DE112007000966B4 - Dielektrischer Abstandhalter für metallische Verbinder und Verfahren, um dieselben zu bilden - Google Patents

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Abstract

Elektronische Struktur mit einer Vielzahl von Verbindern, die aufweist: eine erste dielektrische Schicht; einen ersten Verbinder; einen zweiten Verbinder, wobei der zweite Verbinder von dem ersten Verbinder beabstandet ist und wobei die ersten und zweiten Verbinder oberhalb der ersten dielektrischen Schicht angeordnet und in einer Aussparung darin teilweise aufgenommen sind; einen ersten dielektrischen Abstandhalter, wobei der erste dielektrische Abstandhalter sich angrenzend an eine Seitenwand des ersten Verbinders befindet und wobei der erste dielektrische Abstandhalter sich zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befindet; einen zweiten dielektrischen Abstandhalter, wobei sich der zweite dielektrische Abstandhalter angrenzend an eine Seitenwand des zweiten Verbinders befindet, wobei der zweite dielektrische Abstandhalter sich zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befindet und wobei der erste und der zweite dielektrische Abstandhalter voneinander getrennt sind, mit einem ersten Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter; und eine zweite dielektrische Schicht, wobei sich die zweite dielektrische Schicht auf den ersten und den zweiten Verbindern befindet, wobei die zweite dielektrische Schicht auf dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter liegt und wobei die zweite dielektrische Schicht sich oberhalb des ersten Spaltes zwischen dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter befindet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1) GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der integrierten Schaltungen, und betrifft eine elektronische Struktur mit einer Vielzahl von Verbindern.
  • 2) BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Metallische Verbinder werden bei der Herstellung integrierter Schaltungen als ein Mittel zum Verbinden verschiedener Elektronik- und Halbleiterbaugruppen in einer globalen Schaltung verwendet. Zwei Schlüsselfaktoren, die betrachtet werden müssen, wenn solche metallischen Verbinder hergestellt werden, sind der Widerstand (R) jedes metallischen Verbinders und die Kopplungskapazität (C), d. h. das Übersprechen, das zwischen den metallischen Verbindern erzeugt wird. Beide Faktoren behindern das Leistungsverhalten metallischer Verbinder. Somit ist es wünschenswert gewesen, sowohl den Widerstand als auch die Kapazität bei metallischen Verbindern zu verringern, um die sogenannte ”RC-Verzögerung” zu milder.
  • In den letzten 10 Jahren ist die Leistungsfähigkeit integrierter Schaltungen, so wie die, die bei Mikroprozessoren gefunden werden, durch den Einbau von Kupferverbindern in das ”hintere Ende” der Fertigungprozesssequenz stark verbessert worden. Das Vorhandensein solcher Kupferverbinder gegenüber Aluminiumverbindern verringert den Widerstand solcher Verbinder stark, was zu ihrer verbesserten Leitung und Leistung führt.
  • Ansätze, die Kopplungskapazität zu verringern, die zwischen metallischen Verbindern erzeugt wird, haben die Verwendung von dielektrischen Schichten mit niedrigem K (2.5–4) umfasst, welche die metallischen Verbinder beherbergen, wobei K die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schichten ist. Der Einbau solcher Filme hat sich jedoch als eine Herausforderung erwiesen. Weitere Ansätze, um die Kopplungskapazität zwischen den metallischen Verbindern zu verringern, haben sich auf ”Luftspalt”-Technologien konzentriert, bei denen zwischen metallischen Leitungen keine dielektrische Schicht vorhanden ist. Obwohl diese Technik beim Verringern der Kopplungskapazität wirksam gewesen ist, ein Ergebnis dessen, dass die Luft einen K-Wert von nur 1 hat, kann die strukturelle Unversehrtheit einer Vielzahl von metallischen Verbindungen beim Fehlen der stützenden dielektrischen Schichten beeinträchtigt werden.
  • Daher wird hierin ein Verfahren, die RC-Verzögerung bei einer Vielzahl von metallischen Verbindern zu mildern, beschrieben.
  • Die US 5 880 018 A offenbart das Herstellen einer elektronischen Struktur mit einer ersten dielektrischen Schicht aus Low-k-Material mit vier darauf angeordneten, beabstandeten Verbindern und einer Schicht aus SiN, SiO2 oder SiON, die optional zu voneinander getrennten Abstandhaltern zurückgeätzt werden kann, mit einem Luftspalt dazwischen und einer zweiten dielektrischen Schicht aus Spin-On-Glas und einer Schicht aus SiO2:F, die oberhalb des Luftspaltes und der Abstandhalter angeordnet ist, und durch welche Durchkontakte gebildet werden, wobei die Schicht bzw. Abstandhalter als Ätz- oder Kurzschlussschutz dienen.
  • Die US 5 407 860 A behandelt das Bilden von Luftspalten von Verbindern und zeigt das Herstellen einer elektronischen Struktur mit einer ersten dielektrischen Schicht aus SiO2, worauf die drei Verbinder mit ersten bis vierten voneinander getrennten Abstandhaltern aus Teflon, mit zwischenliegendem Luftspalt und zweiter dielektrischer Schicht aus Spin-On-Glas oberhalb des Luftspaltes und der Verbinder angeordnet sind, wobei die zweite dielektrische Schicht bei größerem Abstand zwischen den Abstandhaltern den Bereich zwischen diesen füllt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vielzahl von Verbindern mit sich nicht berührenden Abstandhaltern, welche eine kontaktierte Durchkontaktierung und eine nicht kontaktierte Durchkontaktierung veranschaulicht.
  • 2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Paares von Verbindern mit sich nicht berührenden Abstandhaltern, wobei die Verbinder in Ausnehmungen in der darunter liegenden dielektrischen Schicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung untergebracht sind.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Vielzahl von Verbindern mit sich nicht berührenden Abstandhaltern, wobei ein Blind-Verbinder g veranschaulicht ist.
  • 4 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Vielzahl von Verbindern mit sich berührenden Abstandhaltern, wobei ein großer Leerraum neben einem metallischen Verbinder veranschaulicht ist, der mit einer dielektrischen Schicht gefüllt ist.
  • 5A–J zeigen Querschnittsansichten, die die Bildung einer Vielzahl von Verbindern veranschaulichen, einschließlich der Schritte, sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter zu bilden.
  • 6A–C veranschaulichen Querschnittsansichten, die die Bildung einer Vielzahl von Verbindern mit sich nicht berührenden Abstandhaltern darstellen.
  • 7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Vielzahl von Verbindern mit schwach zusammenhängenden dielektrischen Abstandhaltern.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Eine Vielzahl metallischer Verbinder mit dielektrischen Abstandhaltern zur Verwendung in einer integrierten Schaltung und ein Prozess zum Herstellen einer solchen Vielzahl metallischer Verbinder mit dielektrischen Abstandhaltern werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche bestimmte Einzelheiten aufgeführt, sowie bestimmte Abmessungen und chemische Bereiche, um für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu sorgen.
  • Offenbart hierin werden dielektrische Abstandhalter für metallische Verbinder und ein Verfahren, um solche dielektrischen Abstandhalter zu bilden. Der Einbau dielektrischer Abstandhalter angrenzend an die Seitenwände metallischer Verbinder kann zu einer relativ geringen Kopplungskapazität zwischen verschiedenen metallischen Verbindern führen, kann für eine körperliche Unterstützung für eine Vielzahl von Verbindern und ihre verbindenden Durchkontaktierungen sorgen und kann auch einen Bereich bereitstellen, auf dem nicht angeschlossene Durchkontaktierungen liegen können. Somit kann eine ”Luftspalt”-Architektur mit metallischen Verbindern, die für die ausreichende Unversehrtheit beim Einbau in eine integrierte Schaltung sorgt und die einen Bereich zur Verfügung stellt, auf dem nicht angeschlossene Durchkontaktierungen ”landen” können, gebildet werden.
  • Die Verwendung dielektrischer Abstandhalter zwischen metallischen Verbindern kann die Kopplungskapazität oder das ”Übersprechen” zwischen solchen metallischen Verbindern verringern, und somit können dielektrische Abstandhalter verwendet werden, um eine ”RC-Verzögerung” innerhalb einer Anzahl metallischer Verbinder zu milder. Auch kann der Einbau von dielektrischen Abstandhaltern zwischen metallischen Verbindern die Verwendung von Materialien mit verringerter Dielektrizitätskonstante (z. B. Materialien mit einer Dielektrizitätskonstante, die kleiner ist als die von Siliziumdioxid) in dem Raum zwischen derartigen metallischen Verbindern ermöglichen, was die Kopplungskapazität weiter verringert. Zum Beispiel können dielektrische Schichten mit niedrigem K (Dielektrizitätskonstante von 2.5–4, wobei Siliziumdioxid bei ungefähr 4 liegt) zwischen den metallischen Verbindern im Zusammenwirken mit dielektrischen Abstandhaltern verwendet werden. Weiterhin können dielektrische Abstandhalter zusammen mit Luftspalten (dielektrische Konstante 1) zwischen einer Anzahl metallischer Verbinder verwendet werden, um das kapazitive Koppeln zwischen den metallischen Verbindern wesentlich zu verringern. Das Einschließen dielektrischer Abstandhalter zwischen metallische Verbinder kann die Verwendung einer dielektrischen Schicht nur in den Ebenen, in denen sich die Durchkontaktierungen befinden, ermöglichen. Ein solcher Ansatz kann durchgeführt werden, ohne die Unversehrtheit einer elektronischen Struktur, die auf einer Vielzahl von metallischen Verbindern basiert, zu verschlechtern.
  • Wenn ein dielektrischer Abstandhalter, der an einen metallischen Verbinder grenzt, einen dielektrischen Abstandhalter, der an einen benachbarten metallischen Verbinder grenzt, nicht berührt ist, d. h. wenn sie nicht verbunden sind, kann die kapazitive Kopplung zwischen diesen metallischen Verbindern wesentlich verringert werden. Somit, indem die Kontinuität eines formtreuen Films, der eine Anzahl metallischer Verbinder überdeckt, aufgebrochen wird, d. h. sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter auf den Seitenwänden der metallischen Verbinder gebildet werden, kann der Weg der kapazitiven Kopplung zwischen metallischen Verbindern aufgebrochen werden, was die RC-Verzögerung verringert.
  • Dielektrische Abstandhalter, die an die Seitenwände metallischer Verbinder angrenzen, können für die Herstellung einer integrierten Schaltung verwendet werden, die aus einer Vielzahl metallischer Verbinder aufgebaut ist. Gemäß dem Stand der Technik wird eine Vielzahl metallischer Verbinder 100 gebildet, wie es in 1 gezeigt ist. Die metallischen Verbinder 102 und 104 können voneinander beabstandet sein und können auf einer dielektrischen Schicht 106 sitzen. Die metallischen Verbinder 102 und 104 können irgendein geeignetes Material aufweisen, das Strom von einem Ende eines metallischen Verbinders zu einem anderen Ende des metallischen Verbinders leiten kann. Bei einer Ausführungsform bestehen die metallischen Verbinder 102 und 204 aus Kupfer, Silber, Aluminium oder einer Legierung aus diesen. Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die metallischen Verbinder 102 und 104 eine Anordnung von sie durchsetzenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf. Die dielektrische Schicht 106 kann irgendein Material aufweisen, das dazu geeignet ist, für die strukturelle Unversehrtheit der Vielzahl der Verbinder 100 zu sorgen. Bei einer Ausführungsform liegt die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht 102 im Bereich von 2–5.5. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht 106 in dem Bereich von 2.5–4. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht 106 aus Siliziumdioxid, einem Silikat oder einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 0–10%.
  • Dielektrische Abstandhalter 108 können angrenzend an die Seitenwände der metallischen Verbinder 102 und 104 angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berühren sich die dielektrischen Abstandhalter 108 nicht, d. h. sie sind nicht miteinander verbunden, wie es in 1 veranschaulicht ist. Die dielektrischen Abstandhalter 108 können aus irgendeinem Material bestehen, das dazu geeignet ist, der Vielzahl der Verbinder 100 strukturelle Unversehrtheit zu verleihen. Bei einer Ausführungsform bestehen die dielektrischen Abstandhalter 108 aus einem Material, das mit hoher Selektivität geätzt werden kann. Bei einer Ausführungsform ist die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Abstandhalter 108 in dem Bereich von 3–7. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Abstandhalter zwischen 4–6 und ist größer als die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht 106. Bei einer Ausführungsform bestehen die dielektrischen Abstandhalter 108 aus Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, mit Stickstoff dotiertem Siliziumkarbid, mit Sauerstoff dotiertem Siliziumkarbid, mit Bor dotiertem Karbonnitrid oder mit Bor dotiertem Siliziumkarbid. Bei einer weiteren Ausführungsform basieren die Abstandhalter 108 auf Metall und bestehen aus CoW oder CoWBP.
  • Mit Bezug auf 1 kann eine zweite Ebene von Verbindern auf einer zweiten dielektrischen Schicht 106 sitzen, die wiederum auf den metallischen Verbindern 102 und 104 sitzt. Ein dritter metallischer Verbinder 110 kann mit dem metallischen Verbinder 102 durch eine Durchkontaktierung 112 verbunden sein, die in einer dielektrischen Schicht 106 untergebracht ist. Die dielektrischen Abstandhalter 108 können eine Breite haben, die ausreichend ist, damit eine Durchkontaktierung 112 in dem Fall, dass die Durchkontaktierung 112 eine nicht angeschlossene Durchkontaktierung ist, ”landen” kann, wie es in 1 veranschaulicht ist. Bei einer Ausführungsform ist die Breite der dielektrischen Abstandhalter 108 in dem Bereich von 5–20 Nanometern. Bei einer weiteren Ausführungsform befindet sich die Durchkontaktierung 112 auf einem Teil der oberen Fläche des metallischen Verbinders 102 und auf einem Teil der oberen Fläche des dielektrischen Abstandhalters 108. Im Vergleich mit der nicht angeschlossenen Durchkontaktierung 112 ist in der 1 eine angeschlossene Durchkontaktierung 114 veranschaulicht.
  • Die metallischen Verbinder in der Struktur 100 können eine Barrierenschicht 116 aufweisen. Die Barrierenschicht 116 kann irgendein Material aufweisen, das in der Lage ist, die Elektromigration innerhalb der metallischen Verbinder zu unterbinden, die Oxidation der metallischen Verbinder zu verhindern oder eine Oberfläche für die Kernbildung in einem Damaszener-Prozess zur Verfügung zu stellen. Bei einer Ausführungsform besteht die Barrierenschicht 116 aus Tantal, Titan, Tantalnitrid, Titannitrid oder einer Kombination aus diesen. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Dicke der Barrierenschicht 116 in dem Bereich von 5–10 nm (50–150 Angstrom).
  • Die metallischen Verbinder in der Struktur 100 können auch eine Deckelschicht 118 aufweisen. Die Deckelschicht 118 kann irgendein Material aufweisen, das in der Lage ist, die Elektromigration innerhalb der metallischen Verbinder zu unterbinden, die Oxidation der metallischen Verbinder zu verhindern oder die metallischen Verbinder während des Bildens der dielektrischen Abstandhalter 108 zu schützen. Die Deckelschicht 118 kann auch die Verwendung von sauerstoffhaltigen dielektrischen Abstandhaltern 108 ermöglichen. Bei einer Ausführungsform weist die Deckelschicht 118 Iridium, Ruthenium, Kobalt, Kobalt/Wolfram-Legierung, Kobalt/Wolframphosphid, Kobaltborphosphid oder eine Kombination aus diesen auf.
  • Mit Bezug auf 1 kann, da sich die dielektrischen Abstandhalter 108 nicht berühren und nicht in Kontakt miteinander sind, ein Spalt 120 zwischen den dielektrischen Abstandhaltern 108 vorliegen, die den benachbarten metallischen Verbindern 102 und 104 zugeordnet sind. Der Spalt 120 kann aus irgendeinem geeigneten Material oder Gas bestehen, das eine vernachlässigbare kapazitive Kopplung zwischen den metallischen Verbindern 102 und 104 ermöglicht. Bei einer Ausführungsform besteht der Spalt 120 aus Luft. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dielektrizitätskonstante des Spaltes 120 zwischen 1 und 2.5. Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Spalt 120 aus einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 25–40%. Bei einer Ausführungsform ist die Dielektrizitätskonstante des Spaltes 120 kleiner als die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht 106.
  • Der Spalt 120 kann eine Breite haben, die ausreichend ist, um das Übersprechen zwischen benachbarten metallischen Verbindern zu milder, kann jedoch ausreichend schmal sein, um das Füllen durch die obere dielektrische Schicht 106 während des Abscheidens der oberen dielektrischen Schicht 106 zu blockieren. Bei einer Ausführungsform ist der Spalt 120 ausreichend breit, um das Übersprechen zwischen benachbarten dielektrischen Abstandhaltern 108 zu mildern. Bei einer Ausführungsform ist die Breite des Spaltes 120 im Wesentlichen gleich der Breite der dielektrischen Abstandhalter 108. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Breite des Spaltes 120 in dem Bereich von 5–20 Nanometern. Bei einer Ausführungsform beträgt die Breite des Spaltes 120 ungefähr ein Drittel des Abstandes zwischen benachbarten metallischen Verbindern.
  • Eine Vielzahl metallischer Verbinder, die sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter umfassen, kann eine strukturelle Verstärkung erfordern. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind derartige metallische Verbinder in Ausnehmungen in der darunter liegenden dielektrischen Schicht aufgenommen, die somit die metallischen Verbinder ”verankert”. Mit Bezug auf 2 sind metallische Verbinder 202 und 204, die eine Barrierenschicht 216 aufweisen können, in einer jeweiligen Ausnehmung in der dielektrischen Schicht 206 aufgenommen. Die dielektrischen Abstandhalter 208 brauchen nicht versenkt zu sein, können jedoch weiter voneinander getrennt und durch den Spalt 220 getrennt sein, wie es in 2 veranschaulicht ist. Bei einer Ausführungsform hat die Struktur 200, die eine Vielzahl metallischer Verbinder aufweist, eine verbesserte strukturelle Festigkeit, die sich aus dem Verankern der metallischen Verbinder 202 und 204 ergibt. Bei einer weiteren Ausführungsform werden die versenkten metallischen Verbinder 202 und 204 durch einen Damaszener-Prozess gebildet, wobei die Ausnehmung in der dielektrischen Schicht 206 während des Damaszener-Strukturierungsschrittes gebildet wird.
  • Eine Vielzahl metallischer Verbinder, die sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter umfassen, können eine Architektur mit aktiven metallischen Verbindern mit einem variablen Abstand aufweisen. Eine derartige Architektur mit verschiedenen Abständen zwischen aktiven metallischen Verbindern kann das Bilden einer kompletten Luftspalt-Architektur verhindern, da die darüber liegende dielektrische Schicht breitere Spalte auffüllen kann und somit die Kopplungskapazität zwischen metallischen Verbindern, die weiter voneinander beabstandet sind, erhöhen kann. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein metallischer Blind-Verbinder, d. h. ein metallischer Verbinder, der nicht mit den aktiven Teilen einer integrierten Schaltung verbunden ist, verwendet, um den gleichen Abstand zwischen metallischen Verbindern einzuhalten. Mit Bezug auf 3 weist eine Vielzahl metallischer Verbinder 300 einen metallischen Blind-Verbinder 330 auf. Bei einer Ausführungsform blockiert der metallische Blind-Verbinder 330 die dielektrische Schicht 306 vor dem Auffüllen des Spaltes zwischen voneinander getrennten dielektrischen Abstandhaltern auf benachbarten aktiven metallischen Verbindern.
  • Alternativ zu der Struktur, die mit der 3 verknüpft ist, braucht eine Vielzahl metallischer Verbinder, die sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter enthalten, welche eine Architektur aus aktiven metallischen Verbindern mit einem variablen Abstand aufweist, keine Blind-Verbinder zu enthalten. Der Spalt wird zwischen sich nicht berührenden dielektrischen Abstandhaltern, die benachbarten metallischen Verbindern zugeordnet sind, die weiter voneinander beabstandet sind, durch eine darüber liegende dielektrische Schicht gefüllt. Mit Bezug auf 4 sind die benachbarten metallischen Verbinder 412 und 414 weiter voneinander beabstandet als die benachbarten metallischen Verbinder 402 und 404. Eine dielektrische Schicht 406 über den metallischen Verbindern 402 und 404, füllt den Spalt zwischen den metallischen Verbindern 402 und 404 nicht, während die dielektrische Schicht 440 über den metallischen Verbindern 412 und 414 den Spalt zwischen den metallischen Verbindern 412 und 414 füllt. Bei einer Ausführungsform wird ein Spalt mit einer Breite größer als der Breite eines dielektrischen Abstandhalters gefüllt, indem die dielektrische Schicht 440 darüber gelegt wird. Die dielektrische Schicht 440 wird mit einer Dicke abgeschieden, die ausreichend ist, einen Spalt zwischen den metallischen Verbindern 412 und 414 zu füllen, wobei die Breite des Spaltes größer ist als die Breite eines dielektrischen Abstandhalters, und mit einer Dicke, die ausreichend ist, damit anschließend auf eine ebene Oberfläche oberhalb und zwischen den metallischen Verbindern 412 und 414 poliert werden kann, wie es in der 4 veranschaulicht ist. Die dielektrische Schicht 440 wird im Rotationsverfahren mit einer Dicke aufgetragen, die ausreichend ist, um einen Spalt zwischen den metallischen Verbindern 412 und 414 zu füllen, wobei die Breite des Spaltes größer ist als die Breite eines dielektrischen Abstandhalters, und mit einer Dicke, die ausreichend ist, eine ebene Oberfläche oberhalb und zwischen den metallischen Verbindern 412 und 414 zu bilden, wie es in der 4 veranschaulicht ist.
  • Dielektrische Abstandhalter für metallische Verbinder können durch irgendein geeignetes Verfahren hergestellt werden, mit dem die Unversehrtheit der metallischen Verbinder und der darunter liegenden dielektrischen Schicht während des Bildens der dielektrischen Abstandhalter beibehalten wird. Gemäß dem Stand der Technik veranschaulichen die 5A–J die Bildung sich nicht berührender dielektrischer Abstandhalter für eine Vielzahl metallischer Verbinder in einer integrierten Schaltung. Mit Bezug auf 5A kann eine Struktur 500 einen Bereich mit einer Vielzahl von Verbindern, ein Halbleitersubstrat oder eine Anordnung von Halbleiter- oder Elektronikbaugruppen aufweisen. Bei einer Ausführungsform ist die Struktur 500 eine Anordnung aus komplementären Metall-Oxid-Halbleiter(CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)-Transistoren, die in eine dielektrische Schicht eingeschlossen sind. Eine dielektrische Schicht 502 wird oberhalb der Struktur 500 abgeschieden, wie es in der 5A veranschaulicht ist. Die dielektrische Schicht 502 kann durch irgendeine geeignete Technik abgeschieden werden, die für eine im Wesentlichen gleichmäßige Flächendeckung der dielektrischen Schicht 502 auf der Struktur 500 sorgt. Bei einer Ausführungsform wird die dielektrische Schicht 502 durch einen Rotationsprozess, einen chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase oder einen polymerbasierten chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase abgeschieden. Die dielektrische Schicht 502 kann irgendein geeignetes Material aufweisen, das als eine dauerhafte Basis für eine Vielzahl metallischer Verbinder mit dielektrischen Abstandhaltern wirkt. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht 502 aus Siliziumdioxid, einem Silikat oder mit Kohlenstoff dotiertem Oxid mit einer Porosität von 0–10%.
  • Die metallischen Verbinder können auf der dielektrischen Schicht 502 durch irgendeine geeignete Technik gebildet werden. Bei einer Ausführungsform werden die metallischen Verbinder durch einen subtraktiven Ätzprozess gebildet, der bei einem metallischen Filmrohling angewendet wird. Bei einer weiteren Ausführungsform werden die metallischen Verbinder durch eine Damaszener-Technik gebildet. Mit Bezug auf die 5B–5D kann eine Damaszener-Technik, die eine dielektrische Opferschicht verwendet, eingesetzt werden, um die metallischen Verbinder zu bilden. Die dielektrische Opferschicht 504 kann durch irgendeine geeignete Technik abgeschieden werden, die für eine im Wesentlichen gleichförmige Flächendeckung der dielektrischen Opferschicht 504 auf der dielektrischen Schicht 502 sorgt, wie es in der 5B veranschaulicht ist. Bei einer Ausführungsform wird die dielektrische Opferschicht 504 durch einen Rotationsprozess, einen chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase oder einen polymerbasierten chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase abgeschieden. Die dielektrische Opferschicht 504 kann irgendein geeignetes Material aufweisen, das anschließend entfernt werden kann, ohne die dielektrische Schicht 502 oder den metallischen Verbinder zu beeinflussen. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Opferschicht 504 aus einem mit Kohlenstoff dotiertem Oxid mit einer Porosität von 20–35%.
  • Mit Bezug auf die 5C kann die dielektrische Opferschicht 504 strukturiert werden, um eine strukturierte dielektrische Opferschicht 506 zu bilden, welche Bereiche der dielektrischen Schicht 502 frei legt. Metallische Verbinder 510 können dann in der strukturierten dielektrischen Opferschicht gebildet werden, oberhalb der frei liegenden Flächen der dielektrischen Schicht 502, wie es in 5D veranschaulicht ist. Die metallischen Verbinder 510 können durch irgendeine geeignete Technik gebildet werden, die die Gräben auffüllt, die in der strukturierten dielektrischen Opferschicht 506 gebildet worden sind. Bei einer Ausführungsform werden die metallischen Verbinder 510 durch einen Elektroabscheideprozess abgeschieden, dem ein chemisch-mechanischer Polierschritt folgt. Die metallischen Verbinder 510 können irgendein geeignetes Material aufweisen, das einen Strom von einem Ende eines metallischen Verbinders zu einem anderen Ende des metallischen Verbinders leiten kann. Bei einer Ausführungsform bestehen die metallischen Verbinder 510 aus Kupfer, Silber, Aluminium oder einer Legierung aus diesen. Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die metallischen Verbinder 510 eine Anordnung sie durchsetzender Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf.
  • Die metallischen Verbinder 510 können eine Barrierenschicht 508 aufweisen, wie es in der 5D veranschaulicht ist. Die Barrierenschicht 508 kann durch irgendeine geeignete Technik abgeschieden werden, die die Seitenwände und Böden der Gräben, die in der strukturierten dielektrischen Opferschicht 506 ausgebildet sind, gleichmäßig auskleidet. Bei einer Ausführungsform wird die Barrierenschicht 508 durch einen Atomschicht-Abscheideprozess, einen chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase oder einen physikalischen Abscheideprozess aus der Gasphase abgeschieden. Die Barrierenschicht 508 kann irgendein Material aufweisen, das in der Lage ist, die Elektromigration innerhalb der metallischen Verbinder 510 zu unterbinden, die Oxidation der metallischen Verbinder 510 zu verhindern oder eine Oberfläche für die Kernbildung in einem Damaszener-Prozess zur Verfügung zu stellen. Bei einer Ausführungsform besteht die Barrierenschicht 508 aus Tantal, Titan, Tantalnitrid, Titannitrid oder einer Kombination aus diesen. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dicke der Barrierenschicht 508 in dem Bereich von 5–15 nm (50–150 Angstrom).
  • Die metallischen Verbinder 510 können auch eine Kappenschicht 512 aufweisen. Die Kappenschicht 512 kann irgendein Material aufweisen, das geeignet ist, die Elektromigration innerhalb der metallischen Verbinder zu unterbinden, die Oxidation der metallischen Verbinder zu verhindern oder die metallischen Verbinder während des Bildens von dielektrischen Abstandhaltern zu schützen. Die Kappenschicht 512 kann auch die Verwendung sauerstoffhaltiger dielektrischer Abstandhalter ermöglichen. Bei einer Ausführungsform weist die Kappenschicht 512 Iridium, Ruthenium, Kobalt, Kobalt/Wolframlegierung, Kobalt/Wolframphosphid, Kobaltborphosphid oder eine Kombination aus diesen auf.
  • Die strukturierte dielektrische Opferschicht 506 kann beseitigt werden, um freistehende metallische Verbinder 510 zur Verfügung zu stellen, wie es in der 5E veranschaulicht ist. Die strukturierte dielektrische Opferschicht 506 kann durch irgendeine geeignete Technik entfernt werden, wobei der Beseitigungsprozess die dielektrische Schicht 502 oder die metallischen Verbinder 510 nicht beeinflusst. Die strukturierte dielektrische Opferschicht 506 besteht aus einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 20–35%, die dielektrische Schicht 502 besteht aus einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 0–10% und die strukturierte dielektrische Opferschicht 506 wird mit einer Nassätzchemikalie entfernt, die 20–30 Volumen% Tetramethylammoniumhydroxid aufweist.
  • Mit Bezug auf die 5F kann eine Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 entsprechend über den metallischen Verbindern 510 und über den frei liegenden Flächen der dielektrischen Schicht 502 abgeschieden werden. Die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 kann durch irgendeine geeignete Technik abgeschieden werden, die eine formentsprechende oder nahezu formentsprechende Schicht ergibt. Auch kann die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 durch irgendeine geeignete Technik abgeschieden werden, die keine Elektronik- oder Halbleiterbaugruppen überhitzt, die sich unterhalb der Vielzahl der Verbinder befinden können. Bei einer Ausführungsform wird die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 bei oder unterhalb einer Temperatur von 400°C abgeschieden. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 durch eine Atomschicht-Ablagerung oder durch chemisches Abscheiden aus der Gasphase abgeschieden. Die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 kann irgendein geeignetes dielektrisches Material aufweisen, das eine Fläche bilden kann, auf der nicht angeschlossene Durchkontaktierungen ”landen” können. Bei einer Ausführungsform besteht die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 aus Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, mit Stickstoff dotierten Siliziumcarbid, mit Sauerstoff dotiertem Siliziumcarbid, mit Bor dotiertem Karbonnitrid oder mit Bor dotiertem Siliziumcarbid. Bei einer weiteren Ausführungsform besteht die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 aus einer mit Bor dotierten Karbonnitridschicht, wobei die mit Bor dotierte Karbonnitridschicht durch Reagieren der Gase Methan, Diboran und Ammoniak gebildet wird. Bei einer Ausführungsform bestimmt die Dicke der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht 514 die Breite der dielektrischen Abstandhalter 116, wie es hiernach beschrieben ist.
  • Die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 kann strukturiert werden, um sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter 516 zu bilden, wie es in der 5G veranschaulicht ist. Die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 kann durch irgendeine geeignete Technik strukturiert werden, die die Bereiche der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht 514 von der oberen Fläche der metallischen Verbinder 510 oder ihrer jeweiligen Kappenschichten 512 und von den oberen Flächen der dielektrischen Schicht 502, die zwischen den metallischen Verbindern 510 frei liegen, entfernt. Somit können die Bereiche der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht 514, die sich angrenzend an die Seitenwände der metallischen Verbinder 510 oder ihre jeweiligen Barrierenschichten 508 befinden, zurückbehalten werden, um sich nicht berührende dielektrische Abstandhalter 516 zu bilden, wie es in 5G veranschaulicht ist. Bei einer Ausführungsform wird die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 strukturiert, um dielektrische Abstandhalter 516 zu bilden, indem ein anisotroper Ätzprozess verwendet wird. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 strukturiert, um dielektrische Abstandhalter 516 zu bilden, indem ein vertikaler Trocken- oder Plasmaätzprozess verwendet wird, mit Fluorkohlenstoffen der allgemeinen Formel CxFy, wobei x und y natürliche Zahlen sind. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht 514 strukturiert, um dielektrische Abstandhalter 516 zu bilden, indem ein vertikaler Trocken- oder Plasmaätzprozess verwendet wird, mit Fluorkohlenstoffen mit freien Radikalen. Bei einer Ausführungsform wird die Breite der dielektrischen Abstandhalter 516 durch die Dicke der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht 514 festgelegt. Bei einer weiteren Ausführungsform wird der anisotrope Ätzprozess erweitert, um einen Teil der dielektrischen Schicht 502 zu entfernen.
  • Mit Bezug auf die 5H kann anschließend an das Bilden der dielektrischen Abstandhalter 516 auf den metallischen Verbindern 510 eine dielektrische Schicht 518 auf den metallischen Verbindern 510 oder ihren jeweiligen Kappenschichten 512 und über den dielektrischen Abstandhaltern 516 abgeschieden werden. Die dielektrische Schicht 518 kann durch irgendeine geeignete Technik abgeschieden werden, die für eine im Wesentlichen gleichmäßige Flächenabdeckung der metallischen Verbinder 510 und 511 und der dielektrischen Abstandhalter 516 sorgt, ohne den Raum zwischen den dielektrischen Abstandhaltern 516 von benachbarten metallischen Verbindern 510 und 511 wesentlich zu füllen, wie es in der 5H veranschaulicht ist. Bei einer Ausführungsform wird die dielektrische Schicht 518 durch einen Rotationsprozess, einen chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase oder einen polymerbasierten chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase abgeschieden. Die dielektrische Schicht 518 kann irgendein geeignetes Material aufweisen, das als eine dauerhafte Basis für eine neue Ebene metallischer Verbindungen wirkt. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht 518 aus Siliziumdioxid, einem Silikat oder einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 0–10%.
  • Ein Spalt 520 kann zwischen den dielektrischen Abstandhaltern 516 benachbarter metallischer Verbinder 510 und 511 und zwischen den dielektrischen Schichten 502 und 518 gebildet sein. Der Spalt 520 kann aus irgendeinem geeigneten Material oder Gas bestehen, das eine vernachlässigbare kapazitive Kopplung zwischen den metallischen Verbindern 510 und 511 möglich macht. Bei einer Ausführungsform besteht der Spalt 520 aus Luft. Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Spalt 120 aus einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 25–40%, wie es im Zusammenhang mit den 6A–C diskutiert ist.
  • Mit Bezug auf die 5I kann die dielektrische Schicht 518 strukturiert werden, um einen Durchgangsgraben 530 oberhalb wenigstens eines Teiles des metallischen Verbinders 511 oder seiner jeweiligen Kappenschicht 512 zu bilden. Irgendein Teil des Druchgangsgrabens 530, der sich nicht direkt oberhalb der oberen Fläche des metallischen Verbinders 511 oder oberhalb seiner jeweiligen Kappenschicht 512 befindet, kann sich über einem Bereich des dielektrischen Abstandhalters befinden. Der dielektrische Abstandhalter 516 bildet eine Oberfläche, auf der ein nicht angeschlossener Durchgangsgraben 530 münden kann, wie es in 5I veranschaulicht ist. Mit Bezug auf 5J kann eine zweite Ebene aus metallischen Verbindern 522 und 524 auf der dielektrischen Schicht 518 gebildet werden. Der metallische Verbinder 524 ist mit dem darunter liegenden metallischen Verbinder 511 durch eine nicht angeschlossene Durchgangskontaktierung 526 verbunden. Somit wird eine ”Luftspalt”-Architektur mit metallischen Verbindern mit voneinander getrennten dielektrischen Abstandhaltern gebildet, um eine strukturelle Unterstützung für den Einbau in eine integrierte Schaltung zur Verfügung zu stellen und um einen Bereich bereitzustellen, auf dem nicht angeschlossene Durchkontaktierungen ”landen” können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Spalt 520 aus der 5H mit einem anderen Material als Luft gefüllt sein, wie es in den 6A–6C veranschaulicht ist. Mit Bezug auf die 6B kann eine interstitielle dielektrische Schicht 660 auf der Struktur abgeschieden werden, die in der 6A gezeigt ist (welche analog der Struktur in der 5G ist). Die interstitielle dielektrische Schicht 660 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, die eine vernachlässigbare kapazitive Kopplung zwischen metallischen Verbindern 610 möglich macht. Bei einer Ausführungsform liegt die Dielektrizitätskonstante der interstitiellen dielektrischen Schicht 660 zwischen 1 und 2.5. Bei einer weiteren Ausführungsform besteht die interstitielle dielektrische Schicht 660 aus einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 25–40%. Bei einer Ausführungsform ist die Dielektrizitätskonstante der interstitiellen dielektrischen Schicht 660 kleiner als die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht 602. Die dielektrische Schicht 618 kann dann über den metallischen Verbindern 610 oder ihren jeweiligen metallischen Kappen 612, über den dielektrischen Abstandhaltern 616 und über der interstitiellen dielektrischen Schicht 660 abgeschieden werden. Bei einer Ausführungsform ist die Dielektrizitätskonstante der interstitiellen dielektrischen Schicht 660 kleiner als die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht 618. Somit kann eine Architektur aus metallischen Verbindern mit ”Spalt mit ultraniedrigem K” mit sich nicht berührenden Abstandhaltern gebildet werden, um eine strukturelle Unterstützung für den Einbau in eine integrierte Schaltung zur Verfügung zu stellen und um einen Bereich bereitzuhalten, auf dem nicht angeschlossene Durchgangskontaktierungen ”landen” können.
  • Während des Strukturierens der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht 514, um dielektrische Abstandhalter 516 zu bilden (5F und 5G oben), kann ein unvollständiger Ätzprozess Restbereiche der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht 514 über den metallischen Verbindern und über den Bereichen der dielektrischen Schicht zwischen den dielektrischen Abstandhaltern belassen. Das unvollständige Strukturieren der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht liefert ”schwach zusammenhängende” dielektrische Abstandhalter 716 und restliches dielektrisches Material 770 über der dielektrischen Schicht 702 und über den metallischen Verbindern 710, wie in 7 veranschaulicht. Somit kann eine Architektur mit metallischen Verbindern mit ”Luftspalt” mit schwach zusammenhängenden dielektrischen Abstandhaltern gebildet werden, um für die strukturelle Unterstützung für den Einbau in eine integrierte Schaltung bereitzustellen und um einen Bereich bereitzuhalten, in dem nicht angeschlossene Durchkontaktierungen ”landen” können.
  • Die voranstehenden Ausführungsformen ziehen voneinander getrennte dielektrische Abstandhalter für metallische Verbinder in Betracht. Dies ist nicht auf die Verwendung metallischer Verbinder beschränkt. Leitende Kohlenstoff-Nanoröhrchen können als Bündel zusammengefasst werden und als Verbinder verwendet werden, um Elektronik- oder Halbleiterbaugruppen in eine integrierte Schaltung aufzunehmen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden sich nicht berührende elektrische Abstandhalter im Zusammenwirken mit Verbindern verwendet, die auf leitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen basieren. Somit können voneinander getrennte dielektrische Abstandhalter auf den Seitenwänden von Verbindern gebildet werden, die auf Bündeln aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen basieren, um die RC-Verzögerung zu verringern, die mit solchen Verbindern verknüpft ist, um der Verbinderarchitektur Stabilität zu verleihen oder um eine Oberfläche bereitzustellen, auf der nicht angeschlossene Durchkontaktierungen landen können.
  • Somit ist eine Vielzahl von metallischen Verbindern, die dielektrische Abstandhalter enthalten, und ein Verfahren, um solche dielektrische Abstandhalter zu bilden, beschrieben worden. Bei einer Ausführungsform sind die dielektrischen Abstandhalter, die an benachbarte metallische Verbinder angrenzen, voneinander getrennt. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die dielektrischen Abstandhalter, die an benachbarte metallische Verbinder angrenzen, schwach miteinander verbunden. Bei einer Ausführungsform können die dielektrischen Abstandhalter einen Bereich bereithalten, auf dem nicht angeschlossene Durchkontaktierungen effektiv landen können.

Claims (19)

  1. Elektronische Struktur mit einer Vielzahl von Verbindern, die aufweist: eine erste dielektrische Schicht; einen ersten Verbinder; einen zweiten Verbinder, wobei der zweite Verbinder von dem ersten Verbinder beabstandet ist und wobei die ersten und zweiten Verbinder oberhalb der ersten dielektrischen Schicht angeordnet und in einer Aussparung darin teilweise aufgenommen sind; einen ersten dielektrischen Abstandhalter, wobei der erste dielektrische Abstandhalter sich angrenzend an eine Seitenwand des ersten Verbinders befindet und wobei der erste dielektrische Abstandhalter sich zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befindet; einen zweiten dielektrischen Abstandhalter, wobei sich der zweite dielektrische Abstandhalter angrenzend an eine Seitenwand des zweiten Verbinders befindet, wobei der zweite dielektrische Abstandhalter sich zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befindet und wobei der erste und der zweite dielektrische Abstandhalter voneinander getrennt sind, mit einem ersten Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter; und eine zweite dielektrische Schicht, wobei sich die zweite dielektrische Schicht auf den ersten und den zweiten Verbindern befindet, wobei die zweite dielektrische Schicht auf dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter liegt und wobei die zweite dielektrische Schicht sich oberhalb des ersten Spaltes zwischen dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter befindet.
  2. Struktur nach Anspruch 1, bei der der erste Spalt aus Luft besteht.
  3. Struktur nach Anspruch 1, bei der die Dielektrizitätskonstante des ersten und des zweiten dielektrischen Abstandhalters größer als die Dielektrizitätskonstante der erste und der zweiten dielektrischen Schicht ist und bei der die Dielektrizitätskonstante der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht größer ist als die Dielektrizitätskonstante des ersten Spaltes.
  4. Struktur nach Anspruch 3, bei der der erste und der zweite dielektrische Abstandhalter aus Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, mit Stickstoff dotiertem Siliziumkarbid, mit Sauerstoff dotiertem Siliziumkarbid, mit Bor dotierten Karbonnitrid oder mit Bor dotiertem Siliziumkarbid besteht, bei der die erste und die zweite dielektrische Schicht aus Siliziumdioxid, einem Silikat oder einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 0–10% bestehen und bei der der erste Spalt aus einem mit Kohlenstoff dotierten Oxid mit einer Porosität von 25–40% oder aus Luft besteht.
  5. Struktur nach Anspruch 1, bei der die Breite des ersten und des zweiten dielektrischen Abstandhalters im Wesentlichen gleich der Breite des ersten Spaltes ist.
  6. Struktur nach Anspruch 5, bei der die Breite des ersten und des zweiten dielektrischen Abstandhalters in dem Bereich von 5–20 Nanometern ist.
  7. Struktur nach Anspruch 1, die weiter aufweist: eine Durchkontaktierung, wobei wenigstens ein Teil der Durchkontaktierung sich in der zweiten dielektrischen Schicht befindet, wobei sich die Durchkontaktierung auf einem Bereich der oberen Fläche des ersten Verbinders befindet und wobei sich die Durchkontaktierungen auf einem Bereich der oberen Fläche des ersten dielektrischen Abstandhalters befindet.
  8. Struktur nach Anspruch 1, die weiter aufweist: einen dritten Verbinder, wobei der dritte Verbinder von dem zweiten Verbinder beabstandet ist und wobei der dritte Verbinder oberhalb der ersten dielektrischen Schicht angeordnet und in einer Aussparung darin teilweise aufgenommen ist; einen dritten dielektrischen Abstandhalter, wobei sich der dritte dielektrische Abstandhalter angrenzend an eine Seitenwand des zweiten Verbinders befindet und wobei sich der dritte dielektrische Abstandhalter zwischen dem zweiten und dem dritten Verbinder befindet; einen vierten dielektrischen Abstandhalter, wobei sich der vierte dielektrische Abstandhalter angrenzend an eine Seitenwand des dritten Verbinders befindet, wobei sich der vierte dielektrische Abstandhalter zwischen dem zweiten und dem dritten Verbinder befindet, wobei der dritte und der vierte dielektrische Abstandhalter durch einen zweiten Spalt zwischen dem dritten und dem vierten dielektrischen Abstandhalter voneinander getrennt sind, wobei die Breite des zweiten Spaltes größer ist als die Breite des ersten Spaltes zwischen dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter und wobei die zweite dielektrische Schicht sich in dem zweiten Spalt zwischen dem dritten und dem vierten dielektrischen Abstandhalter befindet.
  9. Struktur nach Anspruch 1, die weiter aufweist: einen dritten Verbinder, wobei der dritte Verbinder von dem zweiten Verbinder beabstandet ist, der zweite Verbinder ein Blind-Verbinder ist und wobei der dritte Verbinder oberhalb der ersten dielektrischen Schicht angeordnet und in einer Aussparung darin teilweise aufgenommen ist; einen dritten dielektrischen Abstandhalter, wobei sich der dritte dielektrische Abstandhalter angrenzend an eine Seitenwand des zweiten Verbinders befindet und wobei sich der dritte dielektrische Abstandhalter zwischen dem zweiten und dem dritten Verbinder befindet; einen vierten dielektrischen Abstandhalter, wobei sich der vierte dielektrische Abstandhalter angrenzend an eine Seitenwand des dritten Verbinders befindet, wobei sich der vierte dielektrische Abstandhalter zwischen dem zweiten und dem dritten Verbinder befindet, wobei der dritte und der vierte dielektrische Abstandhalter durch einen zweiten Spalt zwischen dem dritten und dem vierten dielektrischen Abstandhalter voneinander getrennt sind, wobei die Breite des zweiten Spaltes im Wesentlichen gleich der Breite des ersten Spaltes zwischen dem ersten und dem zweiten dielektrischen Abstandhalter ist und wobei die zweite dielektrische Schicht über dem zweiten Spalt zwischen dem dritten und dem vierten dielektrischen Abstandhalter ist.
  10. Struktur nach Anspruch 9, bei der der erste und der zweite Spalt aus Luft bestehen.
  11. Struktur nach Anspruch 9, bei der die Breite des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten dielektrischen Abstandhalters im Wesentlichen gleich der Breite des ersten und des zweiten Spalts ist.
  12. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Struktur mit einer Vielzahl von Verbindern, das aufweist: Bilden einer ersten dielektrischen Schicht; Bilden eines ersten und eines zweiten Verbinders, wobei der erste und der zweite Verbinder auf der ersten dielektrischen Schicht gebildet und in einer Aussparung darin teilweise aufgenommen sind und wobei der erste Verbinder von dem zweiten Verbinder beabstandet ist; Abscheiden einer Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht über dem ersten und dem zweiten Verbinder entlang den Seitenwänden des ersten und des zweiten Verbinders und auf der oberen Fläche der dielektrischen Schicht zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder; Entfernen eines Teils der Bereiche der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht, die sich auf dem ersten und dem zweiten Verbinder befinden und die sich auf der oberen Fläche der ersten dielektrischen Schicht zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befinden, um dielektrische Abstandhalter angrenzend an die Seitenwände des ersten und des zweiten Verbinders zu bilden, mit einem Spalt zwischen den dielektrischen Abstandhaltern, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befinden; und Bilden einer zweiten dielektrischen Schicht auf dem ersten und dem zweiten Verbinder, über dem Spalt zwischen den dielektrischen Abstandhaltern, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befinden und auf den dielektrischen Abstandhaltern angrenzend an die Seitenwände des ersten und des zweiten Verbinders.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Entfernen des Teiles der Bereiche der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht, die sich auf dem ersten und dem zweiten Verbinder befinden und die sich auf der oberen Fläche der ersten dielektrischen Schicht zwischen dem ersten und zweiten Verbinder befinden, die oberen Flächen des ersten und des zweiten Verbinders freilegt und die obere Fläche der ersten dielektrischen Schicht zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder freilegt, um voneinander getrennte dielektrische Abstandhalter angrenzend an die Seitenwände des ersten und des zweiten Verbinders zu bilden.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht durch einen chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase oder durch einen Atomschicht-Abscheideprozess abgeschieden wird und bei dem die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, mit Stickstoff dotiertem Siliziumcarbid, mit Sauerstoff dotiertem Siliziumkarbid, mit Bor dotiertem Karbonnitrid oder mit Bor dotiertem Siliziumkarbid besteht.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Abstandhalter bildende dielektrische Schicht aus einer mit Bor dotierten Karbonnitridschicht besteht und bei dem die mit Bor dotierte Karbonnitridschicht gebildet wird, indem die Gase Methan, Diboran und Ammoniak reagiert werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Entfernen der Teile der Bereiche der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht, die sich auf dem ersten und dem zweiten Verbinder befinden und die sich auf der oberen Fläche der ersten dielektrischen Schicht zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder befindet, das Verwenden eines anisotropen Ätzprozesses aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erste und die zweite dielektrische Schicht durch einen Rotationsprozess, einen chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase oder einen polymerbasierten chemischen Abscheideprozess aus der Gasphase gebildet werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die erste und die zweite dielektrische Schicht aus Siliziumdioxid, einem Silikat oder mit Kohlenstoff dotiertem Oxid mit einer Porosität von 0–10% bestehen.
  19. Verfahren nach Anspruch 12, das weiter aufweist: Bilden einer dielektrischen Opferschicht auf der ersten dielektrischen Schicht vor dem Bilden des ersten und des zweiten Verbinders; und Entfernen der dielektrischen Opferschicht anschließend an das Bilden des ersten und des zweiten Verbinders und vor dem Abscheiden der Abstandhalter bildenden dielektrischen Schicht, wobei die dielektrische Opferschicht entfernt wird, ohne die erste dielektrische Schicht zu beeinflussen.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7649239B2 (en) * 2006-05-04 2010-01-19 Intel Corporation Dielectric spacers for metal interconnects and method to form the same
US7977228B2 (en) * 2006-06-29 2011-07-12 Intel Corporation Methods for the formation of interconnects separated by air gaps
US7772702B2 (en) * 2006-09-21 2010-08-10 Intel Corporation Dielectric spacers for metal interconnects and method to form the same
US7871923B2 (en) * 2007-01-26 2011-01-18 Taiwan Semiconductor Maufacturing Company, Ltd. Self-aligned air-gap in interconnect structures
US8446012B2 (en) * 2007-05-11 2013-05-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Interconnect structures
US8553449B2 (en) * 2009-01-09 2013-10-08 Micron Technology, Inc. STT-MRAM cell structures
JP2010258215A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Renesas Electronics Corp 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US8456009B2 (en) 2010-02-18 2013-06-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor structure having an air-gap region and a method of manufacturing the same
KR20120025315A (ko) * 2010-09-07 2012-03-15 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조 방법
US9960110B2 (en) 2011-12-30 2018-05-01 Intel Corporation Self-enclosed asymmetric interconnect structures
KR101983219B1 (ko) * 2012-05-31 2019-05-29 에스케이하이닉스 주식회사 에어갭을 구비한 반도체장치 및 그 제조 방법
CN102938399B (zh) * 2012-11-02 2016-03-30 上海华力微电子有限公司 一种介电常数可调整的金属互连层及其制作方法
US8772938B2 (en) 2012-12-04 2014-07-08 Intel Corporation Semiconductor interconnect structures
US8900989B2 (en) * 2013-03-06 2014-12-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of fabricating an air gap using a damascene process and structure of same
JP6214222B2 (ja) * 2013-06-04 2017-10-18 ローム株式会社 半導体装置の製造方法
US8962464B1 (en) * 2013-09-18 2015-02-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Self-alignment for using two or more layers and methods of forming same
US9893009B2 (en) * 2014-01-10 2018-02-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Duplicate layering and routing
KR102414130B1 (ko) 2014-04-01 2022-06-27 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 집적된 금속 스페이서 및 에어 갭 인터커넥트
US9666534B2 (en) * 2014-05-13 2017-05-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor interconnect structure and manufacturing method thereof
KR102183038B1 (ko) * 2014-07-16 2020-11-26 삼성전자주식회사 반도체 장치의 제조 방법
KR102403741B1 (ko) 2015-06-16 2022-05-30 삼성전자주식회사 반도체 장치
US10269636B2 (en) 2017-05-26 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
CN107680953B (zh) * 2017-11-09 2023-12-08 长鑫存储技术有限公司 金属内连线的互连结构及其形成方法、半导体器件
US10781519B2 (en) * 2018-06-18 2020-09-22 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for processing substrate
CN110021574A (zh) * 2019-04-19 2019-07-16 上海华虹宏力半导体制造有限公司 半导体器件结构及其制造方法
TWI801614B (zh) * 2019-06-21 2023-05-11 聯華電子股份有限公司 半導體元件及其製作方法
US11450601B2 (en) * 2019-09-18 2022-09-20 Micron Technology, Inc. Assemblies comprising memory cells and select gates
JP2021150341A (ja) * 2020-03-16 2021-09-27 キオクシア株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR20220158340A (ko) * 2021-05-24 2022-12-01 삼성전자주식회사 게이트 구조체를 갖는 반도체 소자들 및 그 형성 방법
US20230260830A1 (en) * 2022-02-14 2023-08-17 Nanya Technology Corporation Semiconductor device with composite conductive features and method for preparing the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5407860A (en) * 1994-05-27 1995-04-18 Texas Instruments Incorporated Method of forming air gap dielectric spaces between semiconductor leads
US5880018A (en) * 1996-10-07 1999-03-09 Motorola Inc. Method for manufacturing a low dielectric constant inter-level integrated circuit structure
US6440839B1 (en) * 1999-08-18 2002-08-27 Advanced Micro Devices, Inc. Selective air gap insulation

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656543A (en) * 1995-02-03 1997-08-12 National Semiconductor Corporation Fabrication of integrated circuits with borderless vias
US5759913A (en) 1996-06-05 1998-06-02 Advanced Micro Devices, Inc. Method of formation of an air gap within a semiconductor dielectric by solvent desorption
US6303464B1 (en) 1996-12-30 2001-10-16 Intel Corporation Method and structure for reducing interconnect system capacitance through enclosed voids in a dielectric layer
US6576976B2 (en) * 1997-01-03 2003-06-10 Integrated Device Technology, Inc. Semiconductor integrated circuit with an insulation structure having reduced permittivity
JP2962272B2 (ja) * 1997-04-18 1999-10-12 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JP3228181B2 (ja) * 1997-05-12 2001-11-12 ヤマハ株式会社 平坦配線形成法
US6577011B1 (en) * 1997-07-10 2003-06-10 International Business Machines Corporation Chip interconnect wiring structure with low dielectric constant insulator and methods for fabricating the same
US5876798A (en) * 1997-12-29 1999-03-02 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Method of fluorinated silicon oxide film deposition
US5982035A (en) 1998-06-15 1999-11-09 Advanced Micro Devices, Inc. High integrity borderless vias with protective sidewall spacer
KR100275551B1 (ko) 1998-08-26 2001-01-15 윤종용 반도체 메모리 장치의 콘택 형성 방법
KR100286126B1 (ko) 1999-02-13 2001-03-15 윤종용 다층의 패시배이션막을 이용한 도전층 사이에 공기 공간을 형성하는 방법
US6303404B1 (en) 1999-05-28 2001-10-16 Yong Tae Moon Method for fabricating white light emitting diode using InGaN phase separation
US6365453B1 (en) * 1999-06-16 2002-04-02 Micron Technology, Inc. Method and structure for reducing contact aspect ratios
KR100299521B1 (ko) 1999-06-25 2001-11-01 박종섭 반도체 소자의 배선 형성방법
US6556962B1 (en) * 1999-07-02 2003-04-29 Intel Corporation Method for reducing network costs and its application to domino circuits
US6252290B1 (en) * 1999-10-25 2001-06-26 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method to form, and structure of, a dual damascene interconnect device
JP3943320B2 (ja) * 1999-10-27 2007-07-11 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
KR100308187B1 (ko) 1999-11-05 2001-11-02 윤종용 디램 셀 제조방법 및 그에 의해 제조된 디램 셀
KR20010063852A (ko) * 1999-12-24 2001-07-09 박종섭 반도체소자의 자기정렬적인 콘택 형성방법
US6815329B2 (en) * 2000-02-08 2004-11-09 International Business Machines Corporation Multilayer interconnect structure containing air gaps and method for making
US6287979B1 (en) * 2000-04-17 2001-09-11 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method for forming an air gap as low dielectric constant material using buckminsterfullerene as a porogen in an air bridge or a sacrificial layer
US6265321B1 (en) 2000-04-17 2001-07-24 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Air bridge process for forming air gaps
JP2002050686A (ja) 2000-08-03 2002-02-15 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
US6413852B1 (en) * 2000-08-31 2002-07-02 International Business Machines Corporation Method of forming multilevel interconnect structure containing air gaps including utilizing both sacrificial and placeholder material
US6423630B1 (en) 2000-10-31 2002-07-23 Lsi Logic Corporation Process for forming low K dielectric material between metal lines
DE10109877A1 (de) * 2001-03-01 2002-09-19 Infineon Technologies Ag Leiterbahnanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahnanordnung
US7132363B2 (en) 2001-03-27 2006-11-07 Advanced Micro Devices, Inc. Stabilizing fluorine etching of low-k materials
US6472266B1 (en) 2001-06-18 2002-10-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method to reduce bit line capacitance in cub drams
DE10140754A1 (de) * 2001-08-20 2003-03-27 Infineon Technologies Ag Leiterbahnanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Leiterbahnanordnung
US7026235B1 (en) * 2002-02-07 2006-04-11 Cypress Semiconductor Corporation Dual-damascene process and associated floating metal structures
US20040002207A1 (en) * 2002-02-11 2004-01-01 Cabot Microelectronics Corporation Method of ultra low-k device fabrication
US7042095B2 (en) 2002-03-29 2006-05-09 Renesas Technology Corp. Semiconductor device including an interconnect having copper as a main component
US6897508B2 (en) 2002-05-01 2005-05-24 Sundew Technologies, Llc Integrated capacitor with enhanced capacitance density and method of fabricating same
US20040084774A1 (en) * 2002-11-02 2004-05-06 Bo Li Gas layer formation materials
US6764919B2 (en) * 2002-12-20 2004-07-20 Motorola, Inc. Method for providing a dummy feature and structure thereof
US6972217B1 (en) 2002-12-23 2005-12-06 Lsi Logic Corporation Low k polymer E-beam printable mechanical support
US7144803B2 (en) * 2003-04-17 2006-12-05 Semiconductor Research Corporation Methods of forming boron carbo-nitride layers for integrated circuit devices
US6713835B1 (en) * 2003-05-22 2004-03-30 International Business Machines Corporation Method for manufacturing a multi-level interconnect structure
US7304388B2 (en) * 2003-06-26 2007-12-04 Intel Corporation Method and apparatus for an improved air gap interconnect structure
US6995073B2 (en) 2003-07-16 2006-02-07 Intel Corporation Air gap integration
TWI304633B (en) * 2003-08-25 2008-12-21 Promos Technologies Inc Semiconductor device and fabricating method thereof
US7361991B2 (en) * 2003-09-19 2008-04-22 International Business Machines Corporation Closed air gap interconnect structure
KR101021177B1 (ko) 2003-12-11 2011-03-15 매그나칩 반도체 유한회사 반도체 소자의 층간 절연막 형성 방법
US7125793B2 (en) * 2003-12-23 2006-10-24 Intel Corporation Method for forming an opening for an interconnect structure in a dielectric layer having a photosensitive material
US7088003B2 (en) * 2004-02-19 2006-08-08 International Business Machines Corporation Structures and methods for integration of ultralow-k dielectrics with improved reliability
KR100552856B1 (ko) 2004-04-23 2006-02-22 동부아남반도체 주식회사 반도체 소자의 제조방법
US20080166870A1 (en) * 2004-06-04 2008-07-10 International Business Machines Corporation Fabrication of Interconnect Structures
US20050285269A1 (en) 2004-06-29 2005-12-29 Yang Cao Substantially void free interconnect formation
US7109068B2 (en) * 2004-08-31 2006-09-19 Micron Technology, Inc. Through-substrate interconnect fabrication methods
US7176119B2 (en) * 2004-09-20 2007-02-13 International Business Machines Corporation Method of fabricating copper damascene and dual damascene interconnect wiring
US7560375B2 (en) * 2004-09-30 2009-07-14 International Business Machines Corporation Gas dielectric structure forming methods
JP4106048B2 (ja) 2004-10-25 2008-06-25 松下電器産業株式会社 半導体装置の製造方法及び半導体装置
KR100583965B1 (ko) 2004-12-31 2006-05-26 삼성전자주식회사 비트라인들 간의 기생 커패시턴스를 줄일 수 있는반도체소자의 제조방법 및 그에 의해 제조된 반도체소자
US7528028B2 (en) * 2005-06-17 2009-05-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Super anneal for process induced strain modulation
US7312512B2 (en) 2005-09-28 2007-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Interconnect structure with polygon cell structures
US7649239B2 (en) 2006-05-04 2010-01-19 Intel Corporation Dielectric spacers for metal interconnects and method to form the same
US7619310B2 (en) 2006-11-03 2009-11-17 Infineon Technologies Ag Semiconductor interconnect and method of making same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5407860A (en) * 1994-05-27 1995-04-18 Texas Instruments Incorporated Method of forming air gap dielectric spaces between semiconductor leads
US5880018A (en) * 1996-10-07 1999-03-09 Motorola Inc. Method for manufacturing a low dielectric constant inter-level integrated circuit structure
US6440839B1 (en) * 1999-08-18 2002-08-27 Advanced Micro Devices, Inc. Selective air gap insulation

Also Published As

Publication number Publication date
CN101438388B (zh) 2010-12-08
WO2007130368A2 (en) 2007-11-15
US20110171823A1 (en) 2011-07-14
WO2007130368A3 (en) 2007-12-27
GB2451373B (en) 2011-03-09
GB2451373A (en) 2009-01-28
DE112007000966T5 (de) 2009-03-12
US8394701B2 (en) 2013-03-12
US7923760B2 (en) 2011-04-12
GB0819769D0 (en) 2008-12-03
TW200811995A (en) 2008-03-01
US20070257368A1 (en) 2007-11-08
TWI351733B (en) 2011-11-01
CN101438388A (zh) 2009-05-20
US20100071941A1 (en) 2010-03-25
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