质层并位于相邻所述互连金属柱之间，所述第二沟槽与互连金属柱通过所述隔离层相隔离，所述第二沟槽内填充有第二电介质层，且所述第二电介质层内形成有空气间隙。2.根据权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于：所述互连金属柱沿第一方向延伸，且多个所述互连金属柱沿第二方向排列，第一方向与第二方向相互垂直，且第一方向与第二方向均垂直于竖直方向。3.根据权利要求2所述的金属互连结构，其特征在于：所述第二沟槽位于所述互连金属柱的沿第一方向排布的两个端部之间，多个所述第二沟槽沿第二方向排布为一行或多行。4.根据权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于：所述第二沟槽的深度与宽度的比值为AR，0.7≤AR≤2.0。5.根据权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于：单个的所述第二沟槽内形成有1个所述空气间隙，且所述空气间隙位于所述第二沟槽的中心位置。6.一种具有空气间隙的金属互连结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：提供基底，于所述基底上依次形成刻蚀停止层、第一电介质层、保护层、硬掩膜层及第一光阻层...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷东光，常建光，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：