[发明专利]全局互连铜镂空结构的制造方法

权利要求书

1.一种全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)掩膜电镀，形成图形化的铜柱子：首先在清洗干净的单面氧化硅衬底上光刻，再采用磁控溅射法沉积20nm～50nm的阻挡层，丙酮去胶，形成图形化的阻挡层；接着再溅射70nm～110nm厚度的种子层，光刻，在有阻挡层的上方电镀铜柱子去除光刻胶，干法刻蚀去除种子层，形成分立的铜线图形；

(2)形成互相绝缘的分立通孔图形：在分立的铜线间填充牺牲层，研磨抛光使表面平坦化并露出铜线；溅射种子层，再光刻形成通孔图形，以光刻胶为掩膜电镀通孔，去胶；以铜为掩膜，同上用干法刻蚀去除通孔之外的种子层，形成互相绝缘的分立通孔图形；

(3)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，研磨抛光至露出铜通孔，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，铜柱高度与胶持平，再溅射上层保护层；

(4)形成镂空互连结构：用丙酮去光刻胶，干法刻蚀去除种子层，去除牺牲层，形成全局互连铜镂空结构。

2.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的阻挡层，是指：能阻挡金属扩散并与介质层具有较好粘结性的金属层。

3.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的阻挡层为可选择钽(Ta)、氮化钽(TaN)或氮化钨钽(TaWN)。

4.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的种子层，是指：磁控溅射沉积的CrCu薄膜，其中铬作为粘结层。

5.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的干法刻蚀去除种子层，具体条件是：本底真空2.0×10^-6mbar，工作压力0.02mbar，刻蚀气体高纯氩气，流量70sccm，功率750W。

6.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的填充牺牲层，若牺牲层是磁控溅射的氧化铝薄膜，则溅射氧化铝条件为：本底真空2.0×10^-4Pa，溅射气压2.67Pa，功率4KW；若牺牲层是聚酰亚胺，则是通过旋涂填充，具体条件是：从室温缓慢升温到90℃，保温1h，再0.5h升到130℃，保温0.5h，最后1h升到150℃，保温1h。

7.如权利要求1或6所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的填充牺牲层，其牺牲层是指：磁控溅射的氧化铝薄膜或旋涂的聚酰亚胺层。

8.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的溅射上层保护层，其溅射条件为：本底真空5×10^-5Pa，流量30sccm，功率100W。

9.如权利要求1或8所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的上层保护层，其材料是磁控溅射的钨。

10.如权利要求1所述的全局互连铜镂空结构的制造方法，其特征是，所述的去除牺牲层，是指：若牺牲层是氧化铝时，采用水浴加热浓磷酸去除牺牲层；牺牲层是聚酰亚胺时，采用温热的稀氢氧化钠溶液去除牺牲层。