專利名稱：在低-k材料中使用雙鑲嵌工藝形成接觸結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成集成電路中的結(jié)構(gòu)的方法，更具體地說(shuō)，涉及^f吏用雙 鑲嵌工藝形成集成電路中的結(jié)構(gòu)的方法
背景技術(shù)：
使用銅作為集成電路中用于互連的材料，相對(duì)于其它類型的金屬例如 鋁或鋁合金，具有一些優(yōu)點(diǎn)，例如低電阻率，減少集成電路中使用的金屬 層的數(shù)量，和/或更好的可靠性。例如，圖l示出了在集成電路中示例性的 柵極延遲和不同材料中典型的互連延遲的曲線圖。如圖1中所示，使用銅 可以提供相對(duì)于其它類型互連材料相對(duì)低的互連延遲。
但是，當(dāng)如所示通過(guò)常規(guī)干法蝕刻形成時(shí)，使用銅作為集成電路中的 互連會(huì)變復(fù)雜，例如，在圖2A中，光致抗蝕劑在金屬層上形成并凈皮蝕刻 以提供圖2B中示出的互連。相反，使用銅的鑲嵌工藝可以通過(guò)圖3A-3C 實(shí)現(xiàn)。按照?qǐng)D3A-3C，襯底被蝕刻以提供其中的溝槽并隨后在襯底上沉積 銅以過(guò)填充溝槽。隨后多余的銅通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)被除去以提供 圖3C中所示的銅互連。
使用銅作為互連要求改善與之使用的擴(kuò)散阻擋層并提高了銅可能污染 用來(lái)制造集成電路的其它步驟的可能性。
使用銅作為互連的常規(guī)單鑲嵌工藝在圖4A-4D中示出。根據(jù)圖4A， 襯底400包括下層金屬互連405和允許在上面的結(jié)構(gòu)和金屬互連之間電接 觸的過(guò)孔410。如圖4B中所示，銅可以在過(guò)孔410中沉積。如圖4C中所 示，溝槽415可以在使用常規(guī)光刻和蝕刻技術(shù)形成的過(guò)孔410上形成。如
圖4D中所示，在過(guò)孔410上的金屬溝槽415中再次沉積銅以完成在上面 的結(jié)構(gòu)和下層金屬互連405之間提供金屬接觸的結(jié)構(gòu)420。如圖4A-4D中 所示，根據(jù)分開(kāi)的單鑲嵌制造步驟,可以用銅分開(kāi)填充過(guò)孔410和溝槽415。
還可以使用雙鑲嵌工藝制造如上圖4A-4D中示出的結(jié)構(gòu)。特別的是， 圖5A-5E示出了通常被稱為溝槽優(yōu)先雙鑲嵌的常規(guī)雙鑲嵌工藝。根據(jù)圖 5A，光致抗蝕劑505在上層510上沉積，其中上層510在下層515上并在 二者之間具有第一蝕刻停止層520。第二蝕刻停止層525被置于下層515 和包括下銅互連535的襯底530之間。
根據(jù)圖5B，光致抗蝕劑505^皮用來(lái)構(gòu)圖和蝕刻上層510以形成暴露第 一蝕刻停止層520的溝槽540，隨后光致抗蝕劑505被除去。根據(jù)圖5C， 第二光致抗蝕劑材料545在溝槽540中沉積以在其中限定開(kāi)口 547，穿過(guò) 開(kāi)口 547下層515 4皮構(gòu)圖以在溝槽540中形成暴露第二蝕刻停止層525的 下過(guò)孔部分550。根據(jù)圖5D,第二蝕刻停止層525被除去。
如圖5E中所示，第二光致抗蝕劑材料被除去以限定開(kāi)口，在開(kāi)口中 銅在過(guò)孔部分550和溝槽540中沉積以完成要求的結(jié)構(gòu)。然而，眾所周知， "溝槽優(yōu)先"方法的一個(gè)缺陷就是如果用來(lái)形成下過(guò)孔部分550的第二光 致抗蝕劑材料在溝槽540中與銅互連535沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)，提供給下銅互連535 的電連接的過(guò)孔的整個(gè)尺寸會(huì)減小。
還可以使用通常被稱為"過(guò)孔優(yōu)先"的雙鑲嵌工藝來(lái)制造上面描述的 接觸結(jié)構(gòu)。如圖6A-6E中所示，可以通過(guò)首先形成過(guò)孔作為下面結(jié)構(gòu)的部 分，隨后通過(guò)溝槽作為結(jié)構(gòu)的上面部分來(lái)形成接觸結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖6A，光致 抗蝕劑605在上層610上形成。第一蝕刻停止層620在上層610和下層615 之間形成。第二蝕刻停止層625在下層615和襯底630中的銅互連635之 間形成。
如圖6B中所示，使用光致抗蝕劑605作為掩模蝕刻接觸結(jié)構(gòu)650的 過(guò)孔部分，而如圖6C中所示在上層610上形成第二光致抗蝕劑645以暴 露過(guò)孔650。根據(jù)圖6D，第二光致抗蝕劑645用作蝕刻掩模以在過(guò)孔650 上形成溝槽640作為接觸結(jié)構(gòu)的一部分來(lái)提供圖6E中所示的接觸結(jié)構(gòu)。
相對(duì)上面參考圖5A-5E提到的"溝槽優(yōu)先"雙鑲嵌結(jié)構(gòu)，根據(jù)"過(guò)孔優(yōu)先" 雙鑲嵌工藝在過(guò)孔650上形成的溝槽640的不對(duì)準(zhǔn)允許溝槽640的不對(duì)準(zhǔn) 同時(shí)保持過(guò)孔650的整體尺寸。因此，"過(guò)孔優(yōu)先"雙鑲嵌工藝有時(shí)要優(yōu) 于上面討論的"溝槽優(yōu)先"雙鑲嵌工藝。
雙鑲嵌工藝還在，例如，韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朘R2004-0058955，美國(guó)專利 號(hào)6,743,713，以及美國(guó)專利號(hào)6,057,239中論述。

發(fā)明內(nèi)容
曰/
構(gòu)的方法。按照這些實(shí)施例，使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法包括^f吏用灰 化工藝從低-k材料中的凹槽除去材料，同時(shí)在所述凹槽的整個(gè)側(cè)壁上保持 保護(hù)隔離物以覆蓋所述凹槽中的所述低-k材料。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，除去材料包括從凹槽中除去犧牲材料。 在根據(jù)本發(fā)明的 一些實(shí)施例中，除去材料還包括從凹槽的周圍除去光致抗 蝕劑材料同時(shí)從凹槽內(nèi)除去犧牲材料。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，光 致抗蝕劑和犧牲材料包括相同(common)材料。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí) 施例中，光致抗蝕劑和犧牲材料是有機(jī)聚合物。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施 例中，保護(hù)隔離物是氧化硅。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，低-k材料是 多孔SiCOH。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，從凹槽中除去材料還包括使用蝕刻劑 蝕刻材料以暴露凹槽內(nèi)的保護(hù)隔離物。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，蝕 刻還包括使用02和C02， N2和H2， NH3和02, NHb和N2，或NH3和 H2。在4艮據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，蝕刻在壓力約10到約700Mtorr下執(zhí)行。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，方法還包括在凹槽上形成溝槽并從側(cè) 壁除去保護(hù)隔離物。用銅填充凹槽和溝槽。
在根據(jù)本發(fā)明的 一些實(shí)施例中，使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法包括 從其中具有凹槽的低-k材料除去犧牲材料，所述凹槽具有保護(hù)側(cè)壁隔離物；
然后在所述凹槽上形成溝槽。然后除去側(cè)壁隔離物。在根據(jù)本發(fā)明的一些 實(shí)施例中，保護(hù)側(cè)壁隔離物是氧化硅。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，低
-k材料是多孔SiCOH。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法包括 在低-k材料上形成硬掩模材料。在低-k材料中穿過(guò)硬掩模材料形成過(guò)孔。 在過(guò)孔的側(cè)壁和在硬掩模材料上形成保護(hù)側(cè)壁隔離物，其中保護(hù)側(cè)壁隔離 物相對(duì)于所述硬掩才莫材料具有蝕刻選擇性。在保護(hù)側(cè)壁上在過(guò)孔中形成犧 牲材料。在過(guò)孔上在其中包括開(kāi)口的硬掩模材料上形成光致抗蝕劑材料。 從過(guò)孔內(nèi)除去光致抗蝕劑材料和犧牲材料，同時(shí)避免從過(guò)孔內(nèi)除去保護(hù)側(cè) 壁隔離物。在過(guò)孔上形成溝槽同時(shí)保持在其上具有保護(hù)側(cè)壁隔離物的過(guò)孔 的下面部分。從過(guò)孔的下面部分除去保護(hù)側(cè)壁隔離物。用銅填充過(guò)孔和溝 槽。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在過(guò)孔上形成溝槽包括蝕刻硬掩模材 料以從低-k材料的上表面除去硬掩模材料，并蝕刻低-k材料的上表面下的 部分以在低-k材料中形成溝槽，同時(shí)在過(guò)孔的下面部分上保持保護(hù)隔離物。 在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保護(hù)側(cè)壁隔離物是氧化硅。在根據(jù)本發(fā)明 的一些實(shí)施例中，低-k材料是多孔SiCOH。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使用過(guò)孔優(yōu)先雙鑲嵌工藝形成接觸結(jié) 構(gòu)的方法包括在除去凹槽內(nèi)部的犧牲材料時(shí)，在低-k材料中的所述凹槽的 整個(gè)側(cè)壁上保持保護(hù)隔離物。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保護(hù)隔離物 是氧化硅。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，低-k材料是多孔SiCOH。


圖1示出了在集成電路中示例性的柵極延遲和不同材料的典型的互連 延遲的曲線圖。
圖2A-2B示出了使用常規(guī)干法蝕刻形成過(guò)孔的截面圖。 圖3A-3C示出了常規(guī)鑲嵌工藝的截面圖。 圖4A-4D示出了常規(guī)單鑲嵌工藝的截面圖。
圖5A-5E示出了常規(guī)"溝槽優(yōu)先"雙鑲嵌工藝的截面圖。 圖6A-6E示出了常規(guī)"過(guò)孔優(yōu)先"雙鑲嵌工藝的截面圖。 圖7A-7L示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例使用雙鑲嵌工藝形成接觸結(jié) 構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的實(shí)施 例。然而，本發(fā)明可以以很多不同的形式體現(xiàn)而不受限于這里所述的實(shí)施 例。當(dāng)然，提供這些實(shí)施例以使本公開(kāi)變得詳盡和完整，并將本發(fā)明的范 圍詳盡的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，層和區(qū)的尺寸和相對(duì)尺寸
為了清晰而^U故大。
可以理解，當(dāng)元件或?qū)觾羝しQ為"在另一元件或?qū)由?，"與另一元件 或?qū)舆B接"，或"與另一元件或?qū)玉詈?時(shí)，其可以直接在另一元件或?qū)?上，與另一元件或?qū)舆B接，或與另一元件或?qū)玉詈?，或存在中間元件或?qū)印?相反，當(dāng)元件被稱為"直接在另一元件或?qū)由?，"直接與另一元件或?qū)?連接"，或"直接與另一元件或?qū)玉詈?時(shí)，不存在中間元件或?qū)?。類?標(biāo)號(hào)整篇指類似元件。這里，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一個(gè)或很多有關(guān)聯(lián)的列出 的項(xiàng)目的任何和所有組合。
可以理解，盡管術(shù)語(yǔ)第一，第二，第三等可以在其中使用以表述各種 元件，部件，區(qū)，層和/或部分，這些元件，部件，區(qū)，層和/或部分不應(yīng)該 受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)只是用來(lái)區(qū)別一個(gè)元件，部件，區(qū)，層或部分 和另一區(qū)，層或部分。這樣，只要沒(méi)有脫離本發(fā)明的教導(dǎo)，上面提到的第 一元件，部件，區(qū)，層或部分可以被視為第二元件，部件，區(qū)，層或部分。
與空間有關(guān)的術(shù)語(yǔ)，例如"之下"，"下面"，"下"，"上面"， "上"等，在這里使用以方便描述如圖中所示一個(gè)元件或特征與另一元件 或特征的關(guān)系?？梢岳斫馀c空間有關(guān)的術(shù)語(yǔ)旨在包括除了在圖中描述的方 向以外的在使用中的和運(yùn)行中的器件的不同方向。例如，如果圖中的器件 被翻轉(zhuǎn)，被描述為"在其它元件和特征下面"或"在其它元件和特征之下"
就被定向?yàn)?在其它元件或特征上面"。這樣，示例性術(shù)語(yǔ)"下面"就包
括上面和下面兩個(gè)方向。否則器件被定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它方向)并這 里使用的與空間有關(guān)的描述也要做相應(yīng)的解釋。
這里使用的技術(shù)只是為了描述具體實(shí)施例而不是限制本發(fā)明。這里， 除非上下文明確指明，否則單數(shù)形式"一"，"一個(gè)"和"所述"也包括 復(fù)數(shù)形式。還可以理解術(shù)語(yǔ)"包括"和/或"包含"，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用 時(shí)，指定是所述特征，整數(shù)，步驟，運(yùn)行，元件和/或部件的存在，但不排 除一個(gè)或多個(gè)其它特征，整數(shù)，步驟，運(yùn)行，元件，部件和/或其組合的存 在或增力口。
本發(fā)明中描述的實(shí)施例參考截面示例，其是本發(fā)明的理想化實(shí)施例(以 及中間結(jié)構(gòu))的示意性示例。這樣，期待例如作為制造技術(shù)和/或公差的結(jié) 果的示例的形狀變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)該限于這里示出的區(qū)的 具體形狀，而應(yīng)該包括例如通過(guò)制造導(dǎo)致的形狀的變化。例如，示例為矩 形的注入?yún)^(qū)，典型地，具有圓形或曲線特性和/或在其邊緣的注入濃度梯度 而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)二元變化。同樣，通過(guò)注入形成的掩埋區(qū)可以 在掩埋區(qū)和穿過(guò)其進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)中產(chǎn)生一些注入。這樣，圖中 所示的區(qū)是自然示意并且其形狀并沒(méi)有示出器件的區(qū)的實(shí)際形狀也沒(méi)有限 制本發(fā)明的范圍。
除非另有定義，這里使用的所有的術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有 本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的相同意思。將進(jìn)一步理解，通常使用字典定義的 那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該解釋為具有與相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容中的那些意思一致的意思，并 將不會(huì)解釋為理想化或極度正式的意思，除非在這里特殊定義過(guò)。
在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在低-k材料中的凹槽中形成的保護(hù)側(cè) 壁隔離物在材料(例如在凹槽中的光致抗蝕劑和/或犧牲材料)除去時(shí)保持。 可以通過(guò)灰化工藝除去光致抗蝕劑和/或犧牲材料，由此如果保護(hù)側(cè)壁隔離 物在凹槽中沒(méi)有保持則低-k材料會(huì)受到破壞。如這里更詳細(xì)地描述，凹槽 可以提供使用雙鑲嵌工藝形成的"過(guò)孔優(yōu)先"接觸結(jié)構(gòu)的下面部分。因此， 在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以形成溝槽以提供在"過(guò)孔優(yōu)先，，雙鑲
嵌工藝中的接觸結(jié)構(gòu)的上面部分。溝槽可以通過(guò)使用在凹槽外作為蝕刻掩 模的剩余部分的保護(hù)隔離物來(lái)形成。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 通過(guò)灰化工藝除去的材料可以在形成溝槽前除去，因此允許低-k材料在灰 化工藝中除去材料(例如，在過(guò)孔中的光致抗蝕劑和/或犧牲材料)時(shí)受到 保護(hù)側(cè)壁隔離物的保護(hù)。在這里，術(shù)語(yǔ)"灰化"指使用等離子體或紫外線 制造臭氧從半導(dǎo)體襯底除去材料，例如光致抗蝕劑材料。
圖7A-7L示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例使用"過(guò)孔優(yōu)先"雙鑲嵌工 藝形成接觸結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)圖7A,在其上具有過(guò)孔蝕刻停止層702的襯 底700中提供下層銅互連705。在蝕刻停止層702上形成低-k材料710， 第一硬掩模層715，和第二硬掩模層720。在低-材料710中，并在第一和 第二硬掩模層715， 720中形成凹槽725，以提供接觸結(jié)構(gòu)的下面部分作為 "過(guò)孔優(yōu)先"雙鑲嵌工藝的一部分。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，底部 的凹槽的尺寸約為145nm。在4艮據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，低-k材料710 可以是多孔SiCOH，第一硬掩模層715可以由SiCOH材料形成，第二硬 掩模層720可以由TEOS材料形成。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，蝕刻 停止層702可以由SiCNH形成。
根據(jù)圖7B，在第二硬掩模層720的上表面上和在凹槽725的側(cè)壁，具 體地說(shuō)，在凹槽725的由低-k材料710限定的側(cè)壁上形成保護(hù)側(cè)壁隔離物 730。在才艮據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保護(hù)側(cè)壁隔離物730由Si02、 TEOS、 S舊4氧化物、OMCTS氧化物等形成。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保 護(hù)側(cè)壁隔離物730相對(duì)于第一硬掩模層715具有約6的蝕刻選擇性。在根 據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保護(hù)側(cè)壁隔離物730使用化學(xué)氣相沉積或原子 層沉積形成，厚度為約10埃到約500埃。
才艮據(jù)圖7C，在保護(hù)側(cè)壁隔離物730的上表面上形成犧牲材料735并填 充凹槽725，以及在犧牲材料735上形成掩模氧化物層740。在根據(jù)本發(fā)明 的一些實(shí)施例中，犧牲材料735可以是有機(jī)聚合物。在根據(jù)本發(fā)明的一些 實(shí)施例中，掩模氧化物層740可以是低溫SiEU基氧化物，例如由SiHU和 N20的組合形成的材料。
根據(jù)圖7D，在掩模氧化物層740上形成抗反射涂層745，并在其上形 成光致抗蝕劑材料750并構(gòu)圖以在填充有犧牲材料735并在其上具有保護(hù) 側(cè)壁隔離物730的凹槽725上提供開(kāi)口 755。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例 中，光致抗蝕劑750可以由例如用于在凹槽725中形成犧牲材料735的相 同有機(jī)聚合物形成。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，光致抗蝕劑材料750 與犧牲材料735不同。
根據(jù)圖7E，使用光致抗蝕劑材料750作為蝕刻掩模蝕刻掩模氧化物 740穿過(guò)開(kāi)口 755,以暴露犧牲材料735。根據(jù)圖7F，進(jìn)一步從凹槽725 的內(nèi)部蝕刻如上面圖7E中所示暴露的犧牲材料735，而在凹槽725的整個(gè) 側(cè)壁上保持保護(hù)隔離物730，從而允許在除去犧牲材料735時(shí)對(duì)低-k材料 710進(jìn)行保護(hù)。還可以理解，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，光致抗蝕劑 材料750也可以與犧牲材料735 —起除去，而在在凹槽725的整個(gè)側(cè)壁上 保持保護(hù)隔離物730。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，干蝕刻犧牲材料730 和/或光致抗蝕劑材料750。
根據(jù)圖7G，繼續(xù)蝕刻以除去位于凹槽725外的保護(hù)側(cè)壁隔離物730 和第二硬掩模層720的一部分，以暴露在凹槽725外的第一硬掩模層715 的上表面。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一硬掩模層715和保 護(hù)側(cè)壁隔離物730相對(duì)于彼此具有蝕刻選擇性。換句話說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明 的一些實(shí)施例中，在存在蝕刻劑的情況下相對(duì)快地蝕刻保護(hù)側(cè)壁隔離物 730，而在存在相同蝕刻劑的情況下相對(duì)少地蝕刻第一硬掩模層715。在根 據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保護(hù)側(cè)壁隔離物730相對(duì)于第一硬掩模層715 具有約6的蝕刻選擇性。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，保護(hù)側(cè)壁隔離物 730和第二硬掩才莫層720的蝕刻可以通過(guò)使用Ar， N;s和QF8的混合物作 為蝕刻劑并在壓力約為45mT下進(jìn)行蝕刻來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)圖7H，從凹槽725除去犧牲材料735,這樣蝕刻停止層702在凹 槽725的底部暴露。如上文參考圖7F描述，蝕刻可以通過(guò)干蝕刻執(zhí)行。
根據(jù)圖71，第二硬掩模層720可以用作硬掩模以形成溝槽760，作為 根據(jù)這里描述的"過(guò)孔優(yōu)先"雙鑲嵌工藝的實(shí)施例形成的接觸結(jié)構(gòu)的上面部分的一部分。根據(jù)圖7J，除去位于接觸結(jié)構(gòu)的過(guò)孔部分內(nèi)的低-k材料 710的側(cè)壁上的保護(hù)側(cè)壁隔離物725并且除去蝕刻停止層702的暴露部分 以暴露下面的銅互連705。
根據(jù)圖7K，在接觸結(jié)構(gòu)的過(guò)孔部分中和在結(jié)構(gòu)的溝槽部分中沉積銅材 料765，從而如圖所示填充過(guò)孔和溝槽。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 銅材料使用，例如，電鍍來(lái)形成。具體地說(shuō)，可以首先通過(guò)濺射形成籽晶 層，其經(jīng)歷形成銅材料765的電鍍。根據(jù)圖7K和7L，銅材料765使用 CMP進(jìn)行平面化以提供如上文參考圖7A-7K描述的使用"優(yōu)先過(guò)孔，，雙 鑲嵌工藝形成的接觸結(jié)構(gòu)。如圖7K中所示，金屬阻擋層771可以在銅材 料765下形成。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在除去材料(例如在凹槽 中的光致抗蝕劑和/或犧牲材料)時(shí)，保持在低-k材料中的凹槽中形成的保 護(hù)側(cè)壁隔離物?？梢酝ㄟ^(guò)灰化工藝除去光致抗蝕劑和/或犧牲材料，由此如 果保護(hù)側(cè)壁隔離物沒(méi)有保持在凹槽中，低-k材料就會(huì)被破壞。如這里詳細(xì) 描述，凹槽可以提供使用雙鑲嵌工藝形成的"過(guò)孔優(yōu)先"接觸結(jié)構(gòu)的下面 部分。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以形成溝槽以提供"過(guò)孔 優(yōu)先"雙鑲嵌工藝中的接觸結(jié)構(gòu)的上面部分。溝槽可以通過(guò)使用在凹槽外 作為蝕刻掩模的保護(hù)隔離物的剩余部分來(lái)形成。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一 些實(shí)施例中，通過(guò)灰化工藝除去的材料可以在形成溝槽前除去，因此允許 低-k材料在灰化工藝中除去材料(例如，在過(guò)孔中的光致抗蝕劑和/或犧牲 材料)時(shí)受到保護(hù)側(cè)壁隔離物的保護(hù)。
上述是本發(fā)明的示例而不是對(duì)其的限制。盡管描述了 一些本發(fā)明的一 些示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到只要不脫離本發(fā)明的新穎教 導(dǎo)和優(yōu)勢(shì)，可以在示例性實(shí)施例中進(jìn)行很多修改。因此，所有這些修改旨 在包括在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，可以理解上述是對(duì)本 發(fā)明的示例而不是對(duì)公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制，以及對(duì)公開(kāi)實(shí)施例和其它 實(shí)施例的修改旨在包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本發(fā)明通過(guò)下面的權(quán)利 要求限定，其中包括權(quán)利要求的同等部分。
權(quán)利要求
1.一種使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法，包括以下步驟使用灰化工藝從低-k材料中的凹槽除去材料，同時(shí)在所述凹槽的整個(gè)側(cè)壁上保持保護(hù)隔離物以覆蓋所述凹槽中的所述低-k材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述除去材料的步驟包括從所述凹槽 除去犧牲材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述除去材料的步驟還包括 從所述凹槽的周圍除去光致抗蝕劑材料，同時(shí)從所述凹槽的內(nèi)部除去所述犧牲材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述光致抗蝕劑材料和所述犧牲材料 包括相同材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述光致抗蝕劑材料和所述犧牲材料 包括有機(jī)聚合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述保護(hù)隔離物包括氧化硅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中從凹槽除去材料的步驟還包括 使用蝕刻劑蝕刻所述材料以暴露所述凹槽內(nèi)部的所述保護(hù)隔離物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述低-k材料包括多孔SiCOH。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括 在所述凹槽上形成溝槽。 從所述側(cè)壁除去所述保護(hù)隔離物；以及 用銅填充所述凹槽和所述溝槽。
10. —種使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法，包括以下步驟 從其中具有凹槽的低-k材料除去犧牲材料，所述凹槽具有保護(hù)側(cè)壁隔離物；然后在所述凹槽上形成溝槽；以及除去所述側(cè)壁隔離物；
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述保護(hù)側(cè)壁隔離物包括有機(jī)聚合 物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述除去犧牲材料的步驟還包括 使用蝕刻劑蝕刻所述犧牲材料以暴露所述凹槽內(nèi)部的所述保護(hù)側(cè)壁隔離物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述保護(hù)側(cè)壁隔離物包括氧化硅。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述低-k材料包括多孔SiCOH。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述形成溝槽的步驟包括使用蝕刻 劑蝕刻所述低-k材料以形成所述溝槽。
16. —種使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法，包括以下步驟 在低-k材料上形成硬掩模材料；在所述低-k材料中穿過(guò)所述硬掩模材料形成過(guò)孔； 在所述過(guò)孔的側(cè)壁和所述硬掩^t材料上形成保護(hù)側(cè)壁隔離物，其中所 述保護(hù)側(cè)壁隔離物相對(duì)于所述硬掩才莫材料具有蝕刻選擇性； 在所述保護(hù)側(cè)壁上的過(guò)孔中形成犧牲材料；在所述過(guò)孔上在其中包括開(kāi)口的所述硬掩^f莫材料上形成光致抗蝕劑材料；從所述過(guò)孔的內(nèi)部除去所述光致抗蝕劑材料和所述犧牲材料，同時(shí)避 免從所述過(guò)孔的內(nèi)部除去所述保護(hù)側(cè)壁隔離物；在所述過(guò)孔上形成溝槽，同時(shí)保持在其上具有所述保護(hù)側(cè)壁隔離物的 所述過(guò)孔的下面部分；從所述過(guò)孔的所述下面部分除去所述保護(hù)側(cè)壁隔離物；以及用銅填充所述過(guò)孔和所述溝槽。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述除去所述光致抗蝕劑和所述犧 牲材料的步驟包括從所述凹槽的周圍除去所述光致抗蝕劑材料同時(shí)從所述 凹槽的內(nèi)部除去所述犧牲材料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述光致抗蝕劑材料和所述犧牲材料包括相同材料。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述光致抗蝕劑材料和所述犧牲材料包括有機(jī)聚合物。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述保護(hù)側(cè)壁隔離物包括氧化硅。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述低-k材料包括多孔SiCOH。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中在所述過(guò)孔上形成溝槽的步驟包括 蝕刻所述硬掩模材料以從所述低-k材料的上表面除去所述硬掩模材料，并蝕刻所述低-k材料的在所述上表面下的一部分以在所述低-k材料中 形成所述溝槽，同時(shí)在所述過(guò)孔的下面部分上保持所述保護(hù)隔離物。
23. —種使用過(guò)孔優(yōu)先雙鑲嵌工藝形成接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟在除去凹槽內(nèi)部的犧牲材料時(shí)，在低-k材料中的所述凹槽的整個(gè)側(cè)壁 上保持保護(hù)隔離物。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述保持保護(hù)隔離物的步驟包括蝕劑材料時(shí)，在所述低-k材料中的所述凹槽的整個(gè)側(cè)壁上保持所述J呆護(hù)隔 離物。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述保護(hù)隔離物包括氧化硅。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述低-k材料包括多孔SiCOH。
全文摘要
一種使用雙鑲嵌工藝形成過(guò)孔的方法包括使用灰化工藝從低-k材料中的凹槽除去材料，同時(shí)在所述凹槽的整個(gè)側(cè)壁上保持保護(hù)隔離物以覆蓋所述凹槽中的所述低-k材料。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101179047SQ20061014447
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者J·H·基姆, W·J·帕克, Y-H·S·林 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司