全局互连结构加工方法.pdf

本发明全局互连结构加工方法涉及微电子技术领域，具体涉及全局互连结构加工方法，包括以下步骤，掩膜电镀，形成图形化的铜柱子，即互连铜线，首先在清洗干净的单面氧化的硅衬底上溅射CrCu种子层即底膜，光刻，在沟槽里电镀铜柱子即铜线，去除光刻胶，干法刻蚀底膜，形成分立的铜线图形，然后在分立的铜线间填充牺牲层，化学机械抛光使表面平坦化并露出铜线，清洗表面，溅射种子层；形成互相绝缘的分立通孔图形，再光刻形成通孔图形，电镀通孔，去胶，以铜为掩膜，用物理刻蚀法去除通孔之外的底膜，本发明加工过程简单，安全可靠，能提高产品质量，大大减小了互连线间的耦合电容。

权利要求书1.  一种全局互连结构加工方法，其特征在于，包括以下步骤， 第一步，掩膜电镀，形成图形化的铜柱子，即互连铜线，首先在清洗干净的单面氧化的硅衬底上溅射CrCu种子层即底膜，光刻，在沟槽里电镀铜柱子即铜线，去除光刻胶，干法刻蚀底膜，形成分立的铜线图形，然后在分立的铜线间填充牺牲层，化学机械抛光使表面平坦化并露出铜线，清洗表面，溅射种子层； 第二步，形成互相绝缘的分立通孔图形，再光刻形成通孔图形，电镀通孔，去胶，以铜为掩膜，用物理刻蚀法去除通孔之外的底膜，形成互相绝缘的分立通孔图形； 第三步，再次电镀上层铜柱子，在分立的通孔图形间再次填充牺牲层，化学机械抛光使表面平整并露出铜通孔，再溅射种子层，光刻形成上层沟槽，在沟槽里电镀上层铜柱子； 第四步，形成镂空互连结构，用丙酮去光刻胶，再用氩等离子体刻蚀的方法去除底膜，将磷酸放在水浴锅中加热到60℃一80℃，将互连结构浸泡在浓磷酸中以去除牺牲层，形成全局互连铜镂空结构。 2.  如权利要求1所述全局互连结构加工方法，其特征在于，所述牺牲层为溅射的三氧化铝。 3.  如权利要求2所述全局互连结构加工方法，其特征在于，所述化学机械抛光的条件为：抛光液为弱碱性，pH值为9-10，压力为20.7kPa-27.6kPa，转速150r／min-175 r／min。

说明书全局互连结构加工方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，具体涉及全局互连结构加工方法。
背景技术
在现代微电子技术追求的目标中，最重要的有三个，即高速度、小体积、低能耗。在以硅材料为主的现代微电子产业中，实现小体积的主要方法就是缩小线宽。当线宽达到0.13um工艺以下时，由于传统互连中Al材料的电导率较低，特征尺寸的缩小在使器件门延迟减小的同时，也使得互连性能降低，线宽的缩小致使互连结构产生的RC延迟成为制约芯片运行速度的关键因素，这时，Cu以其电阻率低、抗电迁移能力强等优势而成为Al的合理的替代品。
从导线长度和功能方面划分，互连可分为全局互连、中级互连和局域互连三个层次，由于全局互连很长，因此它是划分主要的互连延迟因素，要采用宽的尺寸设计才可以尽可能地减小其互连延迟。互连线间的耦合电容是影响互连延迟和串扰的关键因素之一。而全局互连结构的加工也为一难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种加工过程简单，安全可靠，能提高产品质量，大大减小了互连线间的耦合电容的全局互连结构加工方法。
本发明全局互连结构加工方法，包括以下步骤，
第一步，掩膜电镀，形成图形化的铜柱子，即互连铜线，首先在清洗干净的单面氧化的硅衬底上溅射CrCu种子层即底膜，光刻，在沟槽里电镀铜柱子即铜线，去除光刻胶，干法刻蚀底膜，形成分立的铜线图形，然后在分立的铜线间填充牺牲层，化学机械抛光使表面平坦化并露出铜线，清洗表面，溅射种子层；
第二步，形成互相绝缘的分立通孔图形，再光刻形成通孔图形，电镀通孔，去胶，以铜为掩膜，用物理刻蚀法去除通孔之外的底膜，形成互相绝缘的分立通孔图形；
第三步，再次电镀上层铜柱子，在分立的通孔图形间再次填充牺牲层，化学机械抛光使表面平整并露出铜通孔，再溅射种子层，光刻形成上层沟槽，在沟槽里电镀上层铜柱子；
第四步，形成镂空互连结构，用丙酮去光刻胶，再用氩等离子体刻蚀的方法去除底膜，将磷酸放在水浴锅中加热到60℃一80℃，将互连结构浸泡在浓磷酸中以去除牺牲层，形成全局互连铜镂空结构。
优选地，牺牲层为溅射的三氧化铝。
优选地，化学机械抛光的条件为：抛光液为弱碱性，pH值为9-10，压力为20.7kPa-27.6kPa，转速150r／min-175 r／min。
本发明加工过程简单，安全可靠，能提高产品质量，大大减小了互连线间的耦合电容。
具体实施方式
明全局互连结构加工方法，包括以下步骤，
第一步，掩膜电镀，形成图形化的铜柱子，即互连铜线，首先在清洗干净的单面氧化的硅衬底上溅射CrCu种子层即底膜，光刻，在沟槽里电镀铜柱子即铜线，去除光刻胶，干法刻蚀底膜，形成分立的铜线图形，然后在分立的铜线间填充牺牲层，化学机械抛光使表面平坦化并露出铜线，清洗表面，溅射种子层；
第二步，形成互相绝缘的分立通孔图形，再光刻形成通孔图形，电镀通孔，去胶，以铜为掩膜，用物理刻蚀法去除通孔之外的底膜，形成互相绝缘的分立通孔图形；
第三步，再次电镀上层铜柱子，在分立的通孔图形间再次填充牺牲层，化学机械抛光使表面平整并露出铜通孔，再溅射种子层，光刻形成上层沟槽，在沟槽里电镀上层铜柱子；
第四步，形成镂空互连结构，用丙酮去光刻胶，再用氩等离子体刻蚀的方法去除底膜，将磷酸放在水浴锅中加热到60℃一80℃，将互连结构浸泡在浓磷酸中以去除牺牲层，形成全局互连铜镂空结构。牺牲层为溅射的三氧化铝。化学机械抛光的条件为：抛光液为弱碱性，pH值为9-10，压力为20.7kPa-27.6kPa，转速150r／min-175 r／min。