[发明专利]超低介电常数薄膜铜互连的制作方法

权利要求书

1.一种超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，包括以下步骤：

在硅片上沉积刻蚀停止层，在刻蚀停止层上沉积超低介电常数薄膜和低介电常数保护膜；

采用光刻、刻蚀工艺，形成贯通低介电常数保护膜和超低介电常数薄膜的通孔和/或沟槽；

在通孔和/或沟槽内溅射沉积金属势垒层和铜的籽晶层，采用电镀工艺进行铜填充淀积，化学机械研磨停止在低介电常数保护膜上，形成铜的互连层。

2.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述方法采用光刻、刻蚀在超低介电常数薄膜内形成通孔和沟槽，且所述采用光刻、刻蚀在超低介电常数薄膜内形成通孔和沟槽的步骤包括以下步骤：

在低介电常数保护膜上沉积金属硬模，在金属硬模上沉积第一底部抗反射涂层，在第一底部抗反射涂层上涂覆光刻胶并通过光刻形成第一刻蚀窗口，刻蚀第一刻蚀窗口内的第一底部抗反射涂层和金属硬模，刻蚀停留在低介电常数保护膜上，去除光刻胶和第一底部抗反射涂层，在金属硬模中形成第二刻蚀窗口，所述第二刻蚀窗口用于在后续步骤中作为刻蚀沟槽的窗口；

在上述结构表面沉积第二底部抗反射涂层，在第二底部抗反射涂层上涂覆光刻胶并通过光刻形成第三刻蚀窗口，所述第三刻蚀窗口用于在后续步骤中作为刻蚀通孔的窗口，所述第三刻蚀窗口与第二刻蚀窗口位置对应且第三刻蚀窗口大小小于第二刻蚀窗口；

刻蚀第三刻蚀窗口内的第二底部抗反射涂层、低介电常数保护膜和部分超低介电常数薄膜，形成底部尚未开通的通孔，去除光刻胶和第二底部抗反射涂层上，暴露出第二刻蚀窗口；

刻蚀第二刻蚀窗口内的低介电常数保护膜和部分超低介电常数薄膜形成沟槽，在该刻蚀过程中，同步刻蚀底部尚未开通的通孔下方的超低介电常数薄膜和刻蚀停止层，形成通孔。

3.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述方法采用光刻、刻蚀在超低介电常数薄膜内形成通孔或沟槽，且所述采用光刻、刻蚀在超低介电常数薄膜内形成通孔或沟槽的步骤包括以下步骤：

在低介电常数保护膜上沉积金属硬模，在金属硬模上沉积底部抗反射涂层，在底部抗反射涂层上涂覆光刻胶并通过光刻形成第一刻蚀窗口；

在第一刻蚀窗口内刻蚀底部抗反射涂层和金属硬膜，刻蚀停止在低介电常数保护膜上，再去除光刻胶和底部抗反射涂层，在金属硬膜中形成第二刻蚀窗口，所述第二刻蚀窗口用于在后续步骤中作为刻蚀通孔或沟槽的窗口；

刻蚀第二刻蚀窗口内的低介电常数保护膜、超低介电常数薄膜和刻蚀停止层，形成通孔或沟槽。

4.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述刻蚀停止层的材料为SiN或SiC或SiOC或SiOCN或SiCN。

5.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述低介电常数保护膜材料为有机硅、聚合体、苯二氮、聚四氧乙烯、聚对二甲苯、聚醚、聚酰亚胺、聚酰胺、碳掺杂介质材料、碳掺杂有机硅玻璃、碳掺杂二氧化硅、氟硅玻璃、碳氧化硅中的至少一种。

6.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述低介电常数保护膜的介电常数为2.9-3.1。

7.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述低介电常数保护膜的厚度为

8.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述超低介电常数薄膜采用有机聚合物旋涂工艺或采用基于SiO₂材料的CVD工艺形成，所述超低介电常数薄膜的介电常数为2.2-2.8。

9.根据权利要求1所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述超低介电常数薄膜的厚度为

10.根据权利要求2或3所述超低介电常数薄膜铜互连的制作方法，其特征在于：所述金属硬模的材料为Ta或Ti或W或TaN或TiN或WN。