[发明专利]一种非通孔连接的铜互连方法

权利要求书

1.一种非通孔连接的铜互连方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，提供衬底，形成下层铜金属层，并在形成的下层铜金属层上淀积一层介质膜；其中，该下层铜金属层包括需要与待形成的上层铜金属层连通的第一下层铜金属和不需要与上层铜金属层连通的第二下层铜金属；

步骤S02，通过光刻板进行光刻，使下层铜金属层需要与待形成的上层铜金属层连通的第一下层铜金属上方用光刻胶掩蔽，而不需要连通的第二下层铜金属上方则无光刻胶掩蔽；

步骤S03，通过刻蚀工艺，将无光刻胶掩蔽部分的介质膜刻开，然后去除光刻胶；

步骤S04，去除介质膜刻开部分处暴露的部分第二下层铜金属；

步骤S05，在上述步骤处理后的表面上淀积金属层间膜，并平坦化；

步骤S06，通过光刻板进行光刻，定义出具有沟槽的上层铜金属层的图形；其中，与下层连通的上层铜金属层的沟槽对应于第一下层铜金属上方；不与下层连通的上层铜金属层的沟槽对应于第二下层铜金属上方；

步骤S07，通过刻蚀工艺，去除上述上层铜金属层图形中沟槽处的金属层间膜和介质膜，露出需要与上层铜金属层连通的第一下层铜金属，不需要连通的第二下层铜金属上留有金属层间膜，然后去除光刻胶；

步骤S08，通过淀积和电镀工艺，在上述沟槽中形成上层铜金属层。

2.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该下层铜金属层厚度为100-500nm。

3.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该介质膜为氮化硅或氮氧化硅构成的通孔掩膜层，其厚度为10-50nm。

4.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S02中所用光刻板为非通孔光刻板，光刻线宽为20-100nm。

5.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S03是通过干法刻蚀，刻开介质膜。

6.根据权利要求5所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该干法刻蚀工艺所用的是含C、F的气体。

7.根据权利要求6所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该含C、F的气体包括CF₄、CHF₃或C₄F₈中的一种或多种，且该气体还含有N₂、H₂、O₂或Ar中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S04是通过刻蚀或腐蚀刻开第二下层铜金属，去除的厚度为10-300nm，刻蚀或腐蚀的时间为25秒至30分钟。

9.根据权利要求8所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该刻蚀或腐蚀工艺所用的是羟胺类有机溶剂。

10.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该金属层间膜含有低介电常数材料，且平坦化后的厚度为100-500nm。

11.根据权利要求10所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该金属层间膜包括下层低价电常数材料层以及上层二氧化硅层，该低价电常数材料层的厚度为50-450nm，该二氧化硅层的厚度为50-100nm。

12.根据权利要求11所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该低价电常数材料为SiCOH。

13.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S06中所用光刻板为金属沟槽光刻板，光刻线宽为20-100nm。

14.根据权利要求1所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：步骤S07所用的是含C、F的气体。

15.根据权利要求14所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：该含C、F的气体包括CF₄、CHF₃或C₄F₈中的一种或多种，且该气体还含有N₂、H₂、O₂或Ar中的一种或多种。

16.根据权利要求1至15任一项所述的非通孔连接的铜互连方法，其特征在于：本方法还包括步骤S09，通过研磨工艺，去除该金属层间膜上方多余的铜。