一种非通孔连接的铜互连方法技术

本发明专利技术公开了一种非通孔连接的铜互连方法，其包括形成下层铜金属层，并淀积一层介质膜；光刻，形成光刻胶掩蔽部分和无光刻胶掩蔽部分；将无光刻胶掩蔽部分的介质膜刻开；刻蚀或腐蚀介质膜刻开部分处的下层铜金属层；淀积金属层间膜；光刻，定义出具有沟槽的上层铜金属层的图形；将上述上层铜金属层图形中沟槽处的介质膜刻开；通过淀积和电镀工艺，在上述沟槽中形成上层铜金属层。本发明专利技术光刻和刻蚀工艺均在平面上完成，上下层金属的连通由两层铜直接接触实现，避免了镶嵌式结构的非平面化特性对工艺造成的负面影响，提高了工艺的可控性。

【技术实现步骤摘要】
一种非通孔连接的铜互连方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造工艺
，尤其涉及一种半导体中非通孔连接的铜互连方法。
技术介绍
随着集成电路制造工艺的进步，互连部分对芯片整体性能（包括速度、面积、功耗、合格率和可靠性等）的影响越来越大。互连技术发展过程中的一个重要的进步，就是用铜取代铝作为金属连线。这一方面，是由铜的材料特性所决定，即铜的电阻率比铝更低，抗电迁移性能也更好。另一方面，铜互连采用的镶嵌工艺（亦称“大马士革”工艺）可以更好地与超低k值介质集成，满足技术进一步发展的需求。目前，90%以上的12寸集成电路生产线采用了铜互连工艺并一致采用镶嵌结构。铜互连镶嵌工艺的主要工艺流程包括：在已形成的下层铜金属膜上，淀积金属层间膜；运用通孔、金属沟槽两张光刻版，通过光刻和刻蚀工艺，在金属层间膜上形成上层金属走线所需的沟槽，和连接上下层金属的通孔，称为双镶嵌结构（亦称“双大马士革”结构），其具体有沟槽优先、通孔优先、带硬掩模等各种实现方式；通过薄膜淀积和电镀工艺，将铜阻挡层、铜籽晶层和铜填充至已形成的通孔和沟槽中；通过研磨工艺，将层间膜上方的多余金属磨去，只留下沟槽和通孔中的铜，从而完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非通孔连接的铜互连方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01，提供衬底，形成下层铜金属层，并在形成的下层铜金属层上淀积一层介质膜；步骤S02，通过光刻板进行光刻，使下层铜金属层需要与待形成的上层铜金属层连通的部分用光刻胶掩蔽，而不需要连通的部分则无光刻胶掩蔽；步骤S03，通过刻蚀工艺，将无光刻胶掩蔽部分的介质膜刻开，然后去除光刻胶；步骤S04，去除介质膜刻开部分处的下层铜金属层；步骤S05，在上述步骤处理后的表面上淀积金属层间膜，并平坦化；步骤S06，通过光刻板进行光刻，定义出具有沟槽的上层铜金属层的图形；步骤S07，通过刻蚀工艺，去除上述上层铜金属层图形中沟槽处的金属层间膜和介质膜，露出...

【技术特征摘要】
1.一种非通孔连接的铜互连方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01，提供衬底，形成下层铜金属层，并在形成的下层铜金属层上淀积一层介质膜；其中，该下层铜金属层包括需要与待形成的上层铜金属层连通的第一下层铜金属和不需要与上层铜金属层连通的第二下层铜金属；步骤S02，通过光刻板进行光刻，使下层铜金属层需要与待形成的上层铜金属层连通的第一下层铜金属上方用光刻胶掩蔽，而不需要连通的第二下层铜金属上方则无光刻胶掩蔽；步骤S03，通过刻蚀工艺，将无光刻胶掩蔽部分的介质膜刻开，然后去除光刻胶；步骤S04，去除介质膜刻开部分处暴露的部分第二下层铜金属；步骤S05，在上述步骤处理后的表面上淀积金属层间膜，并平坦化；步骤S06，通过光刻板进行光刻，定义出具有沟槽的上层铜金属层的图形；其中，与下层连通的上层铜金属层的沟槽对应于第一下层铜金属上方；不与下层连通的上层铜金属层的沟槽对应于第二下层铜金属上方；步骤S07，通过刻蚀工艺，去除上述上层铜金属层图形中沟槽处的金属层间膜和介质膜，露出需要与上层铜金属层连通的第一下层铜金属，不需要连通的第二下层铜金属上留有金属层间膜，然后去除光刻胶；步骤S08，通过淀积和电镀工艺，在上述沟槽中形成上层铜金属层。2.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该下层铜金属层厚度为100-500nm。3.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该介质膜为氮化硅或氮氧化硅构成的通孔掩膜层，其厚度为10-50nm。4.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S02中所用光刻板为非通孔光刻板，光刻线宽为20-100nm。5.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S03是通过干法刻蚀，刻开介质膜。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铭，
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：