[发明专利]应用于铜互连的空气间隔工艺

权利要求书

1.一种应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底中设有待引线器件；

在所述衬底表面形成一牺牲层；

图形化所述待引线器件上的牺牲层，形成顶部大底部小的图形；

在所述图形内填充满第一介质层；

在所述顶部大底部小的图形中的所述第一介质层内形成沟槽或者沟槽加通孔并填充金属铜；其中，填充有金属铜的沟槽或所述沟槽加通孔的宽度小于所述顶部大底部小的图形的底部宽度；去除所述牺牲层，使所述顶部大底部小图形之间形成空气间隔；所述空气间隔为所述顶部大底部小图形之间所构成的顶部小底部大的图形；所述空气间隔由相邻的所述顶部大底部小图形的侧壁以及所述空气间隔的底部为部分衬底表面和部分带引线器件所围成；

在所述衬底、第一介质层、所述空气间隔以及金属铜上沉积第二介质层，从而将空气间隔的顶部封闭。

2.如权利要求1所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，所述牺牲层为PECVD方法沉积的SiO₂或Si₃N₄材料。

3.如权利要求2所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，去除所述牺牲层的方法为：采用含HF的溶液或携带HF的气体去除所述SiO₂，或是采用热H₃PO₄溶液去除所述Si₃N₄。

4.如权利要求1所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，所述牺牲层为PECVD方法沉积的非晶硅薄膜材料。

5.如权利要求1所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，所述牺牲层为旋转涂覆法沉积的可挥发有机材料。

6.如权利要求1所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，所述牺牲层为旋转涂覆法沉积的聚酰亚胺材料。

7.如权利要求6所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，图形化所述待引线器件上的牺牲层，形成顶部大底部小的图形步骤中：采用将光线聚焦在所述聚酰亚胺材料底部的过曝光工艺，形成顶部大底部小的倒梯形结构的图形。

8.如权利要求1所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，所述图形化所述待引线器件上的牺牲层，形成顶部大底部小的图形的步骤包括：

在所述牺牲层表面上层涂覆一光刻胶层；

对所述光刻胶层进行过曝光处理，形成图形化的光刻胶层；

以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对所述待引线器件上层的牺牲层进行蚀刻，形成顶部大底部小的图形。

9.如权利要求8所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，对所述待引线器件上层的牺牲层进行蚀刻，形成顶部大底部小的图形步骤，具体为：对所述待引线器件上层的牺牲层进行各向同性刻蚀，形成顶部大底部小的凹面结构的图形。

10.如权利要求8所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，对所述待引线器件上层的牺牲层进行蚀刻，形成顶部大底部小的图形步骤，具体为：通过形貌倾斜的干法刻蚀工艺刻蚀所述待引线器件上层的牺牲层，从而形成顶部大底部小的倒梯形结构的图形。

11.如权利要求10所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，所述形貌倾斜的干法刻蚀工艺刻蚀所述待引线器件上层的牺牲层，形成的所述图形的倾斜角为30度～80度。

12.如权利要求8所述的应用于铜互连的空气间隔工艺，其特征在于，对所述待引线器件上层的牺牲层进行蚀刻，形成顶部大底部小的图形步骤，具体为：

对所述待引线器件上层的牺牲层进行各向同性刻蚀，形成顶部图形；

采用各向异性刻蚀工艺继续刻蚀所述顶部图形至所述牺牲层底部，形成顶部为凹面底部为直形的碗口型结构的图形。