发明名称 多重内连线结构的制造方法
摘要 一种多重内连线结构,主要是以空气作为导线间的介电材料,而形成一悬空的介层窗内连接结构。首先在绝缘层上沈积一碳层,并在碳层上定义一沟渠。接着在碳层上与沟渠中沈积金属层,再以化学机械研磨法定义导线。进行一灰化与蚀刻步骤,使碳层表面低于导线表面。之后在凹入的碳层与导线表面提供一氧化物上覆层,利用一氧化步骤经由上覆材料层消耗掉碳层。接着,依序在上覆材料层表面形成一氮化矽层与一内金属介电层。以氮化矽层为蚀刻终止层,蚀刻内金属介电层形成一介层窗,续再蚀刻蚀刻终止层与上覆材料层。在介层窗中形成一金属插塞后再形成一第二导线。
申请公布号 TW365055 申请公布日期 1999.07.21
申请号 TW086115837 申请日期 1997.10.27
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 孙世伟
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种多重内连线结构的制造方法,该制造方法至少包括下列步骤:在一绝缘层上提供一经定义之导线图案,藉由一牺牲材料层将具有侧边的一第一导线与一第二导线隔开;移除一部份之该牺牲材料层,使该牺牲材料层表面凹入,且低于该第一导线与该第二导线之表面;在该第一导线与该第二导线以及该牺牲材料凹入区形成一上覆材料层;以及进行一耗损反应,经由该上覆材料层消耗至少一部分的该牺牲材料层,在该第一导线、该第二导线与该上覆材料层界定的区域形成一空气间隙。2.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中,该上覆材料为一氧化物,该耗损反应为一氧化反应。3.如申请专利范围第2项所述之制造方法,其中,该牺牲材料包含碳。4.如申请专利范围第3项所述之制造方法,其中,该牺牲材料组成基本上含碳。5.如申请专利范围第4项所述之制造方法,其中,该耗损反应持续进行以移除该第一导线与第二导线间所有之牺牲材料层。6.如申请专利范围第2项所述之制造方法,其中,在该第一导线与第二导线上形成一液体层,再经硬化以形成一固态氧化层。7.如申请专利范围第6项所述之制造方法,其中,该液体为HSQ。8.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中,利用旋涂式制程在该第一导线与该第二导线上提供一液体而形成该上覆层。9.如申请专利范围第8项所述之制造方法,其中,该液体之该上覆材料经固化后形成一上覆材料层。10.如申请专利范围第8项所述之制造方法,其中,该液体包含一高分子材料。11.如申请专利范围第9项所述之制造方法,其中,该液体包含氧分子。12.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中,该上覆层覆盖住该第一导线与该第二导线,且该上覆层经平坦化步骤。13.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中,更进一步的步骤包括:定义该牺牲材料层以形成沟渠;在该牺牲材料层上与该沟渠中形成一金属层;以及去除过多的金属,在牺牲材料层中形成导线。14.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中,去除过多的金属以化学机械研磨法完成。15.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中,更进一步的步骤包含:进行耗损反应后,于该上覆材料层上形成一蚀刻终止材料层,该蚀刻终止材料层与该上覆材料层具有不同的材料特性;在该蚀刻终止材料层上形成一内金属介电层,该内金属介电层与该蚀刻终止材料层具有不同的材料特性;以及经由蚀刻该内金属介电层形成一介层窗,终止于该蚀刻终止材料层,蚀刻经由该蚀刻终止材料层与该上覆材料层。16.如申请专利范围第15项所述之制造方法,其中,蚀刻经由该上覆材料层的步骤以清除该第一导线的一表面,并仅蚀刻该上覆材料层的部份厚度。17.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中,大部分的该介层窗位于该第一导线的上方,一部分的该介层窗未位于该第一导线的上方。18.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中,蚀刻经由该内金属介电层的步骤经由一第一步骤,蚀刻速率较为快速的蚀刻制程,一第二步骤,具有较高选择性的蚀刻制程。19.如申请专利范围第15项所述之制造方法,其中,该上覆材料层为一氧化物,且该蚀刻终止材料层为一氮化矽层。20.如申请专利范围第15项所述之制造方法,其中,该内金属介电层包含一氧化物。21.一种多重内连线结构的制造方法,该制造方法至少包括下列步骤:在一绝缘层上提供一经定义之导线图案,藉由一牺牲材料层将具有侧边的个别导线隔开;在该导线图案上及该该牺牲材料层上形成一上覆材料层;进行一耗损反应,经由该上覆材料层消耗至少一部分的该牺牲材料层,在该第一导线、该第二导线与该上覆材料层界定的区域形成一空气间隙;进行耗损反应后,于该上覆材料层上形成一蚀刻终止材料层;在该蚀刻终止材料层上形成一内金属介电层,该内金属介电层与该蚀刻终止材料层具有不同的材料特性;以及经由蚀刻该内金属介电层形成一介层窗,终止于该蚀刻终止材料层,蚀刻经由该蚀刻终止材料层与该上覆材料层。22.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,该蚀刻终止层与该上覆材料层具有一不同的组成。23.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,蚀刻经由该上覆材料层的步骤清除该第一导线的一表面,且仅蚀刻该上覆材料层的部份厚度。24.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,在该第一导线及该第二导线上提供一液体而形成一固体层形成该上覆材料层,该上覆材料层包括一氧化物。25.如申请专利范围第24项所述之制造方法,其中,该液体为HSQ。26.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,该上覆材料层为一氧化物,且该耗损反应为一氧化反应。27.如申请专利范围第26项所述之制造方法,其中,该牺牲材料层包含碳。28.如申请专利范围第27项所述之制造方法,其中,该牺牲材料层组成基本上含碳。29.如申请专利范围第26项所述之制造方法,其中,该耗损反应持续进行以移除该上覆材料层下全部的该牺牲材料层。30.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,更进一步的步骤包括在形成该蚀刻终止层之前,移除部份该牺牲材料层,使该牺性材料层表面低于该导线表面。31.如申请专利范围第30项所述之制造方法,其中,该牺牲材料层为碳,该上覆材料层为一氧化物,以及该蚀刻终止层为一氮化矽。32.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,在该介层窗填入一金属插塞。33.如申请专利范围第32项所述之制造方法,其中,该金属插塞连接该第一导线与该第二导线。34.如申请专利范围第33项所述之制造方法,其中,该金属插塞包含钨。35.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,形成该上覆材料层的步骤包括以旋涂式制程在该第一导线与该第,导线上形成一液体的步骤。36.如申请专利范围第21项所述之制造方法,其中,形成该上覆材料层的步骤包括在该第一导线与该第二导线上形成一液体,且经固化形成该上覆材料层。37.如申请专利范围第35项所述之制造方法,其中,该液体包含一高分子材料。38.如申请专利范围第36项所述之制造方法,其中,该液体包含氧分子。图式简单说明:第一图系显示一种习知技艺以空气间隙作为介电材料分隔邻接连接线之多重内连线结构。第二图至第五图系显示第一图多重内连线结构之制造流程图。第六图至第九图系显示根据本发明多重内连线结构较佳实施例之制造流程图。
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