專利名稱：一種減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，尤其涉及一種減小介質層的介電常數，從而減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法。
背景技術：
在微電子制造領域，隨著集成電路集成的發(fā)展，金屬導線的線寬和厚度不斷減小， 同時層間導線間的介質層厚度也越來越薄，這時金屬導線間的延時成為一個不可忽略的不利影響。而減小金屬導線間延遲的有效方法就是降低金屬導線電阻率和介質層介電常數。 目前在90nm以及以下的制程中普遍采用銅導線替代鋁導線以減小電阻率。對于介質層，則采用低介電常數的材料如BD1，BD2等替代傳統(tǒng)的氧化物(oxide)介質層，以降低介質層介電常數。如何在不改變介質層材料的情況下，同樣能夠減小介質層的介電常數，達到減小金屬導線間延遲的效果是目前面臨的一個難題。
發(fā)明內容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種在不改變介質層材料的情況下， 同于能夠減小介質層的介電常數，實現(xiàn)減小金屬導線間延遲的方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的
一種減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其中，包括如下步驟， 步驟一，淀積介質層，在高真空狀態(tài)下通入一定量的生長氣體，在射頻功率源作用下形成等離子體，然后在加熱的基片上氣相成核，在所需的基片上淀積出介質層； 步驟二，在介質層上刻蝕溝槽；
步驟三，淀積金屬布線層，其中使所述金屬布線層封閉所述溝槽開口，從而形成空洞； 步驟四，運用雙大馬士革光刻和刻蝕工藝在所述金屬布線層形成通孔和金屬布線槽， 其中所述通孔的位置偏離所述溝槽的位置；
步驟五，運用雙大馬士革銅電鍍和化學機械平坦化工藝，完成通孔和金屬布線槽的填充和平坦化。上述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其中，所述溝槽的密度為 5%-90%。上所述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其中，所述淀積金屬布線層的工藝為PECVD工藝或者SACVD工藝。上述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其中，所述介質層的材料為 Oxide、PSG、FSG、BD1 或 BD2 任意一種。上述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其中，表面接觸角為 2700。與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于在制造大馬士革結構過程中，在不改變介質層材料的情形下通過在介質層中制造空洞，同樣達到減小介質層的介電常數，從而實現(xiàn)減小金屬布線層間電容延遲。
圖1是本發(fā)明一種減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法流程示意圖。
具體實施例方式下面結合原理圖和具體操作實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明一種減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，包括如下步驟首先利用在高真空狀態(tài)下通入一定量的生長氣體，在射頻功率源作用下形成等離子體，然后在加熱的基片上氣相成核，在所需的基片上淀積出介質層；然后，在所述介質層上利用刻蝕工藝刻蝕處一定大小和形狀的溝槽，所述溝槽的形狀大小以及密度必須能夠使后續(xù)的金屬布線層淀積能夠有效的封閉開口 ；接著，運用封口性能好的淀積工藝淀積金屬布線層，在淀積過程中必須確保能夠封閉介質層上的溝槽，使之在溝槽內形成空洞，同時必須使空洞的上端距離金屬布線層有一定的距離，確保在后續(xù)的金屬布線層的刻蝕過程中不至于刻蝕到空洞；第四步，運用標準的雙大馬士革光刻和刻蝕工藝，制作通孔和金屬布線槽，并且通孔和溝槽的位置不能重疊，即通孔應該偏離溝槽的位置；最后，運用標準的雙大馬士革銅電鍍和化學機械平坦化工藝，完成通孔和金屬布線槽的填充和平坦化。至此，在介質層中制造空洞，從而減小介質層的介電常數，進而實現(xiàn)減小金屬布線層間的電容。為保證金屬布線層淀積能夠有效的封閉開口，溝槽的密度為5%_90%。溝槽中部形成空洞的的淀積工藝可以是PECVD，SACVD等任何能夠有效封閉溝槽的淀積工藝。淀積材料可以是Oxide，PSG，F(xiàn)SG，BD1，BD2等符合金屬布線層膜質要求的材料。在PECVD工藝或者SACVD工藝中，化學氣相沉積反應腔的腔體空間小，氣氛有不同位置成膜厚度與表面接觸角有關；表面接觸角和表面遷移率是直接影響通孔填孔能力。表面接觸角越大越容易成膜，接觸角越小越難成膜，所以在270。位置容易形成懸掛膜并封口，從而降低側壁的臺階覆蓋率以達到通孔中形成孔洞的目的。此外，也可通過升高反應壓力的方法以達到降低反應物分子的表面遷移率，從而縮短分子的平均自由程(從而使得反應物分子到達270。位置形成懸掛膜，亦可達到降低側壁的臺階覆蓋率，在通孔中形成孔洞的目的。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領域技術人員而言，任何對該進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改， 都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其特征在于，包括如下步驟，步驟一，淀積介質層，在高真空狀態(tài)下通入一定量的生長氣體，在射頻功率源作用下形成等離子體，然后在加熱的基片上氣相成核，在所需的基片上淀積出介質層； 步驟二，在所述介質層上刻蝕溝槽；步驟三，淀積金屬布線層，其中使所述金屬布線層封閉所述溝槽開口，從而形成空洞； 步驟四，運用雙大馬士革光刻和刻蝕工藝在所述金屬布線層形成通孔和金屬布線槽， 其中所述通孔的位置偏離所述溝槽的位置；步驟五，運用雙大馬士革銅電鍍和化學機械平坦化工藝，完成通孔和金屬布線槽的填充和平坦化。
2.根據權利要求1所述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其特征在于，所述溝槽的密度為5%-90%。
3.根據權利要求1或2所述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其特征在于，所述淀積金屬布線層的工藝為PECVD工藝或者SACVD工藝。
4.根據權利要求1或2所述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其特征在于，所述介質層的材料為Oxide、PSG、FSG、BD1或BD2任意一種。
5.根據權利要求3所述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其特征在于，所述介質層的材料為Oxide、PSG、FSG、BD1或BD2任意一種。
6.根據權利要求3所述的減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，其特征在于，表面接觸角為270°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減小介質層的介電常數，從而減小雙大馬士革工藝中金屬布線層層間電容的方法，包括如下步驟，步驟一，淀積介質層；步驟二，在所述介質層上刻蝕溝槽；步驟三，淀積金屬布線層，其中使所述金屬布線層封閉所述溝槽開口，從而形成空洞；步驟四，運用雙大馬士革光刻和刻蝕工藝在所述金屬布線層形成通孔和金屬布線槽，其中所述通孔的位置偏離所述溝槽的位置；步驟五，運用雙大馬士革銅電鍍和化學機械平坦化工藝，完成通孔和金屬布線槽的填充和平坦化。通過以上步驟，在制造大馬士革結構過程中，實現(xiàn)在介質層中制造空洞，以減小介質層的介電常數，從而達到減小金屬布線層間的電容。
文檔編號H01L21/768GK102446842SQ201110356280
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權日2011年11月11日
發(fā)明者張慧君, 鄧鐳, 陳建維 申請人:上海華力微電子有限公司