互连结构的制造
专利汇可以提供互连结构的制造专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且制造互连结构的方法，包括下列步骤：通过 原子 层淀积工艺或 超临界 流体 工艺淀积一薄共形 钝化 电介质 和/或扩散阻挡帽盖层和/或硬掩模。，下面是互连结构的制造专利的具体信息内容。
1.一种形成空气间隙互连结构的方法，该方法包括：
a)形成具有至少两条互连线和至少一个连接到所述至少两条互 连线中至少之一的通孔的双镶嵌互连结构，其中将所述的至少两条 互连线和所述的至少一个通孔嵌入在第一电介质中；
b)从所述的至少两条互连线之间除去第一电介质，直到其深 度至少等于所述线的高度，并且在所述的至少两条互连线之间形成 间隙；
通过超临界流体方法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的原 子层淀积方法共形淀积薄的钝化电介质，以在所述的至少两条互连 线之间包覆所述线的顶部和暴露的侧壁及所述通孔的底部，以及
通过在顶部夹断所述至少两条互连线之间的间隙的方法淀积非 共形的第二介电膜，形成密封的空气间隙结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述的第一电介质选自二氧 化硅、氟代二氧化硅、有机硅酸盐和有机电介质的多孔和无孔品种。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述的有机电介质选自聚酰 亚胺、聚芳撑、聚芳撑醚(polyarylene ether)、聚唑、聚喹啉和喹 喔啉、环状聚烯烃、聚芳基氰酸酯及其组合。
4.如权利要求1所述的方法，其中包括通过选自湿化学蚀刻、 活性离子蚀刻、光化学蚀刻及其组合的方法除去第一电介质的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述的共形钝化电介质选自 氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、聚碳硅烷、聚氧化碳硅烷、聚碳硅氮 烷、聚氧化碳硅氮烷或聚硅氮烷及其组合的无定形膜。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述的共形钝化电介质的厚 度约为1～20nm，与可选择的共溶剂一起通过超临界二氧化碳淀积 法进行淀积。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述的共形钝化电介质的厚 度约为5～10nm。
8.一种制造互连结构的方法，包括：
形成具有至少两条互连线和至少一个连接到所述至少两条互连 线中至少之一的通孔的双镶嵌互连结构，其中所述的至少两条互连 线嵌入在第一电介质中；
从所述的至少两条互连线之间除去第一电介质，直到其深度至 少等于所述线的高度；
通过超临界流体的方法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的 原子层淀积方法淀积薄的共形钝化电介质，以在所述的至少两条互 连线之间包覆所述线的顶部和暴露的侧壁及所述通孔的底部；
用具有比第一电介质更小的介电常数的第二电介质填充所述的 至少两条互连线之间的空间；
采用共形电介质作为抛光停止层、通过抛光平整第二电介质； 以及
可选择地用第三电介质在所得结构的顶面上形成帽盖层。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述的第一电介质选自二氧 化硅、氟代二氧化硅、有机硅酸盐和有机电介质的多孔和无孔品种。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述的有机电介质选自聚 酰亚胺、聚芳撑、聚芳撑醚、聚唑、聚喹啉和喹喔啉、环状聚烯烃、 聚芳基氰酸酯及其组合。
11.如权利要求8所述的方法，其中包括通过选自湿化学蚀刻、 活性离子蚀刻、光化学蚀刻及其组合的方法除去第一电介质的步骤。
12.如权利要求8所述的方法，其中所述的共形钝化电介质选 自氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、聚碳硅烷、聚氧化碳硅烷、聚碳硅 氮烷、聚氧化碳硅氮烷或聚硅氮烷及其组合的无定形膜。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述的共形钝化电介质的 厚度约为1～20nm。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述的共形钝化电介质的 厚度约为5～10nm。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述的可选择的共溶剂选 自NMP、PGMEA、己烷、庚烷、二甲苯、醇类、线型醚、环醚、γ -丁内酯、环状碳酸酯、取代芳香烃、无环酮和环酮。
16.如权利要求8所述的方法，其中用来填充所述的至少两条 互连线之间的空间的所述第二电介质选自二氧化硅、氟代二氧化硅、 有机硅酸盐和有机电介质的超低k值的多孔品种。
17.如权利要求8所述的方法，其中所述第二电介质与可选择 的共溶剂一起采用超临界二氧化碳工艺进行淀积。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述的可选择的共溶剂选 自NMP、PGMEA、己烷、庚烷、二甲苯、醇类、线型醚、环醚、γ -丁内酯、环状碳酸酯、取代芳香烃、无环酮和环酮。
19.如权利要求8所述的方法，其中所述的可选择的第三电介 质选自由硅、碳、氧和氢元素以及可选择的氮元素的组合组成的无 定形膜。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述的第三电介质还包括 其它官能基团，该官能基团在受到加热、UV辐照处理、电离辐射处 理及其组合的情况下发生额外的交联反应。
21.如权利要求8所述的方法，其中所述的可选择的第三电介 质通过非等离子体淀积方法进行淀积。
22.一种制造镶嵌或双镶嵌互连结构的方法，包括形成具有嵌 入在第一电介质中的至少两条互连线的镶嵌或双镶嵌互连结构；以 及用通过超临界流体方法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的原子 层淀积方法淀积形成的阻挡帽盖电介质在所述的至少两条互连线的 顶部形成帽盖层。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述的阻挡帽盖电介质选 自硅烷、聚氧化碳硅烷、聚硅氮烷、聚氧化碳硅氮烷、聚碳硅烷、 聚硅杂硅氮烷、聚硅杂碳硅烷、聚硅氧氮烷、聚碳硅氮烷、聚甲硅 烷基碳二酰亚胺和聚硅杂碳硅氮烷。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述制造的双镶嵌结构包 括连接到所述至少两条互连线上的至少一个通孔。
25.一种制造镶嵌或双镶嵌互连结构的方法，包括形成具有至 少两条互连线的镶嵌或双镶嵌互连结构，其中所述的至少两条互连 线嵌入在第一电介质中；以及淀积位于所述互连线之间的空间中且 与所述线顶面名义上共面的介电硬掩模，所述硬掩模通过超临界流 体方法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的原子层淀积方法淀积形 成。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述的阻挡帽盖电介质选 自聚硅烷和硅炔(silynes)、聚氧化碳硅烷、聚硅氮烷、聚氧化碳 硅氮烷、聚碳硅烷、聚硅氧氮烷、聚碳硅氮烷、聚甲硅烷基碳二酰 亚胺和聚硅杂碳硅氮烷。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述制造的双镶嵌结构包 括连接到所述的至少两条互连线上的至少一个通孔。
28.一种制造镶嵌或双镶嵌互连结构的方法，该方法包括：形 成具有至少两条互连线的镶嵌或双镶嵌互连结构，其中将所述的至 少两条互连线嵌入在第一电介质中；以及可选择地形成跨越所述互 连线之间空间且名义上与所述线的顶表面共面的介电硬掩模，以及 形成在所述的至少两条互连线顶部的扩散阻挡帽盖电介质；包括：
采用超临界流体工艺淀积第一电介质和可选择的介电硬掩模；
对光致抗蚀剂层形成图案，以在顶部形成所述至少两条互连线 图案；
采用光刻法和活性离子蚀刻将所述的至少两条互连线图案转移 到电介质上；
采用等离子体灰化剥去残留的光致抗蚀剂；
采用超临界流体硅烷化处理来修复等离子体对第一电介质和可 选择的硬掩模的损坏；
用导电衬里和导电填充材料填充互连线和通孔；
采用化学机械抛光对导电衬里和导电填充材料进行平整；
采用超临界流体清洁溶液清洁所述至少两条互连线和所述可选 择的介电硬掩模的顶部；
采用硅烷化处理来修复对第一和/或第二电介质表面的任何意 外损坏；
以及通过采用超临界流体方法淀积扩散阻挡帽盖电介质。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述的第一电介质选自有 机硅酸盐及其组合的多孔和无孔品种。
30.如权利要求28所述的方法，其中所述的可选择的硬掩模选 自聚硅烷、聚硅炔(polysilyne)、聚氧化碳硅烷、聚硅氮烷、聚氧 化碳硅氮烷、聚碳硅烷、聚硅杂硅氮烷、聚硅杂碳硅烷、聚硅氧氮 烷、聚碳硅氮烷、聚甲硅烷基碳二酰亚胺、聚硅杂碳硅氮烷、聚烯 基硅烷、聚烷基硅烷、聚炔基硅烷、聚芳基硅烷和聚硅半氮烷。
31.如权利要求28所述的方法，其中所述的导电衬里选自W、 Ta和Ti及其氮化物、硅氮化物及其组合。
32.如权利要求28所述的方法，其中所述的导电填充材料选自 Cu、Al、Au、Ag及其组合物和合金。
33.如权利要求28所述的方法，其中所述的清洁步骤在淀积所 述扩散阻挡帽盖电介质之前采用溶解在超临界流体中的温和的蚀刻 剂以清洁所述导电填充材料的表面。
34.如权利要求28所述的方法，其中所述的扩散阻挡帽盖电介 质选自聚硅烷和硅烯、聚氧化碳硅烷、聚硅氮烷、聚氧化碳硅氮烷、 聚碳硅烷、聚硅杂硅氮烷、聚硅杂碳硅烷、聚硅氧氮烷、聚碳硅氮 烷、聚甲硅烷基碳二酰亚胺和聚硅杂碳硅氮烷。
35.如权利要求28所述的方法，其中所述的用于修复对第一和 /或第二电介质表面的任何意外损坏的硅烷化处理是在液相、蒸汽相 或超临界CO2相中进行，且硅烷化试剂选自烷氧基硅烷、氨基硅烷、 氯代硅烷、硅氮烷及其混合物。
技术领域
本发明涉及形成一种互连结构的方法。具体地，本发明涉及一 种方法，该方法包括淀积一薄层共形钝化电介质和/或扩散阻挡帽盖 层和/或硬掩模。本发明尤其涉及制造镶嵌和双镶嵌结构的方法。
背景技术
这样小规模的制造互连布线网络的现有技术方法之一是双镶嵌 (DD)工艺。在标准DD工艺中，将一个金属间电介质涂布在一个 基底上。该金属间电介质包括通孔层面电介质和线层面电介质。这 两个金属间电介质层可以由相同或不同绝缘膜形成，并且在前一种 情况下用作一个单独的单片层。可以选择地使用硬掩模层或层叠的 叠层，以促进蚀刻选择性，并用作抛光停止层。该布线互连网络包 括两种类型的特征部件：线特征部件，在芯片上横跨一段距离，以 及通孔特征部件，在多级叠层中的不同层面的互连结构中将各线连 接在一起。事实上，两个层都通过等离子体增强化学气相淀积 (PECVD)淀积一种无机玻璃，如二氧化硅(SiO2)或氟代二氧化 硅玻璃(FSG)来制造。
在双镶嵌工艺中，线和通孔的位置分别由单独的光致抗蚀剂层 光刻限定，并采用活性离子蚀刻工艺转移到硬掩模和IMD层上。这 样一种示意性的工艺顺序称之为“线优先”途径。在形成沟槽之后， 采用光刻法在光致抗蚀剂层上限定通孔图案，并将该图案转移到介 电材料上，以形成通孔开口。然后用导电衬里材料或材料叠层来覆 盖该凹陷结构，该导电衬里材料或材料叠层用来保护导电金属线和 通孔，并作为导体和IMD层之间的粘合层。然后在有图案基底的表 面上用导电填充材料填充该凹陷部分中。
填充最通常是通过电镀铜来实现的，尽管也可以采用其它的方 法(如化学气相淀积(CVD))，也可以采用其它的材料，如Al 或Au。随后对该填充和衬里材料进行化学机械抛光(CMP)，以与 硬掩模的表面共面。淀积一层帽盖材料作为覆盖层，以钝化暴露的 金属表面，并作为金属和任何其它在其上淀积的IMD层之间的扩散 阻挡层。通过PECVD淀积的氮化硅、碳化硅和碳氮化硅膜通常用 作帽盖材料。对设备中互连结构的每一层面重复该工艺顺序。由于 是同时限定两种互连特征部件，以通过一个单独的抛光步骤在绝缘 体内嵌入形成导体，该工艺也称之为双镶嵌工艺。
尽管上面已经对线优先途径进行了描述，但在形成沟槽图案之 前形成通孔的其它工序也是可能的。然而，在本申请下文中详细描 述的发明步骤所提供的主要问题和解决途径是与双镶嵌工艺的所有 这样的变体共有的。
传统的ULK IMD材料双镶嵌集成已经表现出几个问题。多孔 IMD层相对等离子体曝光的灵敏度要求剥去光致抗蚀剂和RIE残 余，会导致吸水量的增大，以及这些膜介电常数的增大。低的机械 强度和粘附力导致IMD层在其与抛光停止层与扩散阻挡帽盖层的界 面处偶尔出现分层。源于它们机械脆弱性的其它问题包括在切割晶 片以形成芯片的过程中，以及在将布线接合到芯片的接合焊盘上之 时易损坏。
已经提出几种避免使用多孔ULK IMD层的方法。第一种方法 是通过深腐蚀线之间的IMD和夹断间隙顶部来形成密封空气间隙， 如Arnal等人所展示的(IITC 2001)通过淀积一等离子体淀积电介 质填充的浅间隙来形成上述夹断。然而，由于在深腐蚀步骤之前不 能提供所需的次最小基本规则光刻法，该集成方案不能容易地扩展 到未来世代的细基本规则互连结构。这种光刻法被设计成用来在深 腐蚀期间保护Cu顶部上的介电扩散阻挡层。不使用这种光刻法步骤 将使Cu表面在深腐蚀期间敞露，导致Cu的爆裂。此外，在深腐蚀 后采用传统CVD保护铜线将导致深腐蚀后凹槽的衬垫具有厚的电 介质层，留下很少的空间用于空气间隙的形成。同样由于采用低固 体含量的旋涂淀积溶液具有过度填塞或积聚在沟槽底部的倾向，因 此很难采用传统旋涂淀积法得到薄而共形的膜。
对ULK膜双镶嵌集成方法的第二个替代方案为深腐蚀和间隙 填充集成(EBGF)(例如美国专利US 6,346,484 US 6,551,924和 US 6,413,854)。在该方法中，在从线之间对IMD进行深腐蚀之后， 可以采用多孔ULK来填充间隙。随后通过CMP对间隙填充电介质 (GFD)进行平整，在等离子体清洁步骤之后淀积一扩散阻挡帽盖 层。在该方案中，在GFD平整抛光过程中，缺少抛光停止层将导致 GFD凹陷。此外，在阻挡层(帽盖层)淀积期间，多孔ILD暴露在 等离子体下，用来清洁Cu表面，结果使其损坏，且使其易于漏电和 击穿。最终，对好的间隙填充和平整的要求限制了GFD选择低分子 量前驱体溶液，常常导致在其它所需属性(如机械强度)之间进行 折中。
如上所述的传统CVD淀积的阻挡层，受到过度厚度的影响， 从而在深腐蚀处理后的结构中占据了太多的空间，导致该结构很高 的有效k值。因此能够提供这些共形涂层以在深腐蚀后的结构中填 充金属间沟槽的侧壁和底部。不会造成等离子体对ULK膜的损坏的 用于形成硬掩模和扩散阻挡帽盖膜的方法将同样对传统镶嵌和双镶 嵌以及EBGF集成方案都有利。并且，将可以看到比较理想地提供 一种淀积间隙填充材料的方法，可以缓解低分子量的限制。
发明内容
a)形成具有至少两条互连线和至少一个连接到所述至少两条互 连线中至少之一的通孔的双镶嵌互连结构，并且其中将该至少两条 互连线和该至少一个通孔嵌入在第一电介质中；
b)在至少两条互连线之间除去第一电介质，直到其深度至少 等于该线(即至少两条互连线)的高度；
通过超临界流体的方法共形淀积薄的钝化电介质，以在至少两 条互连线之间包覆线的顶部和暴露的侧壁及通孔的底部；
以及通过在顶部夹断所述至少两条互连线之间的间隙的方法淀 积非共形的第二介电膜，形成密封的空气间隙结构。
本发明的另一个方法涉及一种制造互连结构的方法，包括：
形成具有至少两条互连线和至少一个连接到所述至少两条互连 线中至少之一的通孔的双镶嵌互连结构，并且其中将该至少两条互 连线和该至少一个通孔嵌入在第一电介质中；
在至少两条互连线之间除去第一电介质，直到其深度至少等于 该线的高度；
通过超临界流体的方法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的 原子层淀积方法淀积一薄的共形钝化电介质，以在至少两条互连线 之间包覆线的顶部和暴露的侧壁及通孔的底部；
以及用具有比第一电介质更小的介电常数的第二电介质填充所 述的至少两条互连线之间的空间(通孔和线)；
采用共形电介质作为抛光停止层、通过抛光平整第二电介质； 以及
可选择的用第三电介质在得到结构的顶面上形成帽盖层。
本发明的还一个方面涉及一种制造镶嵌或双镶嵌互连结构的方 法，包括形成具有嵌入在第一电介质中的至少一条互连线的镶嵌或 双镶嵌互连结构；以及用阻挡帽盖电介质、通过选自超临界流体方 法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的原子层淀积方法中的一种方 法在至少一互连线的顶部上形成帽盖层。
本发明的还一个方面涉及一种制造镶嵌或双镶嵌互连结构的方 法，包括形成具有至少两条互连线的镶嵌或双镶嵌互连结构，其中 该至少两条互连线嵌入在第一电介质中；以及淀积位于所述互连线 之间空间中且与所述线顶面名义上共面的介电硬掩模，以及可选择 的通过选自超临界流体方法或采用叔胺基试剂和/或硅烷化试剂的原 子层淀积方法中的一种方法的硬掩模。
本发明的还一个方面涉及一种制造镶嵌或双镶嵌互连结构的方 法，该方法包括：具有至少两条互连线的镶嵌或双镶嵌互连结构， 并且其中将该至少两条互连线和该至少一个通孔嵌入在第一电介质 中；以及可选择地形成跨越所述互连线之间空间并且名义上与所述 线的顶表面共面的介电硬掩模，以及形成在至少两条互连线顶部上 的扩散阻挡帽盖电介质；包括：
采用超临界流体工艺淀积第一电介质和可选择的介电硬掩模；
对光致抗蚀剂层形成图案，以形成至少两条互连线图案；
采用光刻法和活性离子蚀刻将至少两条互连线图案转移到电介 质上；
采用等离子体灰化剥去残留的光致抗蚀剂；
采用超临界流体硅烷化处理来修复等离子体对第一电介质和可 选择的硬掩模的损坏；
用导电衬里和导电填充材料填充互连线和通孔；
采用化学机械抛光对导电衬里和导电填充材料进行平整；
采用超临界流体清洁溶液清洁所述至少两条互连线和所述可选 择的介电硬掩模的顶部；
以及通过采用选自超临界流体方法和/或采用叔胺基试剂和/或 硅烷化试剂的原子层淀积方法中的一种方法淀积扩散阻挡帽盖电介 质。
本发明同样涉及任何通过上述任一种方法得到的结构。
本发明的其它目的、优点和特征将通过参考后附的说明书与附 图一起得到理解，在附图中相同的部分具有相同的给定数字。
附图说明
具体实施方式
超临界流体淀积方法使共形膜的淀积成为可能，因为通过旋涂 法可能使其不共形。超临界流体淀积方法，如SC CO2技术提供了其 它的优点，类似液体的密度和具有很低的表面张力对于涂布很小的 特征部件来说可能是很重要的。
对于EBGF集成使用超临界流体的另一个优点是适合间隙填充 ILD材料及其淀积。目前，可以通过使用的前驱体材料和载体溶剂 性能(如表面张力和粘度)来控制在ILD材料上旋涂的间隙填充性 能。这些反过来限定了低分子量(一般小于约10,000道尔顿)前驱 体的使用及在限定种类的溶剂中的溶解，从而限制了可作出的选择。 通常，不得不在好的间隙填充性能与稳健的电气和机械性能之间作 出折中，以得到稳健性差一点的最终结构。相对于接近零表面张力、 类似气体的粘度和它们采用添加少量共溶剂溶解ILD前驱体的能 力，超临界流体，例如SC CO2的独特方面在于其能够使用具有更大 和更宽范围分子量的前驱体来填充间隙。因此其可能成为独立的工 程，可以更多地基于最终膜性能(电气和机械性能)选择间隙填充 ILD前驱体，而不必受到传统间隙填充淀积方法(如旋转涂布法) 的限制。
相对于DD集成方案，基于SC CO2的方法能够采用溶解在与 可选择的共溶剂一起的SC CO2中的前驱体材料在ULK ILD上形成 硬掩模和扩散阻挡帽盖层。它们的示意性而非限制性的例子为与适 当的共溶剂，例如醇类、醚(线性或环状)、γ-丁内酯 (butryolactone)、环状碳酸酯、酯类、NMP、PGMEA、己烷、 取代的芳香烃和酮类(无环和有环的)一起溶解在SC CO2中的有机 硅酸盐、聚硅烷、聚氧化碳硅烷、聚硅氮烷、聚氧化碳硅氮烷、聚 碳硅烷、聚硅杂硅氮烷、聚硅杂碳硅烷、聚硅氧氮烷(polysiloxazane)、 聚碳硅氮烷、聚甲硅烷基碳二酰亚胺、聚硅杂碳硅氮烷、聚烯基硅 烷、聚烷基硅烷、聚炔基硅烷、聚芳基硅烷、聚硅半氮烷。
此外，也可以在对DD结构(参看附图1f)进行化学机械抛光 (CMP)之后使用适当的共溶剂，以清洁预先存在的铜互连结构的 表面，从而在顶部可以形成扩散阻挡帽盖层，例如聚碳硅烷、聚氧 化碳硅烷、聚碳硅氮烷、聚氧化碳硅氮烷或聚硅氮烷，而不必如现 有技术中当前公知的实践一样潜在地损坏等离子体处理或等离子体 引起的淀积。对许多下层电介质，特别是低k值ILD进行等离子体 曝光，可能会潜在地降低硬掩模和ILD膜的电击穿和漏电流。
此外，有可能使用单或多官能化的硅烷化试剂进行适当的SC CO2硅烷化处理，以改性硬掩模或ILD表面自CMP步骤之后得到 的状态，从而在扩散阻挡帽盖层与该改性区域之间的界面不仅在粘 附力也在漏电方面变得更加稳健。组合的工艺包括铜线表面的清洁、 硬掩模的表面处理，以及接着的扩散阻挡帽盖层的涂布，所有这些 都采用SC CO2工艺来完成，该组合方法是实现这一结构的独特方 法，由于大大减少了暴露在等离子体中，从而可以得到具有改进的 电介质击穿和电迁移性能的集成结构。如本申请部分发明人提交的 申请60/499,856所述的，也可以使用SC CO2硅烷化处理来修复在形 成图案步骤中活性离子蚀刻和抗蚀剂剥离之后损坏的超低k值ILD， 其全部内容合并在这里作为参考。硅烷化试剂的例子包括烷氧基硅 烷、氨基硅烷、氯代硅烷、硅氮烷及其混合物。
本发明同样涉及采用特定类型材料的原子层淀积(如等离子体 增强的ALD)以淀积氮化硅的超薄共形帽盖电介质的方法。根据本 发明的ALD采用叔胺基试剂气体，如三甲胺，和/或硅烷化试剂， 如叔丁氧基硅烷醇；或者氨基硅烷前驱体，如二(二甲基氨基二甲 基硅烷)、三(二甲基氨基甲基硅烷)或其它多官能化硅烷化试剂， 包括那些在反应性官能团之间具有桥接取代基的化合物。其它可以 用于此目的的多官能化硅烷包括三氯代三乙酰氧基(trichloro triacetoxy)，包括用于淀积后交联的乙烯基取代硅烷、六氯代二硅 氧烷等。桥接取代基可以包括乙烯基、乙炔基、取代乙炔基、芳基， 它们还可以经过加热、UV辐照和电离辐射处理等而发生额外的交 联。这些层也可以通过使用SC CO2和适当的共溶剂(如果需要)来 形成，以淀积例如聚硅氮烷和聚碳硅烷等的材料。
ALD和SC CO2淀积都可以形成用旋涂法无法保形的共形淀积 膜。SC CO2技术提供类似液体的密度而具有很低的表面张力的优 点，这对涂布很小的特征部件将是很重要的。作为气相工艺的ALD 同样提供这一优点。例如，通过溶液旋涂淀积的聚碳硅烷可以积聚 在深腐蚀结构的底部，从而提高有效的介电常数。此外，不清楚到 底可以淀积多薄的膜。在本发明中，可以淀积在5～10nm范围内的 膜，而这是极其需要的。此外，深腐蚀后淀积超薄共形阻挡层得到 的结构是独特的，并且解决了相对上述的剪断型空气间隙的形成及 EBGF集成的主要问题。首先，对于EBGF方案，在GFD抛光后处 理期间共形涂层作为CMP停止层，从而可以保护Cu线。在空气间 隙方案中，对于次基本规则光刻法的需求消除了，并且采用薄共形 电介质作为帽盖层，在完全深腐蚀步骤之后覆盖互连线的侧壁和顶 表面，以提供扩散阻挡功能。
为了更便于理解本发明，下面将参考表示双镶嵌工艺的附图进 行说明。在根据本发明的双镶嵌工艺中，在图1a的基底1100上涂 布用两层1110、1120表示的金属间电介质(IMD)。通孔层面电介 质为1110，线层面电介质为1120。可选择地采用硬掩模层或层叠的 叠层1130，以方便选择性蚀刻和作为抛光停止层。如果需要，硬掩 模层可以根据上面讨论的本发明的方法淀积形成。
布线互联网络包含两种类型的特征部件：线特征部件，在芯片 上横跨一段距离，以及通孔特征部件，将在多级(层面)叠层中的 不同层面的互连结构中的各线连接在一起。事实上，两个层都通过 等离子体增强化学气相淀积(PECVD)淀积一种无机玻璃，如二氧 化硅(SiO2)或氟代二氧化硅玻璃(FSG)来制造。根据本发明， 线层面电介质1120可以根据上面讨论的本发明的方法进行淀积。
在双镶嵌工艺中，线1150和通孔1170的位置分别由图1b和 1c中的光致抗蚀剂层1500和1510光刻限定，并且采用活性离子蚀 刻工艺转移到硬掩模和IMD层上。如图1所示的工艺顺序称之为“线 优先”途径。在形成沟槽之后，如图1d所示，采用光刻法在光致抗 蚀剂层1510中限定一通孔图案1170，并将该图案转移到介电材料上 以产生通孔开口1180。在已经剥离光致抗蚀剂之后，双镶嵌沟槽和 通孔结构1190如图1e所示。随后对该凹陷结构1190用导电衬里材 料或材料叠层1200覆盖，该导电衬里材料或材料叠层1200用来保 护导体金属线和通孔，并作为导体和IMD之间的粘合层。随后该凹 陷在图案化基底表面上填满导电填充材料1210。该填充最通常通过 电镀铜来实现，尽管也可以采用其它方法，如化学气相淀积(CVD) 和其它材料，如Al或Au。随后对该填充和衬里材料进行化学机械 抛光(CMP)，以与硬掩模的表面共面，在这个阶段的结构如图1f 所示。如图1g所示，淀积一帽盖材料1220作为一覆盖膜，以钝化 暴露的金属表面，并且作为金属和要淀积在其上的任何其它IMD层 之间的扩散阻挡层。帽盖层可以根据上面讨论的本发明的方法进行 淀积。
对设备上互连结构的每一层面重复该工艺顺序。由于是同时限 定两种互连特征部件，以通过一个单独的抛光步骤在绝缘体内嵌入 形成导体，该工艺也称之为双镶嵌工艺。尽管上面已经对线优先方 法进行了描述，但在形成沟槽图案之前形成通孔的其它顺序也是可 能的。然而，在本申请下文中详细描述的发明步骤所提供的主要问 题和解决途径是与双镶嵌工艺的所有这样的变体共有的。
本说明书中引用的所有出版物和专利申请都合并在这里作为参 考，并且为了部分和全部目的，仿佛每一个单独的出版物或专利申 请都特别和独自被指出以便在此作为参考。
本发明的上述描述展示和描述了本发明。此外，如上所述本发 明只展示和描述了本发明的优选具体实施方式，但应当理解的是， 本发明能够应用到各种其它组合、修改和环境中，并且能够在这里 所表达的、与上述教导和/或相关领域技能或知识匹配的发明概念的 范围内进行改变或修改。上述具体实施方式进一步倾向于解释本发 明实践知道的最佳模式，并且能够被本领域其他熟练技术人员以这 样的或其它的具体实施方式，或者具有对特定应用场合需要进行各 种修改的方式使用本发明。相应地，本说明书并不倾向于将本发明 限制在这里公开的内容。同样，其倾向于通过后附的权利要求书来 解释，以包括其它具体实施方式。
相关申请的交叉引用
根据35 USC119(e)，本申请要求享有2004年6月4日提交 的、标题为“插入了通过等离子体自由淀积法涂布的多种电介质的互 连结构的制造”的美国第60/576,924号临时专利申请的优先权，其全 部公开内容合并在这里作为参考。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种制备电离辐射防护材料的方法 | 2020-05-14 | 643 |
| 基于遥控飞行器的电离辐射检测装置 | 2020-05-15 | 662 |
| 抗电离辐射的光纤放大器 | 2020-05-15 | 69 |
| 一种电离辐射监测无人机、系统及电离辐射监测方法 | 2020-05-13 | 866 |
| 一种防电离辐射材料 | 2020-05-13 | 654 |
| 监测电离辐射的装置 | 2020-05-13 | 540 |
| 电离辐射防护剂 | 2020-05-11 | 617 |
| 用于探测电离辐射的闪烁探测器 | 2020-05-14 | 656 |
| 电离辐射探测器 | 2020-05-11 | 192 |
| 测量电离辐射的水模型 | 2020-05-12 | 621 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
