导线结构间形成空气洞隙的方法

摘要

本发明系揭露一种导线结构间形成空气洞隙的方法，首先，利用微影技术及反应性离子蚀刻法，于已覆盖上复层介电层的导线结构间形成一窄渠沟，并对此窄渠沟进行湿蚀刻形成一渠沟洞隙；最后，于渠沟洞隙之介电层上方，沉积一具有低充填力的介电层，以形成一拱型空气洞隙。利用空气介电系数低与拱型结构同时具有良好支撑力及较大空隙体积的优点，作为积体电路中金属内连线间之隔离方式，可降低导线间的电阻-电容延迟时间，提高积体电路元件的工作速度。

主权项

1.一种导线结构间形成空气洞隙(Air Gap)的方法,其步骤包括:a.提供一表面具有绝缘层的基板;b.于一所述绝缘层上形成一导线结构;c.于所述导线结构上形成一含氮矽化物层;d.于所述含氮矽化物层上形成一氧化层;e.对所述氧化层以化学机械研磨法(CMP)进行回蚀刻,以形成平坦表面;f.于所述含氮矽化物层及所述氧化层上形成一SOON层(Silicon Oxide Oxynitride Continuity Film);g.于所述导线结构间形成一渠沟;h.沿所述之渠沟,对所述SOON层及所述氧化层进行湿蚀刻以形成拱型结构;i.于所述SOON层上方,沉积一低充填力(Low Step Coverage)的介电层,以形成一空气洞隙。2.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述含氮矽化物层可为一氮氧化矽层(OxynitrideLayer)。3.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述含氮矽化物层可为一氮化矽层(Nitride Layer)。4.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述含氮矽化物层与氧化层系指一蚀刻速率比大于2的两种介电质。5.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述含氮矽化物层系利用化学气相沉积法(CVD)形成。6.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述氧化层系利用化学气相沉积法(CVD)形成。7.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述氧化层进行回蚀刻,系以含氮矽化物层为蚀刻终止层。8.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述SOON层系一端邻氧化层,另一端邻低充填力介电层,而SOON层中氧含量由邻氧化层端向邻低充填力介电层端逐渐减少,氮含量由邻氧化层端向邻低充填力介电层端逐渐增加。9.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述形成渠沟之蚀刻步骤系利用反应性离子蚀刻法(RIE)。10.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中h.步骤中所述氧化层及SOON层湿蚀刻步骤系利用氢氟酸进行。11.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述低充填力介电层系为一电浆增强化学气相沉积之氧化层(PEOX)。12.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述低充填力介电层系为一磷矽玻璃(PSG)。13.如申请专利范围第1项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中该空气洞隙系为一拱型空气洞隙。14.一种导线结构间形成空气洞隙(Air Gap)的方法,其步骤包括:a.提供一表面具有绝缘层的基板;b.于一所述绝缘层上形成一导线结构;c.于所述导线结构上形成一第一介电层;d.于所述的第一介电层上形成一第二介电层;e.对所述之第二介电层进行回蚀刻,以形成平坦表面;f.于所述第一介电层及所述第二介电层上形成一第三介电层;g.于所述导线结构间形成一渠沟;h.沿所述之渠沟,对所述第三介电层及所述第二介电层进行湿蚀刻以形成拱型结构;i.于所述第三介电层上方,沉积一第四介电层,以形成一空气洞隙。15.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第一介电层系为一含氮矽化物层。16.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第一介电层可为一氮氧化矽层(Oxynitride Layer)。17.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第一介电层可为一氮化矽层(Nitride Layer)。18.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第二介电层系为一氧化层。19.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第一介电层与第二介电层系指其蚀刻速率比大于2的两种介电质。20.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述对第二介电层进行回蚀刻,系采用化学机械研磨法(CMP)。21.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第二介电层进行回蚀刻,系以第一介电层为蚀刻终止层。22.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第三介电层系为一SOON层(Silicon Oxide Oxynitride ContinuityFilm)。23.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述第三介电层系一端邻第二介电层,另一端邻第四介电层,而第三介电层中氧含量由邻第二介电层端向邻第四介电层端逐渐减少,氮含量由邻第二介电层端向邻第四介电层端逐渐增加。24.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述形成渠沟之蚀刻步骤系利用反应性离子蚀刻法(RIE)。25.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中h步骤中所述第二介电层及第三介电层湿蚀刻步骤可利用氢氟酸进行。26.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述低充填力介电层系为一电浆增强化学气相沉积之氧化层(PEOX)。27.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述低充填力介电层系为一磷矽玻璃(PSG)。28.如申请专利范围第14项所述导线结构间形成空气洞隙的方法,其中所述空气洞隙系为一拱型空气洞隙。图式简单说明:第一图为本发明实施例中于绝缘层上形成导线结构之剖面示意图。第二图为本发明实施例中于导线结构上形成氮氧化矽层之剖面示意图。第三图为本发明实施例中于氮氧化矽层上方形成氧化层之剖面示意图。第四图为本发明实施例中研磨氧化层至氮氧化矽层为止之剖面示意图。第五图为本发明实施例中于氧化层及氮氧化矽层上方形成SOON层之剖面示意图。第六图为本发明实施例中于导线结构间形成一渠沟之剖面示意图。第七图为本发明实施例中于金属导线间形成拱型渠沟洞隙之剖面示意图。第八图为本发明实施例中于拱型渠沟洞隙上沉积介电层之剖面示意图。