專利名稱：互連層中空氣間隙的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種互連層中空氣間隙的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高性能與多功能的集成電路新時(shí)代，集成電路內(nèi)元件的密度會(huì)隨之增加，而元件尺寸以及零件或元件之間的間距會(huì)隨之縮小。在過去要達(dá)成上述目的，僅受限于光刻技術(shù)定義結(jié)構(gòu)的能力，現(xiàn)有技術(shù)中，具有較小尺寸的元件的幾何特征產(chǎn)生了新的限制因素。例如，當(dāng)導(dǎo)電圖案之間的距離縮小時(shí)，任意兩相鄰的導(dǎo)電圖案所產(chǎn)生的電容(為用以隔開導(dǎo)電圖案之間的距離的絕緣材料的介電常數(shù)K的函數(shù))會(huì)增加。此增加的電容會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體間的電容耦合上升，從而增加電力消耗并提高電阻-電容(Re)時(shí)間常數(shù)。因此，半導(dǎo)體集成電路性能以及功能是否可以不斷的改良取決于正在開發(fā)的具有低介電常數(shù)的材料。由于具有最低介電常數(shù)的材料為空氣(k = 1.0)，通常會(huì)形成空氣間隙來進(jìn)一步降低互連層內(nèi)的有效K值。現(xiàn)有技術(shù)在互連層中空氣間隙的形成方法，包括:請(qǐng)參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100 ;形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底100的刻蝕停止層101 ;形成覆蓋所述刻蝕停止層101的層間介質(zhì)層103 ;形成位于所述層間介質(zhì)層103表面的圖形化的光刻膠層105 ；請(qǐng)參考圖2，以所述圖形化的光刻膠層105為掩膜，刻蝕所述層間介質(zhì)層103和刻蝕停止層101，形成溝槽107 ；請(qǐng)參考圖3，去除所述圖形化的光刻膠層105，暴露出所述層間介質(zhì)層103表面；在去除所述圖形化的光刻膠層105后，采用沉積工藝形成覆蓋所述溝槽107側(cè)壁的犧牲層109 ；請(qǐng)參考圖4，向所述溝槽內(nèi)填充導(dǎo)電金屬，形成金屬線111 ；請(qǐng)參考圖5，去除所述犧牲層109，形成空氣間隙113。然而，采用現(xiàn)有技術(shù)在互連層中空氣間隙形成后的半導(dǎo)體集成電路性能較差。更多關(guān)于在互連層中空氣間隙的形成方法請(qǐng)參考公開號(hào)為US20110018091的美國(guó)專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體集成電路性能較好的互連層中空氣間隙的形成方法。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種互連層中空氣間隙的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的層間介質(zhì)層；形成覆蓋所述層間介質(zhì)層的硬掩膜層；形成位于所述硬掩膜層表面的圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述硬掩膜層，使所述硬掩膜層具有開口 ；刻蝕完所述硬掩膜層后，去除所述圖形化的光刻膠層；
在去除所述圖形化的光刻膠層后，以具有開口的硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成溝槽，所述溝槽暴露出半導(dǎo)體襯底表面；形成位于所述溝槽側(cè)壁的犧牲層；填充滿所述溝槽形成導(dǎo)電線，去除所述犧牲層形成空氣間隙。可選地，所述硬掩膜層的材料為TiN或SiN?？蛇x地，所述犧牲層的材料為二氧化硅。可選地，所述犧牲層的形成工藝為等離子體工藝?？蛇x地，所述等離子體工藝中采用的氣體包括氧氣、臭氧或二氧化碳中的一種，所述等離子體工藝的溫度大于150°C。可選地，所述犧牲層的寬度大于相鄰兩溝槽之間最小距離的1/10，且小于相鄰兩溝槽之間最小距離的3/7?？蛇x地，去除所述犧牲層采用的工藝為濕法刻蝕工藝?？蛇x地，所述濕法刻蝕工藝采用的化學(xué)試劑為氫氟酸。可選地，還包括:在形成犧牲層之前，對(duì)溝槽側(cè)壁受損的層間介質(zhì)層進(jìn)行硅化處理?？蛇x地，所述硅化處理采用硅烷試劑與受損的層間介質(zhì)層反應(yīng)?？蛇x地，所述層間介質(zhì)層的材料為K值小于3.0的低K介質(zhì)材料?？蛇x地，所述低K介質(zhì)材料中包括C、S1、O和H元素?？蛇x地，還包括:形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的刻蝕停止層，所述層間介質(zhì)層形成在所述刻蝕停止層表面；形成覆蓋所述層間介質(zhì)層的緩沖層，所述硬掩膜層形成在所述緩沖層表面?？蛇x地，所述緩沖層的形成工藝為TEOS工藝或低溫氧化工藝?？蛇x地，所述緩沖層的材料為Si02?？蛇x地，還包括:形成覆蓋所述導(dǎo)電線、層間介質(zhì)層和空氣間隙的絕緣層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的實(shí)施例中，所述層間介質(zhì)層的表面還形成有硬掩膜層，所述硬掩膜層不僅用于將光刻膠層上的圖形轉(zhuǎn)移到了硬掩膜層上，作為掩膜層形成溝槽，而且在去除圖形化的光刻膠層時(shí)，還用于避免圖形化的光刻膠層在去除時(shí)形成的聚合物附著在溝槽側(cè)壁，形成的犧牲層的寬度均一，后續(xù)形成的空氣間隙的質(zhì)量好，提高了半導(dǎo)體集成電路的性能。進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述犧牲層的材料為二氧化硅，濕法刻蝕二氧化硅的速率大于刻蝕金屬導(dǎo)線和刻蝕層間介質(zhì)層的速率，所述犧牲層在后續(xù)容易被去除形成空氣間隙。更進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)形成溝槽過程中受損的層間介質(zhì)層進(jìn)行了硅化處理，以修復(fù)受損的層間介質(zhì)層，使得相鄰溝槽件的層間介質(zhì)層的介電常數(shù)降低，降低了RC效應(yīng)，進(jìn)一步提聞了半導(dǎo)體集成電路的性能和功能。


圖1-圖5是現(xiàn)有技術(shù)互連層中空氣間隙的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明一實(shí)施例的互連層中空氣間隙的剖面結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例的互連層中空氣間隙的形成方法的流程示意圖；圖8-圖14是本發(fā)明另一實(shí)施例的互連層中空氣間隙的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)在互連層中形成空氣間隙后的半導(dǎo)體集成電路性能較差。經(jīng)過研究后，請(qǐng)繼續(xù)參考圖5，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體集成電路性能較差的原因是由于相鄰兩溝槽間的層間介質(zhì)層103較多，導(dǎo)致互連層中的有效K值較高所引起的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn):如果不采用沉積工藝而采用氧化溝槽107的側(cè)壁形成犧牲層可以減少工藝步驟，請(qǐng)參考圖2，在采用灰化工藝去除所述圖形化的光刻膠層105 (請(qǐng)參考圖2)的同時(shí)，氧化溝槽107側(cè)壁的層間介質(zhì)層103形成犧牲層，之后，在所述溝槽107內(nèi)填充導(dǎo)電金屬并去除犧牲層形成空氣間隙，可以有效降低互連層中的有效K值。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，請(qǐng)參考圖6，如果在氧化去除光刻膠(未標(biāo)示)的同時(shí)，氧化所述層間介質(zhì)層103形成犧牲層，再去除所述犧牲層來形成空氣間隙115，光刻膠被氧化會(huì)形成一種聚合物(polyma)llO附著在溝槽的側(cè)壁,所述有聚合物110附著處的犧牲層的寬度小于沒有聚合物110附著處的犧牲層的寬度，即所述聚合物110的存在影響了后續(xù)形成的犧牲層的寬度的均一性，導(dǎo)致后續(xù)形成的空氣間隙115的寬度的均一性受到影響，從而影響了半導(dǎo)體集成電路性能。經(jīng)過更進(jìn)一步研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以將所述圖形化的光刻膠層上的圖像轉(zhuǎn)移至硬掩膜板上，然后去除所述圖形化的光刻膠層，即去除所述聚合物后，再在溝槽的側(cè)壁形成犧牲層，所述犧牲層的寬度則不會(huì)受到影響，形成的犧牲層的寬度均一，形成的空氣間隙的寬度一致，半導(dǎo)體集成電路性能好。更進(jìn)一步的，發(fā)明人提供了一種在互連層中空氣間隙的形成方法。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。請(qǐng)參考圖7，本發(fā)明實(shí)施例的互連層中空氣間隙的形成方法，包括:步驟S201，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有層間介質(zhì)層；所述層間介質(zhì)層表面形成有硬掩膜層；所述硬掩膜層表面形成有光刻膠層，所述光刻膠層具有開Π ；步驟S203，以所述光刻膠層為掩膜刻蝕硬掩膜層，將所述開口轉(zhuǎn)移到所述硬掩膜層內(nèi)；步驟S205，刻蝕完所述硬掩膜層后，去除所述光刻膠層；步驟S207，在去除所述光刻膠層后，以具有開口的硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成溝槽，所述溝槽暴露出半導(dǎo)體襯底表面；步驟S209，形成位于所述溝槽側(cè)壁的犧牲層；步驟S211，填充滿所述溝槽形成導(dǎo)電線，去除所述犧牲層形成空氣間隙。具體的，請(qǐng)參考圖8-圖14，圖8-圖14示出了本發(fā)明實(shí)施例的互連層中空氣間隙的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參考圖8，提供半導(dǎo)體襯底300 ;所述半導(dǎo)體襯底300表面形成有刻蝕停止層301 ;所述刻蝕停止層301表面形成有層間介質(zhì)層303 ;所述層間介質(zhì)層303表面形成有緩沖層305 ;所述緩沖層305表面形成有硬掩膜層307 ;所述硬掩膜層307表面形成有光刻膠層309，所述光刻膠層309具有開口(未標(biāo)示)。所述半導(dǎo)體襯底300為后續(xù)工藝提供工作平臺(tái)，所述半導(dǎo)體襯底300的材料為絕緣材料。所述刻蝕停止層301用于后續(xù)保護(hù)半導(dǎo)體襯底300在形成溝槽時(shí)不被損壞，所述刻蝕停止層301的材料為SiN或TiN，所述刻蝕停止層301的形成工藝為沉積工藝，例如物理或化學(xué)氣相沉積。所述層間介質(zhì)層303用于為后續(xù)形成溝槽提供平臺(tái)，并用于隔離相鄰的金屬導(dǎo)線，防止短路。所述層間介質(zhì)層303的形成工藝為沉積工藝，例如物理或化學(xué)氣相沉積。所述層間介質(zhì)層303的材料為K值小于3.0的低K介質(zhì)材料。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述低K介質(zhì)材料中包括C、S1、O和H元素。所述緩沖層305用于在后續(xù)刻蝕時(shí)提供一個(gè)緩沖，分散刻蝕硬掩膜層307時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)一步保護(hù)層間介質(zhì)層303。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述緩沖層305的形成工藝為TEOS工藝或低溫氧化工藝(LTO)。所述緩沖層305的材料為SiO2。所述硬掩膜層307的作用有多個(gè)，一方面用于轉(zhuǎn)移圖形化的光刻膠層309上的圖形，以作為后續(xù)形成溝槽時(shí)的掩膜；另一方面在去除圖形化的光刻膠層時(shí)，還用于避免圖形化的光刻膠層在去除時(shí)形成的聚合物附著在溝槽側(cè)壁。所述硬掩膜層307的形成工藝為沉積工藝，例如物理或化學(xué)氣相沉積。所述硬掩膜層307的材料為TiN或SiN。所述光刻膠層309用于后續(xù)作為掩膜將光刻膠層309中的開口轉(zhuǎn)移到硬掩膜層307中，所述開口用于定義出金屬導(dǎo)線的位置。所述光刻膠層309的形成方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有層間介質(zhì)層；所述層間介質(zhì)層表面形成有硬掩膜層；所述硬掩膜層表面形成有光刻膠層，所述光刻膠層具有開口。請(qǐng)參考圖9，以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述硬掩膜層307，將光刻膠層309中的開口轉(zhuǎn)移到硬掩膜層307中；待刻蝕完所述硬掩膜層307后，去除所述光刻膠層309。將所述圖形化的光刻膠中的開口轉(zhuǎn)移到了硬掩膜層307中，用于后續(xù)作為形成溝槽的掩膜。本發(fā)明的實(shí)施例中，刻蝕所述硬掩膜層307的工藝為干法刻蝕，且所述開口暴露出了所述緩沖層305的表面。由于干法刻蝕已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述開口也可以不暴露出緩沖層305的表面，例如僅刻蝕部分厚度的硬掩膜層307。去除所述光刻膠層的工藝為氧化工藝，在本發(fā)明的實(shí)施例中，光刻膠被氧化后一部分直接被去除，另一部分則形成了聚合物(未圖示)殘留在所述硬掩膜層的表面或側(cè)壁。因此，為了便于后續(xù)工藝步驟，即便于后續(xù)形成均一性好的犧牲層，還可以在去除光刻膠層后去除所述聚合物，例如采用氫氟酸溶液進(jìn)行去除。請(qǐng)參考圖10，在去除所述光刻膠層后，以具有開口的硬掩膜層307為掩膜，依次刻蝕緩沖層305、層間介質(zhì)層303、刻蝕停止層301，形成溝槽311?？涛g所述緩沖層305、層間介質(zhì)層303、刻蝕停止層301的工藝為干法刻蝕。由于干法刻蝕工藝已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。所述溝槽311用于后續(xù)填充導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電線。所述溝槽311的寬度根據(jù)實(shí)際要求而定。由于本發(fā)明的實(shí)施例中，在未形成溝槽311之前，先在硬掩膜層307內(nèi)形成開口，定義出導(dǎo)電線的位置，然后去除光刻膠層，避免了現(xiàn)有技術(shù)去除光刻膠層時(shí)光刻膠被氧化形成的聚合物對(duì)犧牲層的寬度的均一性造成的影響。需要說明的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，還包括:在形成犧牲層之前，對(duì)溝槽311側(cè)壁受損的層間介質(zhì)層303進(jìn)行硅化處理，以修復(fù)受損的層間介質(zhì)層，使得相鄰溝槽件的層間介質(zhì)層的介電常數(shù)降低，降低了 RC效應(yīng)，進(jìn)一步提高了半導(dǎo)體集成電路的性能和功能。所述硅化處理采用硅烷試劑與受損的層間介質(zhì)層反應(yīng)，所述硅烷試劑可選用包括六甲基二硅氧烷、三甲基氯烷或其組合的物質(zhì)。請(qǐng)參考圖11，形成位于所述溝槽311側(cè)壁的犧牲層313。所述犧牲層313用于后續(xù)被去除形成空氣間隙。所述犧牲層313的寬度與后續(xù)形成的空氣間隙的寬度有關(guān)，為了最大限度的降低層間介質(zhì)層的介電常數(shù)，降低RC效應(yīng)，又不破壞層間介質(zhì)層303的絕緣效果，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述犧牲層313的寬度大于相鄰兩溝槽之間最小距離的1/10，且小于相鄰兩溝槽之間最小距離的3/7。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例所指的寬度和距離均為平行于半導(dǎo)體襯底300表面方向的尺寸?？紤]到所述犧牲層313在后續(xù)工藝中被去除形成空氣間隙，后續(xù)刻蝕時(shí)所述犧牲層313的速率要大于刻蝕金屬線的速率且大于層間介質(zhì)層303的速率。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述犧牲層313的材料為二氧化硅。所述犧牲層313的形成工藝為等離子體氧化處理工藝，所述等離子體氧化處理工藝中采用的氣體包括氧氣、臭氧或二氧化碳中的一種，所述等離子體氧化處理工藝的溫度大于150°C。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述犧牲層313的形成步驟包括:在溫度大于150°C的條件下，將處于等離子腔室(未圖示)中的反應(yīng)氣體(例如氧氣、臭氧或二氧化碳中的一種)等離子體化，將所述等離子體化后的反應(yīng)氣體通入所述溝槽311中，使所述溝槽311側(cè)壁的部分厚度的層間介質(zhì)層303被氧化，形成犧牲層313。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述犧牲層313形成之后，還包括:去除所述緩沖層305和硬掩膜層307。去除所述緩沖層305和硬掩膜層307的工藝為刻蝕工藝，在此不再贅述。需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以在形成溝槽之后，先去除所述緩沖層305和硬掩膜層307，然后再形成犧牲層313。請(qǐng)參考圖12，填充滿所述溝槽形成導(dǎo)電線315。所述導(dǎo)電線315用于傳遞信號(hào)，所述導(dǎo)電線315的材料為導(dǎo)電材料，例如銅、鈦、鉭、鎢等。所述導(dǎo)電線315的形成過程為:采用沉積工藝?yán)缥锢砘蚧瘜W(xué)氣相沉積工藝沉積覆蓋所述半導(dǎo)體襯底300、犧牲層313和層間介質(zhì)層303的導(dǎo)電薄膜；然后采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝(CMP)對(duì)所述導(dǎo)電薄膜進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，暴露出所述層間介質(zhì)層303和犧牲層313，形成導(dǎo)電線315。請(qǐng)參考圖13，去除所述犧牲層形成空氣間隙317。去除所述犧牲層的采用的工藝為濕法刻蝕工藝。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述濕法刻蝕工藝采用的化學(xué)試劑為氫氟酸。所述空氣間隙317用于降低互連層內(nèi)的有效K值，減小電力消耗并降低RC效應(yīng)。所述空氣間隙317的寬度等于所述犧牲層的寬度，即所述空氣間隙317的寬度大于相鄰兩溝槽之間最小距離的1/10，且小于相鄰兩溝槽之間最小距離的3/7。請(qǐng)參考圖14，形成覆蓋所述導(dǎo)電線315、層間介質(zhì)層303和空氣間隙317的絕緣層319。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在形成空氣間隙317后，再形成絕緣層319，用于隔離相鄰層間的導(dǎo)電線。所述絕緣層319的材料為二氧化硅等常見的絕緣材料，在此不再贅述。需要說明的是，由于空氣間隙317的寬度很小，為微米級(jí)或以下，因此所述絕緣層319可以如圖14所示橫跨所述空氣間隙317。綜上，本發(fā)明的實(shí)施例中，所述層間介質(zhì)層的表面還形成有硬掩膜層，所述硬掩膜層不僅用于將光刻膠層上的圖形轉(zhuǎn)移到了硬掩膜層上，作為掩膜層形成溝槽，而且在去除圖形化的光刻膠層時(shí)，還用于避免圖形化的光刻膠層在去除時(shí)形成的聚合物附著在溝槽側(cè)壁，形成的犧牲層的寬度均一，后續(xù)形成的空氣間隙的質(zhì)量好，提高了半導(dǎo)體集成電路的性倉(cāng)泛。進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述犧牲層的材料為二氧化硅，濕法刻蝕二氧化硅的速率大于刻蝕金屬導(dǎo)線和刻蝕層間介質(zhì)層的速率，所述犧牲層在后續(xù)容易被去除形成空氣間隙。更進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)形成溝槽過程中受損的層間介質(zhì)層進(jìn)行了硅化處理，以修復(fù)層間介質(zhì)層，使得相鄰溝槽件的層間介質(zhì)層的介電常數(shù)降低，降低了 RC效應(yīng)，進(jìn)一步提聞了半導(dǎo)體集成電路的性能和功能。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有層間介質(zhì)層；所述層間介質(zhì)層形成有硬掩膜層；所述硬掩膜層表面形成有光刻膠層，所述光刻膠層具有開口 ； 以所述光刻膠層為掩膜刻蝕所述硬掩膜層，將所述開口轉(zhuǎn)移到硬掩膜層內(nèi)； 刻蝕完所述硬掩膜層后，去除所述光刻膠層； 在去除所述光刻膠層后，以具有開口的硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成溝槽，所述溝槽暴露出半導(dǎo)體襯底表面； 形成位于所述溝槽側(cè)壁的犧牲層； 填充滿所述溝槽形成導(dǎo)電線，去除所述犧牲層形成空氣間隙。
2.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料為TiN或SiN。
3.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為二氧化硅。
4.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的形成工藝為等離子體氧化處理工藝。
5.按權(quán)利要求4所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述等離子體氧化處理工藝中采用的氣體包括氧氣、臭氧或二氧化碳中的一種，所述等離子體氧化處理工藝的溫度大于150°C。
6.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的寬度大于相鄰兩溝槽之間最小距離的1/10，且小于相鄰兩溝槽之間最小距離的3/7。
7.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，去除所述犧牲層采用的工藝為濕法刻蝕工藝。
8.按權(quán)利要求7所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝采用的化學(xué)試劑為氫氟酸。
9.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，還包括:在形成犧牲層之前，對(duì)溝槽側(cè)壁受損的層間介質(zhì)層進(jìn)行硅化處理。
10.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述硅化處理采用硅烷試劑與受損的層間介質(zhì)層反應(yīng)。
11.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述層間介質(zhì)層的材料為K值小于3.0的低K介質(zhì)材料。
12.按權(quán)利要求11所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述低K介質(zhì)材料中包括C、S1、O和H元素。
13.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，還包括:形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的刻蝕停止層，所述層間介質(zhì)層形成在所述刻蝕停止層表面；形成覆蓋所述層間介質(zhì)層的緩沖層，所述硬掩膜層形成在所述緩沖層表面。
14.按權(quán)利要求13所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述緩沖層的形成工藝為TEOS工藝或低溫氧化工藝。
15.按權(quán)利要求13所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，所述緩沖層的材料為SiO2。
16.按權(quán)利要求1所述的互連層中空氣間隙的形成方法，其特征在于，還包括:形成覆蓋所述導(dǎo)電線、 層間介質(zhì)層和空氣間隙的絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種互連層中空氣間隙的形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面依次形成有層間介質(zhì)層、硬掩膜層和具有開口的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜刻蝕所述硬掩膜層，將所述開口轉(zhuǎn)移到硬掩膜層內(nèi)；刻蝕完所述硬掩膜層后，去除所述光刻膠層；在去除所述光刻膠層后，以具有開口的硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述層間介質(zhì)層，形成溝槽，所述溝槽暴露出半導(dǎo)體襯底表面；形成位于所述溝槽側(cè)壁的犧牲層；填充滿所述溝槽形成導(dǎo)電線，去除所述犧牲層形成空氣間隙。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路性能較好。
文檔編號(hào)H01L21/768GK103094190SQ201110340398
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者洪中山 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司