專利名稱：一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，尤其是關(guān)于一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法。
背景技術(shù)：
隨著器件尺寸的不斷縮小，電路的RC問題對(duì)集成電路的制造提出了更為苛刻的要求。眾所周知，電路的延遲、串?dāng)_等是和R與C的乘積成正比的，R即電路連線的電阻，C即電路之間的電容。電路連線的電阻與其自身電阻率成正比關(guān)系，在日益縮小的電路尺寸中，鋁導(dǎo)線較高的電阻成為限制電路尺寸往更小方向發(fā)展的因素(鋁的電阻率約為2.8×10-6歐·厘米)，同時(shí)，鋁導(dǎo)線本身的可靠性方面特性也比較差。目前，在很多先進(jìn)技術(shù)中，都采用了銅(銅的電阻率約為1.7×10-6歐·厘米)來代替鋁作為金屬導(dǎo)線，這樣，大大降低了連線的電阻，使電路等比例縮小成為可能，并且抗電遷移等可靠性的性能方面，也得到了大大的提高。
傳統(tǒng)的以鋁為導(dǎo)線的制備過程中，一般是先淀積鋁，然后再利用光刻和刻蝕對(duì)其進(jìn)行圖形化，接著在相鄰鋁線內(nèi)淀積介質(zhì)，進(jìn)行平坦化。重復(fù)上面這些步驟，最終實(shí)現(xiàn)多層金屬的堆疊。但是由于很難對(duì)銅進(jìn)行干法刻蝕，因此，在銅的布線過程中，人們采用了大馬士革的方法。所謂大馬士革工藝，源自古老的大馬士革的鑄劍工藝。根據(jù)這種工藝，目前一般采用先淀積介質(zhì)，然后通過光刻和刻蝕，在介質(zhì)層中實(shí)現(xiàn)圖形化，得到所需要的銅連線的圖形，然后再淀積防止銅擴(kuò)散的金屬阻擋層和銅籽晶層，再用電化學(xué)鍍(ECP)的方法將銅淀積到硅片表面，最后用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)的方法將多余的銅、阻擋層去除，實(shí)現(xiàn)平坦化。重復(fù)前面的步驟，即可實(shí)現(xiàn)多層金屬的堆疊。所謂雙大馬士革，相對(duì)于單大馬士區(qū)別在于其一次可以在兩層介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)圖形化并淀積金屬，即同時(shí)生成金屬的通孔、槽的圖形，并在一步淀積過程中填滿通孔和槽。
與此同時(shí)，人們正積極研究應(yīng)用低介電常數(shù)的介質(zhì)材料來減少電容C所造成的影響，傳統(tǒng)的介質(zhì)材料二氧化硅(SiO2，k＝3.9-4.2)顯然已經(jīng)不能滿足需求。除了積極尋找具有相對(duì)較低的介電常數(shù)材料外，人們也試圖采用生成攙雜或者多孔材料等方法來降低介質(zhì)材料的介電常數(shù)。除了通過在二氧化硅中加入其他元素來降低介電常數(shù)(如加入氟而形成氟硅玻璃，k約為3.7)，還開發(fā)出一些介電常數(shù)比較低的有機(jī)介質(zhì)如SiLK(一種有機(jī)聚合物低K材料)，Black Diamond(黑鉆石技術(shù))等。為了進(jìn)一步降低介電常數(shù)，人們將介質(zhì)做成多孔結(jié)構(gòu)，使之更接近于空氣的介電常數(shù)(空氣介電常數(shù)為1)。目前，多孔SiLK等的K值可達(dá)到2.2甚至更低。
然而，多孔低介電材料存在很多問題。首先，多孔低介電材料的介電常數(shù)隨著孔的密度和直徑的增加而降低。正是由于材料內(nèi)部小孔(能達(dá)到2nm以上的直徑)的存在，在圖形化完成之后(刻蝕完成之后)會(huì)在介質(zhì)的金屬通孔和金屬槽側(cè)壁不可避免地留下孔洞，這將會(huì)導(dǎo)致在接下來的PVD(Physical Vapor Deposition物理氣相沉積)或CVD(Chemical VaporDeposition化學(xué)氣相沉積)或ALD(Atomic Layer Deposition原子層沉積)淀積的過程中導(dǎo)致阻擋層或銅籽晶層的生長不連續(xù)，造成銅等金屬進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部，影響器件特性；或者在金屬淀積過程中，在金屬連線內(nèi)的孔洞，引起可靠性的問題。另外，隨著介質(zhì)內(nèi)部孔洞的增加，介電常數(shù)會(huì)有所下降，但是隨之而來的機(jī)械強(qiáng)度也會(huì)下降，即楊氏模量將大大降低，進(jìn)而帶來后續(xù)問題。當(dāng)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平坦化時(shí)，楊氏模量一般需要達(dá)到8GPa以上，否則會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)剝離現(xiàn)象，而多孔二氧化硅在達(dá)到介電常數(shù)為2.2時(shí)，其楊氏模量僅為5GPa。
因此，在孔的密封性和機(jī)械強(qiáng)度方面，需要對(duì)多孔低介電材料做出改進(jìn)。目前，針對(duì)孔的密封問題，人們提出了用紫外線(UV)、電子束等處理方法，而其中電子束由于對(duì)底層材料可能帶來的損傷被淘汰出局。也有人提出在多孔介質(zhì)內(nèi)形成雙大馬士革圖形之后，在通孔和槽的側(cè)壁和底部淀積一層薄的無孔介質(zhì)，來達(dá)到密封孔的目的，如專利公開號(hào)為CN1591858的專利所述，通孔層采用低介電無孔介質(zhì)作為金屬通孔層，并在其上淀積刻蝕阻擋層，然后再淀積一層多孔低介電材料，作為金屬槽層，通過雙大馬士革方法在其中形成圖形，再在其上生長一層薄的無孔介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多孔介質(zhì)孔的密封，然后利用回刻去掉底部的介質(zhì)，再實(shí)現(xiàn)金屬連線。但是由于多孔介質(zhì)本身機(jī)械強(qiáng)度的原因，此法很難使其機(jī)械強(qiáng)度得到大的提高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的多孔低介電材料機(jī)械強(qiáng)度不足，采用了兩次雙大馬士革的方法，在多孔低介電介質(zhì)的金屬通孔和槽的側(cè)壁形成一層無孔的介質(zhì)，使其達(dá)到密封，并從結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)了介質(zhì)層的機(jī)械強(qiáng)度，較好的控制了圖形的尺寸和形貌以及介質(zhì)薄膜的厚度。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)的一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，采用二次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理，第一次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理形成的大馬士革圖形上的通孔和凹槽的尺寸大于圖形設(shè)計(jì)的尺寸，在用無孔介質(zhì)將所述的通孔和凹槽填滿后，再在該無孔介質(zhì)中進(jìn)行第二次雙大馬士革圖形化，形成的通孔和凹槽的尺寸等于圖形設(shè)計(jì)的尺寸，再用金屬將所述的通孔和凹槽填充，完成金屬連線的互連。
其中，所述的多孔低介電材料孔徑達(dá)2nm以上。所述的無孔介質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度大于多孔低介電材料，介電常數(shù)高于多孔低介電材料。多孔低介電材料可以是多孔SiLK，多孔二氧化硅，多孔MSQ(methylsilsesquioxane，甲基倍半硅氧烷)，多孔SiOCH(碳氧化硅)中的一種或它們的組合。無孔介質(zhì)是氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮碳硅中的一種或它們的組合。金屬阻擋層是氮化鉭、鉭的一種或其組合。
本發(fā)明提供的另外一種技術(shù)一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于包括以下步驟依次在下層襯底上淀積阻擋層、第一多孔低介電材料層、第一刻蝕阻擋層、第二多孔低介電材料介質(zhì)層、第二刻蝕阻擋層；運(yùn)用傳統(tǒng)雙大馬士革方法，在多孔低介電材料介質(zhì)層中進(jìn)行圖形化，形成大于設(shè)計(jì)尺寸的通孔和槽，刻蝕分別停于襯底上的阻擋層和第一刻蝕阻擋層上；在形成的通孔和槽中淀積無孔介質(zhì)，將其填滿；利用回刻的方法實(shí)現(xiàn)平坦化，刻蝕停于第二刻蝕阻擋層上；再運(yùn)用第二次雙大馬士革方法，在無孔介質(zhì)中進(jìn)行圖形化，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)則所要求的尺寸，形成金屬通孔和槽；刻蝕停于第一刻蝕阻擋層，并打通襯底上的阻擋層，使金屬通孔與襯底相通；在金屬通孔和槽中淀積金屬阻擋層，并進(jìn)行金屬連線，實(shí)現(xiàn)金屬化，并最終進(jìn)行平坦化。
其中，所述的阻擋層是碳化硅層。所述的阻擋層通過PECVD方法淀積，厚度為300A。所述的多孔低介電材料可以是多孔SiLK，多孔二氧化硅，多孔MSQ，多孔SiOCH中的一種或它們的組合。所述的多孔低介電材料厚度為3000A。
形成第一及第二多孔低介電材料介質(zhì)層的方法包括以下步驟1.旋涂一層多孔低介電材料；2.再將將硅片置于高溫環(huán)境中烘焙，干燥其溶劑并使介質(zhì)不可溶解；3.然后再將硅片置于充惰性氣體的爐子中固化，形成多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述的高溫環(huán)境溫度是200度。所述的固化爐溫為400度，固化時(shí)間為30分鐘。
所述的第一及第二刻蝕阻擋層是碳化硅層。所述的第一及第二刻蝕阻擋層采用PECVD淀積，厚度為500A。所述的通孔和槽大于設(shè)計(jì)尺寸50-100nm。所述的無孔介質(zhì)是氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮碳硅中的一種或它們的組合。利用PVD淀積金屬阻擋層和銅籽晶到硅片，并利用電化學(xué)鍍淀積金屬銅到硅片上，最后進(jìn)行平坦化。所述的金屬阻擋層是氮化鉭、鉭的一種或其組合。
本發(fā)明利用兩次雙大馬士革的方法，在多孔低介電介質(zhì)的金屬通孔和槽的側(cè)壁形成一層無孔的介質(zhì)，使其達(dá)到密封，解決了由于介質(zhì)材料圖形化后金屬通孔和金屬槽側(cè)壁上小孔的存在，而導(dǎo)致金屬阻擋層不連續(xù)、導(dǎo)電金屬淀積時(shí)以及淀積后通過小孔進(jìn)入介質(zhì)材料內(nèi)部而對(duì)器件產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于無孔介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度要強(qiáng)于多孔低介電介質(zhì)，可以從結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)介質(zhì)層的機(jī)械強(qiáng)度。而且，由于兩次均采用了雙大馬士革的方法，圖形的尺寸和形貌可以得到較好的控制，達(dá)到較好地控制介質(zhì)薄膜的厚度。

圖1是本發(fā)明淀積完雙大馬士革工藝所需各層之后的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明完成第一次雙大馬士革圖形之后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明淀積完無孔介質(zhì)之后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明對(duì)無孔介質(zhì)進(jìn)行第二次雙大馬士革圖形化之后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明完成金屬阻擋層、金屬連線淀積之后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施步驟作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明采用二次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理，第一次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理形成的大馬士革圖形上的通孔和凹槽的尺寸大于圖形設(shè)計(jì)的尺寸，在用無孔介質(zhì)將所述的通孔和凹槽填滿后，再在該無孔介質(zhì)中進(jìn)行第二次雙大馬士革圖形化，形成的通孔和凹槽的尺寸等于圖形設(shè)計(jì)的尺寸，再用金屬將所述的通孔和凹槽填充，完成金屬連線的互連。
首先請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是本發(fā)明淀積完雙大馬士革工藝所需各層之后的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，依次在下層襯底10上淀積阻擋層1、第一多孔低介電材料層2、第一刻蝕阻擋層3、第二多孔低介電材料介質(zhì)層4、第二刻蝕阻擋層5。在襯底上依次形成這五個(gè)層的一個(gè)具體實(shí)施例可以是在襯底10上做完下層圖案之后，通過PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition等離子體輔助化學(xué)氣相沉積)方法，在襯底10上生長一層300A碳化硅作為阻擋層1。緊接著通過旋涂的方法，在阻擋層1上旋涂一層3000A多孔SiLK作為第一多孔低介電材料2，再將硅片置于200度環(huán)境中烘焙，以便于干燥溶劑并使介質(zhì)不可溶解。然后再將硅片置于400度充惰性氣體的爐子中固化30分鐘，形成多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)。在其上用PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition等離子體輔助化學(xué)氣相沉積)方法，生長一層500A碳化硅作為刻蝕阻擋層3。通過旋涂的方法，在阻擋層1上旋涂一層3000A多孔SiLK作為第二多孔低介電材料4，再一次將硅片置于200度中烘焙，以便干燥溶劑并使介質(zhì)不可溶解。再將硅片置于400度充惰性氣體的爐子中固化30分鐘，形成多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)。在其上用PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition等離子體輔助化學(xué)氣相沉積)方法，生長一層500A碳化硅作為阻擋層5。
這里的第一或第二多孔低介電材料2、4不僅可以是以上實(shí)施例中提到的多孔SiLK，多孔二氧化硅、多孔MSQ、多孔SiOCH中的一種或它們的組合以及其他類似的具有多孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有低介電特性的材料也同樣可以用作本發(fā)明的第一或第二多孔低介電材料2、4。一般而言，本發(fā)明的第一或第二多孔低介電材料2、4孔徑達(dá)2nm以上。
請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明完成第一次雙大馬士革圖形之后的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，運(yùn)用傳統(tǒng)雙大馬士革方法，在第一和第二多孔低介電材料介質(zhì)層2、4中進(jìn)行圖形化，形成大于設(shè)計(jì)尺寸的通孔和槽，刻蝕分別停于襯底上的阻擋層1和第一刻蝕阻擋層3上。本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例是在硅片上曝光形成比實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)則所需要的尺寸大50-100nm的槽和孔圖形，利用碳化硅與光刻膠的大的刻蝕選擇比，在碳化硅上打開缺口，并利用SiLK與碳化硅的大的刻蝕選擇比，使刻蝕在對(duì)SiLK刻蝕后停在碳化硅阻擋層1和3上，最終形成所需要的圖形，得到如圖2所示結(jié)構(gòu)。
接下來，請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明淀積完無孔介質(zhì)之后的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖3中，在上一步驟形成的通孔和槽中淀積無孔介質(zhì)6，將其填滿。利用回刻的方法實(shí)現(xiàn)平坦化，刻蝕停于第二刻蝕阻擋層5上。一個(gè)具體實(shí)施例可以是運(yùn)用旋涂的方法，在所形成的槽和通孔中填滿二氧化硅，得到圖3所示結(jié)構(gòu)；再運(yùn)用回刻的方法，對(duì)二氧化硅進(jìn)行平坦化處理，利用二氧化硅與碳化硅的刻蝕選擇比，使其停留在碳化硅阻擋層5上；符合本發(fā)明的無孔介質(zhì)6機(jī)械強(qiáng)度大于多孔低介電材料2、4，介電常數(shù)高于多孔低介電材料2、4。具體的本發(fā)明的無孔介質(zhì)6可以是氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮碳硅中的一種或它們的組合。
由上述對(duì)刻蝕步驟的介紹可知本發(fā)明的阻擋層1第一及第二刻蝕阻擋層3、5是碳化硅層，當(dāng)然也可以是其它任何光刻膠以及無孔介質(zhì)6具有較大刻蝕選擇比的物質(zhì)。
請(qǐng)參閱圖4，圖4是本發(fā)明對(duì)無孔介質(zhì)進(jìn)行第二次雙大馬士革圖形化之后的結(jié)構(gòu)示意圖。再次運(yùn)用第二次雙大馬士革方法，在無孔介質(zhì)6中進(jìn)行圖形化，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)則所要求的尺寸，形成金屬通孔和槽，刻蝕停于第一刻蝕阻擋層3，并打通襯底10上的阻擋層1，使金屬通孔與襯底10相通。一個(gè)較佳實(shí)施例是利用二氧化硅與碳化硅的刻蝕選擇比，在二氧化硅中進(jìn)行光刻和刻蝕，使其停留在碳化硅阻擋層3上，達(dá)到所需要的圖形尺寸，并利用碳化硅與光刻膠的大的刻蝕選擇比打通阻擋層1，使通孔與下部襯底10相連通，得到圖4所示結(jié)構(gòu)。
最后請(qǐng)參閱圖5，圖5是本發(fā)明完成金屬阻擋層、金屬連線淀積之后的結(jié)構(gòu)示意圖。
在雙大馬士革結(jié)構(gòu)銅阻擋層的沉積方法中。銅作為新的連線材料運(yùn)用在集成電路制造工藝中。由于銅對(duì)半導(dǎo)體器件的危害性，所以淀積銅之前，應(yīng)先淀積一層阻擋層，以防止銅的擴(kuò)散。目前一般采用離子化物理氣相淀積工藝淀積阻擋層。阻擋層在介質(zhì)層與銅之間，起到了阻止銅擴(kuò)散的作用。
本發(fā)明在金屬通孔和槽中淀積金屬阻擋層7，并進(jìn)行金屬連線8，實(shí)現(xiàn)金屬化，并最終進(jìn)行平坦化。具體步驟是利用PVD(Physical Vapor Deposition物理氣相沉積)淀積金屬阻擋層和銅籽晶到硅片，并利用電化學(xué)鍍淀積金屬銅到硅片上，最后進(jìn)行平坦化。所述的金屬阻擋層7是氮化鉭、鉭的一種或其組合。
在一個(gè)可能的實(shí)施例中，利用PVD淀積金屬阻擋層氮化鉭/鉭和銅籽晶得到硅片，并利用電化學(xué)鍍(ECP)淀積金屬銅到硅片上，然后利用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)進(jìn)行平坦化。最終得到圖5所示結(jié)構(gòu)。
以上介紹的是本發(fā)明的基本實(shí)施步驟。任何對(duì)本發(fā)明實(shí)施步驟作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的等同改變或替換均不超出本發(fā)明的創(chuàng)造以及保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于采用二次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理，第一次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理形成的大馬士革圖形上的通孔和凹槽的尺寸大于圖形設(shè)計(jì)的尺寸，在用無孔介質(zhì)將所述的通孔和凹槽填滿后，再在該無孔介質(zhì)中進(jìn)行第二次雙大馬士革圖形化，形成的通孔和凹槽的尺寸等于圖形設(shè)計(jì)的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的多孔低介電材料孔徑達(dá)2nm以上。
3.如權(quán)利要求1所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的無孔介質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度大于多孔低介電材料，介電常數(shù)高于多孔低介電材料。
4.如權(quán)利要求1所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的多孔低介電材料可以是多孔有機(jī)聚合物低K材料，多孔二氧化硅，多孔甲基倍半硅氧烷，多孔碳氧化硅中的一種或它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的無孔介質(zhì)是氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮碳硅中的一種或它們的組合。
6.如權(quán)利要求1所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于金屬阻擋層是氮化鉭、鉭的一種或其組合。
7.一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于包括以下步驟a)依次在下層襯底上淀積阻擋層、第一多孔低介電材料層、第一刻蝕阻擋層、第二多孔低介電材料介質(zhì)層、第二刻蝕阻擋層；b)運(yùn)用傳統(tǒng)雙大馬士革方法，在多孔低介電材料介質(zhì)層中進(jìn)行圖形化，形成大于設(shè)計(jì)尺寸的通孔和槽，刻蝕分別停于襯底上的阻擋層和第一刻蝕阻擋層上；c)在形成的通孔和槽中淀積無孔介質(zhì)，將其填滿；d)利用回刻的方法實(shí)現(xiàn)平坦化，刻蝕停于第二刻蝕阻擋層上；e)再運(yùn)用第二次雙大馬士革方法，在無孔介質(zhì)中進(jìn)行圖形化，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)則所要求的尺寸，形成金屬通孔和槽，刻蝕停于第一刻蝕阻擋層，并打通襯底上的阻擋層，使金屬通孔與襯底相通；f)在金屬通孔和槽中淀積金屬阻擋層，并進(jìn)行金屬連線，實(shí)現(xiàn)金屬化，并最終進(jìn)行平坦化。
8.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的阻擋層是碳化硅層。
9.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的阻擋層通過PECVD方法淀積，厚度為300A。
10.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的多孔低介電材料可以是多孔低介電常數(shù)硅材料，多孔二氧化硅，多孔甲基倍半硅氧烷，多孔碳氧化硅中的一種或它們的組合。
11.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的多孔低介電材料厚度為3000A。
12.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于形成第一及第二多孔低介電材料介質(zhì)層的方法包括以下步驟1.旋涂一層多孔低介電材料；2.再將將硅片置于高溫環(huán)境中烘焙，干燥其溶劑并使介質(zhì)不可溶解；3.然后再將硅片置于充惰性氣體的爐子中固化，形成多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的高溫環(huán)境溫度是200度。
14.如權(quán)利要求12所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的固化爐溫為400度，固化時(shí)間為30分鐘。
15.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的第一及第二刻蝕阻擋層是碳化硅層。
16.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的第一及第二刻蝕阻擋層采用PECVD淀積，厚度為500A。
17.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于步驟b中所述的通孔和槽大于設(shè)計(jì)尺寸50-100nm。
18.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的無孔介質(zhì)是氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮碳硅中的一種或它們的組合。
19.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于步驟e進(jìn)一步包括以下步驟利用PVD淀積金屬阻擋層和銅籽晶到硅片，并利用電化學(xué)鍍淀積金屬銅到硅片上，最后進(jìn)行平坦化。
20.如權(quán)利要求7所述的密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，其特征在于所述的金屬阻擋層是氮化鉭、鉭的一種或其組合。
全文摘要
一種密封大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔的方法，采用二次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理，第一次雙大馬士革結(jié)構(gòu)的圖形化工藝處理形成的大馬士革圖形上的通孔和凹槽的尺寸大于圖形設(shè)計(jì)的尺寸，在用無孔介質(zhì)將所述的通孔和凹槽填滿后，再在該無孔介質(zhì)中進(jìn)行第二次雙大馬士草圖形化，形成的通孔和凹槽的尺寸等于圖形設(shè)計(jì)的尺寸。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)大馬士革結(jié)構(gòu)中多孔低介電材料小孔對(duì)密封，并從結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)了介質(zhì)層的機(jī)械強(qiáng)度，較好的控制了圖形的尺寸和形貌以及介質(zhì)薄膜的厚度。
文檔編號(hào)H01L21/311GK101017794SQ20071003777
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者李佳青 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司