[发明专利]铜互连MIM电容器的制造工艺和铜互连MIM电容器结构

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及铜互连MIM电容器的制造工艺和铜互连MIM电容器结构。其中铜互连MIM电容器制造工艺，包括：提供第一低介电常数层，在第一低介电常数层中制造第一铜导电结构；在第一低介电常数层上形成第二低介电常数层；在第二低介电常数层中开设电容图形窗口，使得电容图形窗口与第一铜导电结构相连，与电容图形窗口相连的第一铜导电结构为MIM电容器的下电极；沉积介电层；使得介电层覆盖在第二低介电常数层的上表面，和电容图形窗口的底面、侧面；向覆盖有介电层的电容图形窗口内镀铜形成MIM电容器的上电极；对第二低介电常数层的上表面进行平坦化处理。通过上述制造工艺制造铜互连MIM电容器结构。本发明能够解决相关技术中制造工艺较为复杂，制造效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及铜互连技术的金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal，MIM)电容器的制造工艺和铜互连MIM电容器结构。

背景技术

随着超大规模集成电路的发展，为了创建高精度电容的同时确保器件的高水平性能，铜互连技术的MIM电容器是关键手段。MIM电容器通常是一种三明治结构，包括位于上层的金属电极和位于下层的金属电极，上层金属电极和下层金属电极之间隔离有一层薄绝缘层。

图1给出了相关技术中铜互连MIM电容器的制造工艺，图2给出了由图1所示制造工艺制造出的铜互连MIM电容器。如图1和图2所示，包括以下步骤：1)采用大马士革工艺制造包括第一铜导电结构111的第一层110；2)在完成步骤1)后的结构上沉积刻蚀停止层112；3)在刻蚀停止层上涂覆光刻胶，光刻形成电容图案，刻蚀去除电容图案位置处的刻蚀停止层112，暴露第一层部分上表面；4)在第一层110上表面暴露的部分沉积介质层113，在介质层113上设置金属层114；5)接着沉积一定厚度的绝缘层以作为第二层120；6)光刻出通孔121图案；7)在第二层120中对通孔121进行刻蚀；8)刻蚀出完整的通孔121和沟槽122，使得通孔121与第一铜导电结构111接触；9)在通孔121和沟槽122电镀铜以形成第二铜导电结构123。介质层113作为MIM电容器的绝缘层，层叠在介质层113上的金属层114为MIM电容器的上电极，位于介质层113下的第一铜导电结构111为MIM电容器的上电极。

从以上可以看出，相关技术中铜互连MIM电容器的制造工艺需要额外的光刻和对准步骤，以形成层叠的介质层113和金属层114；同时层叠的介质层113和金属层114还需要额外的平坦化研磨以保证后续通孔和金属互连层光刻工艺的稳定，故相关技术中提供的铜互连MIM电容器的制造工艺较为复杂，制造效率较低。

发明内容

本发明提供了一种铜互连MIM电容器的制造工艺和铜互连MIM电容器结构，可以解决相关技术中制造工艺较为复杂，制造效率较低的问题。

作为本发明的第一方面，本发明实施例提供了一种铜互连MIM电容器的制造工艺，包括：

提供第一低介电常数层，在所述第一低介电常数层中制造第一铜导电结构；

在所述第一低介电常数层上形成第二低介电常数层；

在所述第二低介电常数层中开设电容图形窗口，使得所述电容图形窗口与所述第一铜导电结构相连，与所述电容图形窗口相连的第一铜导电结构为MIM电容器的下电极；

沉积介电层；使得所述介电层覆盖在所述第二低介电常数层的上表面，和电容图形窗口的底面、侧面；

向覆盖有所述介电层的电容图形窗口内镀铜形成MIM电容器的上电极；

对所述第二低介电常数层的上表面进行平坦化处理。

可选的，在所述沉积介电层之后，包括：

从所述第二低介电常数层上的介电层向下刻蚀，形成第二铜导电结构所需的通孔和/或沟槽；