DE112007002215T5 - Dielektrische Abstandshalter für Metallverbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
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Abstract
– einer ersten dielektrischen Schicht;
– einer ersten Verbindung auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei die erste Verbindung einen ersten dielektrischen Abstandshalter direkt angrenzend an den Seitenwänden der ersten Verbindung und direkt zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der Unterseite der ersten Verbindung aufweist;
– einer zweiten Verbindung auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei die zweite Verbindung einen zweiten dielektrischen Abstandshalter direkt angrenzend an den Seitenwänden der zweiten Verbindung und direkt zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der Unterseite der zweiten Verbindung aufweist und wobei der zweite dielektrische Abstandshalter den ersten dielektrischen Abstandshalter nicht berührt;
– einer zweiten dielektrischen Schicht, wobei sich die zweite dielektrische Schicht auf der ersten und der zweiten Verbindung befindet; und
– einem Spalt zwischen der ersten dielektrischen Schicht, der ersten Verbindung, der zweiten Verbindung und der zweiten dielektrischen Schicht.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft das Gebiet der integrierten Schaltkreise.
- 2. Beschreibung des Standes der Technik
- Metallverbindungen werden bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen als Mittel zum Verbinden verschiedener elektronischer und/oder Halbleiteranordnungen zu einer globalen Schaltung verwendet. Zwei wichtige Faktoren, die bei der Herstellung solcher Metallverbindungen betrachtet werden, sind der Widerstand (R) jeder Metallverbindung und die Kopplungskapazität (C), d. h. die Kreuzkopplung, die zwischen den Metallverbindungen entsteht. Diese beiden Faktoren beeinträchtigen die Effizienz von Metallverbindungen. Es ist daher angestrebt worden, den Widerstand und die Kapazität bei Metallverbindungen zu verringern, um die sogenannte „RC-Verzögerung" abzuschwächen.
- Im letzten Jahrzehnt ist die Leistung von integrierten Schaltkreisen, wie etwa denen, die in Mikroprozessoren zu finden sind, durch Verwenden von Kupfer-Verbindungen am hinteren Ende des Bearbeitungsablaufs an der Linie wesentlich verbessert worden. Durch das Vorhandensein solcher Kupfer-Verbindungen wird der Widerstand dieser Verbindungen gegenüber Aluminium-Verbindungen erheblich verringert, was dazu führt, dass sie eine bessere Leitfähigkeit und Effizienz haben.
- Zu den Versuchen, die zwischen Metallverbindungen entstehende Kopplungskapazität zu verringern, gehörte die Verwendung von dielektrischen Low-k-Schichten (mit einem k-Wert von 2,5–4), die die Metallverbindungen aufnehmen, wobei k die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schichten ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Verwendung solcher Dünnschichten eine Herausforderung darstellt. Andere Versuche zur Verringerung der Kopplungskapazität zwischen Metallverbindungen haben sich auf „Luftspalt"-Technologien konzentriert, bei denen sich zwischen den Metallleitungen keine dielektrische Schicht befindet. Dieses Verfahren ist zwar bei der Verringerung der Kopplungskapazität effektiv, was daraus resultiert, dass Luft einen k-Wert von nur 1 hat, aber die strukturelle Intaktheit der mehreren Metallverbindungen kann gefährdet werden, wenn tragende dielektrische Schichten fehlen.
- Daher wird hier ein Verfahren zum Abschwächen der RC-Verzögerung bei mehreren Metallverbindungen beschrieben.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt eine Schnittansicht mehrerer Verbindungen mit konisch erweiterten Profilen mit einander nicht berührenden Abstandshaltern nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt eine Schnittansicht eines Paars Verbindungen mit konisch erweiterten Profilen mit einander nicht berührenden Abstandshaltern, wobei die Verbindungen in die darunterliegende dielektrische Schicht eingelassen sind, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt eine Schnittansicht mehrerer Verbindungen mit konisch erweiterten Profilen mit einander nicht berührenden Abstandshaltern nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
4 zeigt eine Schnittansicht mehrerer Verbindungen mit konisch erweiterten Profilen mit einander nicht berührenden Abstandshaltern nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Die
5A –J zeigen Schnittansichten, die die Ausbildung mehrerer Verbindungen mit konisch erweiterten Profilen mit den Schritten zum Ausbilden von einander nicht berührenden Abstandshaltern nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. - Die
6A –C zeigen Schnittansichten, die die Ausbildung mehrerer Verbindungen mit konisch erweiterten Profilen mit einander nicht berührenden Abstandshaltern nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Es werden mehrere Metallverbindungen (metal interconnects) mit dielektrischen Abstandshaltern zur Verwendung in einem integrierten Schaltkreis und ein Verfahren zum Herstellen dieser mehreren Metallverbindungen beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung werden zahlreiche spezielle Einzelheiten angegeben, wie etwa spezielle Abmessungen und chemische Regime, um die vorliegende Erfindung besser verständlich zu machen. Fachleute werden erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese speziellen Einzelheiten genutzt werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Bearbeitungsschritte, wie etwa Strukturierungsschritte, nicht näher beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu erschweren. Außerdem ist klar, dass die verschiedenen Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, erläuternde Darstellungen sind und nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind.
- Hier werden dielektrische Abstandshalter für Metallverbindungen und ein Verfahren zur Herstellung dieser dielektrischen Abstandshalter beschrieben. Das Einbauen von dielektrischen Abstandshaltern angrenzend an den Seitenwänden von Metallverbindungen kann mehrere Verbindungen und ihre Verbindungskontakte physisch abstützen, kann einen Bereich bereitstellen, in dem sich nicht-aufgesetzte Kontaktlöcher befinden können, und kann zu einer relativ niedrigen Kopplungskapazität zwischen verschiedenen Metallverbindungen führen. Es kann zum Beispiel eine Luftspalt-Metallverbindungs-Architektur hergestellt werden, die ausreichend strukturelle Intaktheit zum Einbauen in einen integrierten Schaltkreis bietet und die einen Bereich vorsieht, in dem nicht-aufgesetzte Kontaktlöcher „aufsetzen" können.
- Die Herstellung von Metallverbindungen mit einer reduzierten Kopplungskapazität, d. h. einer reduzierten Kreuzkopplung, zwischen einzelnen Metallverbindungen kann durch Einbauen von dielektrischen Abstandshaltern in eine Verbindungsstruktur ermöglicht werden. Auf diese Weise können dielektrische Abstandshalter zum Abschwächen der RC-Verzögerung in einer Reihe von Metallverbindungen verwendet werden. Zum Beispiel werden bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dielektrische Abstandshalter zwischen Metallverbindungen eingefügt, um die Verwendung von Materialien mit einer niedrigeren Dielelektrizitätskonstante (z. B. von Materialien mit einer Dielelektrizitätskonstante, die kleiner als die von Siliciumdioxid ist) in den Spalten zwischen diesen Metallverbindungen zu erleichtern. Zu den Ausführungsformen mit diesen Materialien mit einer reduzierten Dielelektrizitätskonstante gehören dielektrische Low-k-Schichten (Schichten mit einer Dielelektrizitätskonstante von 2–4, wobei die von Siliciumdioxid ungefähr 4 beträgt) oder sogar Luft, die eine Dielelektrizitätskonstante von 1 hat. Somit kann das Einfügen von dielektrischen Abstandshaltern zwischen mehrere Metallverbindungen das Einbauen von dielektrischen Schichten auf nur die Ebenen begrenzen, in denen sich Kontaktlöcher befinden. Ein solches Verfahren kann durchgeführt werden, ohne die Intaktheit einer elektronischen Struktur zu gefährden, die auf mehreren Metallverbindungen beruht.
- Es kann daher zweckmäßig sein, dielektrische Abstandshalter angrenzend an den Seitenwänden mehrerer Metallverbindungen zu einzubauen. In
1 ist eine Verbindungsstruktur100 mit mehreren Metallverbindungen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Metallverbindungen102 und104 sind voneinander mit Abstand angeordnet und befinden sich zwischen dielektrischen Schichten106A und106B . Dielektrische Abstandshalter108 befinden sich angrenzend an den Seitenwänden der Metallverbindungen102 und104 und unter diesen. - Die Metallverbindungen
102 und104 können aus einem Material bestehen, das zum Leiten eines Stromflusses geeignet ist, wie etwa Kupfer, Silber, Aluminium oder einer Legierung daraus. Bei einer Ausführungsform bestehen die Metallverbindungen102 und104 aus polykristallinem Kupfer mit einem Kupferatomgehalt in dem Bereich von 97–100%. Bei einer weiteren Ausführungsform bestehen die Metallverbindungen102 und104 aus einer Matrix aus vermischten Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Die Metallverbindungen102 und104 können eine Querschnittsform haben, die ihre Leistung nicht wesentlich verschlechtert, wie etwa eine quadratische, rechteckige, kreisförmige, elliptische, U-, V-, T- oder A-Rahmen-Querschnittsform. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Querschnittsformen der Metallverbindungen102 und104 Artefakte des Bearbeitungsschemas, die zum Ausbilden der Metallverbindungen102 und104 verwendet werden. Ein konisch erweitertes Profil ist ein Beispiel für ein solches Artefakt und kann durch eine breitere Unterseite als die Oberseite und eine Seitenwand gekennzeichnet sein, die sich von der Oberseite zu der Unterseite nach innen verjüngt. Bei einer Ausführungsform haben die Metallverbindungen102 und104 konisch erweiterte Profile mit einem Aufweitwinkel θ von 90 Grad bis 155 Grad, wie in1 gezeigt ist. Bei einer speziellen Ausführungsform liegt der Aufweitwinkel in dem Bereich von 105–135 Grad. - Die dielektrischen Schichten
106A und106B können aus einem Material bestehen, das zum Erreichen einer strukturellen Intaktheit der Verbindungsstruktur100 geeignet ist. Bei einer Ausführungsform liegt die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schichten106A und106B in dem Bereich von 2 bis 5,5. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schichten106A und106B in dem Bereich von 2,5 bis 4. Bei einer Ausführungsform bestehen die dielektrischen Schichten106A und106B aus einem Material aus der Gruppe Siliciumdioxid, Silicat, Kohlenstoff-dotiertes Oxid mit einer Porosität von 0–10% oder fluorierte Varianten davon. - In
1 befinden sich dielektrische Abstandshalter108 angrenzend an den Seitenwänden von Metallverbindungen102 und104 und darunter. Die dielektrischen Abstandshalter108 können aus einem Material bestehen, das dazu geeignet ist, der Verbindungsstruktur100 eine strukturelle Intaktheit bei minimaler Kapazität zu verleihen. Bei einer Ausführungsform liegt die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Abstandshalter108 in dem Bereich von 3–7. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Abstandshalter108 zwischen 4 und 6 und ist größer als die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht106 . Bei einer Ausführungsform bestehen die dielektrischen Abstandshalter108 aus einem Material aus der Gruppe Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Stickstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Sauerstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Bor-dotiertes Kohlenstoffnitrid oder Bor-dotiertes Siliciumcarbid. Bei einer alternativen Ausführungsform bestehen die dielektrischen Abstandshalter108 aus einem Metall-basierten Material aus der Gruppe CoW oder CoWBP. Die dielektrischen Abstandshalter108 können Metallverbindungen mit einer geeigneten Querschnittsform entsprechen. Daher werden bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dielektrische Abstandshalter in Verbindung mit Metallverbindungen mit konisch erweiterten Profilen verwendet, wie sie in1 gezeigt sind. Bei einer Ausfühungsform tragen die dielektrischen Abstandshalter108 zur Herstellung von hermetischen Abdichtungen um die Metallverbindungen102 und104 bei. Durch Unterbrechen der Kontinuität der dielektrischen Abstandshalter benachbarter Metallverbindungen kann der Weg der kapazitiven Kopplung zwischen Metallverbindungen unterbrochen werden, wodurch die RC-Verzögerung gemindert wird. Daher berühren bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die dielektrischen Abstandshalter108 der Metallverbindungen102 und104 einander nicht (d. h., sie sind nicht miteinander verbunden), wie ebenfalls in1 gezeigt ist. - Eine zweite Ebene von Verbindungen (interconnects), die konisch erweiterte Profile haben, befindet sich über einer zweiten dielektrischen Schicht
106B , die sich wiederum über den Metallverbindungen102 und104 befindet. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine dritte Metallverbindung110 durch ein von der dielektrischen Schicht106B umgebenes Kontaktloch112 mit der Metallverbindung102 verbunden. Die dielektrischen Abstandshalter108 können eine Breite haben, die so groß ist, dass eine Fläche entsteht, auf der das Kontaktloch112 aufsetzen kann, wenn das Kontaktloch112 ein nicht-aufgesetztes Kontaktloch ist. Bei einer Ausführungsform wird das Kontaktloch112 auf einem Teil der Oberseite der Metallverbindung102 sowie auf einem Teil der Oberseite des dielektrischen Abstandshalters108 aufsetzen gelassen, wie in1 gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform liegt die Breite der dielektrischen Abstandshalter108 in dem Bereich von 5–30% der Breite der Metallverbindung. Bei einer speziellen Ausführungsform liegt die Breite der dielektrischen Abstandshalter108 in dem Bereich von 5–20 Nanometern. Zum Vergleich mit einem nicht-aufgesetzten Kontaktloch112 ist in1 ein aufgesetztes Kontaktloch114 nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. - Die mehreren Metallverbindungen in der Verbindungsstruktur
100 können weiterhin eine Sperrschicht116 aufweisen. Die Sperrschicht116 kann aus einem Material bestehen, das zum Inhibieren der Elektromigration von den Metallverbindungen geeignet ist, um eine Oxidation der Metallverbindungen zu vermeiden, oder das zum Bereitstellen einer Fläche zur Keimbildung in einem Damaszierungsprozess geeignet ist. Bei einer Ausführungsform besteht die Sperrschicht116 aus einem Material aus der Gruppe Tantal, Titan, Tantalnitrid, Titannitrid oder einer Kombination daraus. Bei einer anderen Ausführungsform liegt die Dicke der Sperrschicht116 in dem Bereich von 50–150 Ångström. Die mehreren Metallverbindungen in der Verbindungsstruktur100 können auch eine Verkappungsschicht118 aufweisen. Die Verkappungsschicht118 kann aus einem Material bestehen, das zum Inhibieren der Elektromigration von den Metallverbindungen oder zum Vermeiden der Oxidation der Metallverbindungen geeignet ist. Bei einer Ausführungsform besteht die Verkappungsschicht118 aus einem Material aus der Gruppe Iridium, Ruthenium, Cobalt, Cobalt-Wolfram-Legierung, Cobalt-/Wolframphosphid, Cobalt/Borphosphid oder einer Kombination daraus. - In
1 befindet sich ein Spalt120 zwischen den dielektrischen Abstandshaltern108 , die zu benachbarten Metallverbindungen102 und104 gehören. Der Spalt120 kann aus einem geeigneten Material oder Gas bestehen, das die Metallverbindungen102 und104 trennt. Bei einer Ausführungsform trägt das Material oder Gas des Spalts120 nur geringfügig zu der kapazitiven Kopplung zwischen den Metallverbindungen102 und104 bei. Bei einer Ausführungsform besteht das Material oder Gas des Spalts120 aus Luft. Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt die Dielelektrizitätskonstante des Materials oder Gases des Spalts120 1 bis 2,5. Bei einer speziellen Ausführungsform besteht der Spalt120 aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 25–40%. Bei einer Ausführungsform ist die Dielelektrizitätskonstante des Materials oder Gases des Spalts120 kleiner als die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schichten106A und106B . - Der Spalt
120 kann so breit sein, dass die Kreuzkopplung zwischen benachbarten Metallverbindungen gemindert werden kann, und kann im Falle eines Luftspalts an der Oberseite immer noch so schmal sein, dass das Füllen mit der dielektrischen Schicht106B während der Abscheidung der dielektrischen Schicht106B verhindert wird. Bei einer Ausführungsform ist der Spalt120 so breit, dass die Kreuzkopplung zwischen benachbarten dielektrischen Abstandshaltern108 gemindert wird. Bei einer Ausführungsform ist die Breite des Spalts120 an seiner Oberseite im Wesentlichen gleich der Breite des dielektrischen Abstandshalters108 . Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Breite des Spalts120 an seiner Oberseite in dem Bereich von 5–20 Nanometern. Bei einer speziellen Ausführungsform beträgt die Breite des Spalts120 an seiner Oberseite ungefähr ein Drittel des Abstands zwischen benachbarten Metallverbindungen. - Mehrere Metallverbindungen mit dielektrischen Abstandshaltern können eine strukturelle Verstärkung erfordern. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind diese Metallverbindungen in die darunterliegende dielektrische Schicht eingelassen, wodurch die Metallverbindungen „verankert" werden. In
2 sind Metallverbindungen202 und204 , die eine Sperrschicht216 und eine Verkappungsschicht218 aufweisen können, in eine dielektrische Schicht216 eingelassen. Dielektrische Abstandshalter208 können einander nicht berührend sein und können durch einen Spalt220 getrennt sein, wie in2 gezeigt ist. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Verbindungsstruktur200 in2 , die mehrere Metallverbindungen aufweist, eine bessere strukturelle Intaktheit, die aus dem Verankern der Metallverbindungen202 und204 resultiert. Bei einer Ausführungsform werden eingelassene Metallverbindungen202 und204 mit einem Damaszierungsverfahren hergestellt, bei dem die Vertiefung in der dielektrischen Schicht206 während des Damaszierungsstrukturierungsschritts ausgebildet wird, wie nachstehend näher beschrieben wird. - Mehrere Metallverbindungen mit dielektrischen Abstandshaltern können eine Architektur aus aktiven Metallverbindungen mit einem variablen Abstand haben. Eine solche Architektur mit verschiedenen Abständen zwischen aktiven Metallverbindungen kann die Bildung einer Totalluftspalt-Architektur inhibieren, da die darüberliegende dielektrische Schicht breitere Spalte füllen kann und dadurch die Kopplungskapazität zwischen Metallverbindungen vergrößern kann, die weiter voneinander entfernt sind. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine funktionslose Metallverbindung, d. h., eine Metallverbindung, die nicht mit den stromführenden Teilen eines integrierten Schaltkreises verbunden ist, zum Aufrechterhalten eines gleichen Abstands zwischen Metallverbindungen verwendet. In
3 weist eine Verbindungsstruktur300 eine funktionslose Metallverbindung330 und einen dielektrischen Abstandshalter auf. Bei einer Ausführungsform verhindert die funktionslose Metallverbindung330 , dass eine dielektrische Schicht306 den Spalt zwischen einander nicht berührenden dielektrischen Abstandshaltern an benachbarten stromführenden Metallverbindungen füllt. - Alternativ zu der Struktur, die mit
3 assoziiert ist, können mehrere Metallverbindungen mit dielektrischen Abstandshaltern eine Architektur aus stromführenden Metallverbindungen mit einem variablen Abstand haben, die aber keine funktionslosen Verbindungen umfassen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Spalt zwischen dielektrischen Abstandshaltern, die zu benachbarten Metallverbindungen gehören, die weiter voneinander entfernt sind, mit einer darüberliegenden dielektrischen Schicht gefüllt. In4 sind benachbarte Metallverbindungen412 und414 weiter voneinander entfernt als benachbarte Metallverbindungen402 und404 . Daher kann eine dielektrische Schicht406 über den Metallverbindungen402 und404 den Spalt zwischen den Metallverbindungen402 und404 nicht Hüllen, während eine dielektrische Schicht440 über den Metallverbindungen412 und414 den Spalt zwischen den Metallverbindungen412 und414 füllen kann. Bei einer speziellen Ausführungsform wird ein Spalt, dessen Breite an der Oberseite wesentlich größer als die Breite eines dielektrischen Abstandshalters408 ist, mit der darüberliegenden dielektrischen Schicht440 gefüllt, wie in4 gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform ist der Spalt zwischen den Metallverbindungen412 und414 größer als 45 Nanometer. Die dielektrische Schicht440 kann mit einem Verfahren abgeschieden werden, das zum Füllen eines Spalts zwischen den Metallverbindungen412 und414 , dessen Breite größer als die Breite des dielektrischen Abstandshalters408 ist, in einer Dicke geeignet ist, die so groß ist, dass der Spalt anschließend auf eine ebene Fläche über und zwischen den Metallverbindungen412 und414 poliert werden kann, wie in4 gezeigt ist. Daher wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die dielektrische Schicht440 durch Auf schleudern abgeschieden, um einen Spalt zwischen den Metallverbindungen412 und414 , dessen Breite größer als die Breite des dielektrischen Abstandshalters408 ist, in einer Dicke zu füllen, die so groß ist, dass eine ebene Fläche über und zwischen den Metallverbindungen412 und414 entsteht. - Dielektrische Abstandshalter für Metallverbindungen können mit einem geeigneten Verfahren hergestellt werden, das ein vollständiges Bedecken der Seitenwände der Metallverbindungen mit dem dielektrischen Abstandshalter-Material ermöglicht. Die
5A –J zeigen die Ausbildung von einander nicht berührenden dielektrischen Abstandshaltern für mehrere Metallverbindungen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - In
5A wird eine dielektrische Schicht502 über einer Struktur500 ausgebildet. Die Struktur500 kann eine Struktur sein, auf der mehrere Metallverbindungen hergestellt werden. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Struktur500 eine Matrix aus Komplementär-Metalloxid-Halbleiter(CMOS)-Transistoren, die in einem Siliciumsubstrat hergestellt und in eine dielektrische Schicht eingebettet werden. Über den Transistoren und auf der umgebenden dielektrischen Schicht können mehrere Metallverbindungen hergestellt werden (z. B. die mehreren Metallverbindungen, die in den nachstehend beschriebenen Schritten hergestellt werden), und diese werden zum elektrischen Verbinden der Transistoren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises verwendet. - Die dielektrische Schicht
502 kann auf der Struktur500 mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden werden, das ein im Wesentlichen gleichmäßiges Bedecken mit der dielektrischen Schicht502 ermöglicht, wie in5A gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform wird die dielektrische Schicht502 mit einem Verfahren aus der Gruppe Aufschleudern, chemische Aufdampfung oder chemische Aufdampfung auf Polymer-Basis abgeschieden. Bei einer speziellen Ausführungsform wird die dielektrische Schicht502 durch chemische Aufdampfung unter Verwendung eines Silans oder eines Organosilans als Vorläufergas abgeschieden. Die dielektrische Schicht502 kann aus einem Material bestehen, das dazu geeignet ist, als widerstandsfähiges Trägermaterial für mehrere Metallverbindungen mit dielektrischen Abstandshaltern zu fungieren. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht502 aus einem Material, das nicht wesentlich zu einer Kreuzkopplung zwischen einer Reihe von Metallverbindungen beiträgt, die nacheinander auf der dielektrischen Schicht502 hergestellt werden. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht502 aus einem dielektrischen Material mit einer niedrigen bis mittleren Dielelektrizitätskonstante, und die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht502 liegt in dem Bereich von 2–5,5. Bei einer weiteren Ausführungsform liegt die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht502 in dem Bereich von 2,5–4. Bei einer speziellen Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht502 aus einem Material aus der Gruppe Siliciumdioxid, Silicat oder Kohlenstoff-dotiertes Oxid mit einer Porosität von 0–10%. - Die Metallverbindungen können auf der dielektrischen Schicht
502 mit einem Verfahren hergestellt werden, das zum Herstellen von strukturierten Metallstrukturen geeignet ist. Bei einer Ausführungsform werden die Metallverbindungen durch ein subtraktives Ätzverfahren hergestellt, das für eine Schutzmetallschicht verwendet wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Metallverbindungen mit einem Damaszierungsverfahren hergestellt. In den5C –5F dient das Damaszierungsverfahren, das eine dielektrische Opferschicht504 verwendet, zur Herstellung mehrerer Metallverbindungen. Die dielektrische Opferschicht504 kann aus einem Material bestehen, das für die Strukturierung mit einem normalen lithografischen/Ätzverfahren geeignet ist und/oder für das anschließende Entfernen ohne Beeinträchtigung der dielektrischen Schicht502 oder einer nachfolgend hergestellten Metallverbindung geeignet ist. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Opferschicht504 aus einem Kohlenstoff-dotieren Siliciumdioxid mit einer Porosität von 20–35%. Die dielektrische Opferschicht504 kann mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden werden, das ein im Wesentlichen gleichmäßiges Bedecken der dielektrischen Schicht502 mit der dielektrischen Opferschicht504 ermöglicht, wie in5B gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform wird die dielektrische Opferschicht504 mit einem Verfahren aus der Gruppe Aufschleudern, chemische Aufdampfung oder chemische Aufdampfung auf Polymer-Basis abgeschieden. - In
5C wird die dielektrische Opferschicht504 zu einer strukturierten dielektrischen Opferschicht506 strukturiert, die Teile der Oberseite der dielektrischen Schicht502 freilegt. Bei einer Ausführungsform wird die dielektrische Opferschicht504 durch anisotropes Ätzen strukturiert. Bei einer anderen Ausführungsform wird die dielektrische Opferschicht504 durch vertikales Trocken- oder Plasma-Ätzen mit Fluorkohlenwasserstoffen der allgemeinen Formel CxFy, wobei x und y natürliche Zahlen sind, zu einer strukturierten dielektrischen Opferschicht506 strukturiert. Bei einer speziellen Ausführungsform wird die dielektrische Opferschicht504 durch vertikales Trocken- oder Plasma-Ätzen mit Fluorkohlenwasserstoffen mit freien Radikalen strukturiert. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die dielektrische Opferschicht504 ein fotodefinierbares Material und wird mit einem lithografischen Verfahren direkt strukturiert. - Auf diese Weise wird eine Struktur hergestellt, die eine strukturierte dielektrische Opferschicht
506 mit einer Reihe von darin ausgebildeten Gräben aufweist. Bei einer Ausführungsform schließen die Unterseiten der Reihe von Gräben, die in der dielektrischen Opferschicht506 ausgebildet sind, bündig mit der Oberseite der dielektrischen Schicht502 ab. Bei einer alternativen Ausführungsform sind die Unterseiten der Reihe von Gräben, die in der dielektrischen Opferschicht506 ausgebildet sind, in die dielektrische Schicht502 eingelassen, um einen Verankerungspunkt für die Metallverbindungen bereitzustellen (wie vorstehend in Zusammenhang mit2 dargelegt worden ist). Die Querschnittsformen der Reihe von Gräben können die Endform einer Reihe von darin ausgebildeten Metallverbindungen bestimmen. Zum Beispiel hat bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Reihe von Gräben konisch erweiterte Profile, wie in5C gezeigt ist, und daher hat eine Reihe von Metallverbindungen, die anschließend darin hergestellt worden sind, ebenfalls konisch erweiterte Profile. Bei einer Ausführungsform hat die Reihe von Gräben konisch erweiterte Profile mit einem Aufweitwinkel θ von 90 Grad bis 155 Grad. Bei einer speziellen Ausführungsform liegt der Aufweitwinkel in dem Bereich von 105–135 Grad. Die konisch erweiterten Profile der Reihe von Gräben, die in5C gezeigt ist, können eine Folge des zum Ausbilden der Reihe von Gräben verwendeten Strukturierungsverfahrens sein, wie etwa der vorgenannten Ätzverfahren. Zum Beispiel wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein konisch erweitertes Profil während der Strukturierung der dielektrischen Opferschicht504 durch anisotropes Plasma-Ätzen hergestellt. Bei einer Ausführungsform ändert sich die lokale Vorspannung des Plasmas während des Ätzens der dielektrischen Opferschicht504 , was zu einer Verjüngung der Profile der Gräben führt, die zum Herstellen der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 ausgebildet werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Maskierungsschicht, die zum Schützen von Teilen der dielektrischen Opferschicht504 dient, während des Ätzens langsam erodiert, was dazu führt, dass eine größere Menge von Material von dem oberen Teil der Reihe von Gräben als von dem unteren Teil der Reihe der Gräben entfernt wird. - In
5D wird auf der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 eine Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 abgeschieden. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 vor der Herstellung mehrerer Metallverbindungen abgeschieden. Die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 kann mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden werden, mit dem eine Schicht hergestellt wird, die der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 entspricht oder nahezu entspricht. - Darüber hinaus kann die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht
514 mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden werden, das elektronische Bauelemente oder Halbleiteranordnungen, die sich möglicherweise in der Struktur500 befinden, nicht überhitzt. Bei einer Ausführungsform wird die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 bei oder unterhalb einer Temperatur von 400°C abgeschieden. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 mit einem Abscheidungsverfahren aus der Gruppe Atomlagenabscheidung oder chemische Aufdampfung abgeschieden. Die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 kann aus einem Material bestehen, das zum Mindern der Kreuzkopplung zwischen mehreren nachfolgend hergestellten Metallverbindungen geeignet ist und dabei die mehreren Metallverbindungen strukturell stärker abstützt. Bei einer Ausführungsform besteht die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 aus einem Material aus der Gruppe Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Stickstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Sauerstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Bor-dotiertes Kohlenstoffnitrid oder Bor-dotiertes Siliciumcarbid. Bei einer anderen Ausführungsform besteht die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 aus einer Bor-dotieren Kohlenstoffnitridschicht, die durch Reagieren der Gase Methan, Diboran und Ammoniak hergestellt wird. Bei einer alternativen Ausführungsform besteht die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht514 aus einem Material auf Metallbasis aus der Gruppe CoW oder CoWBP. - In
5E wird auf der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht514 eine Sperrschicht508 ausgebildet. Die Sperrschicht508 kann aus einem solchen Material bestehen und eine solche Dicke haben, die dazu geeignet sind, ein Herausdiffundieren der Metallatome aus einer Metallverbindung zu inhibieren. Bei einer Ausführungsform besteht die Sperrschicht508 aus einem Material aus der Gruppe Tantal, Titan, Tantalnitrid, Titannitrid oder einer Kombination daraus. Bei einer Ausführungsform liegt die Dicke der Sperrschicht508 in dem Bereich von 25–250 Ångström. Die Sperrschicht508 kann mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden werden, mit dem eine entsprechende oder nahezu entsprechende Schicht auf der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht514 hergestellt wird. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Sperrschicht508 mit einem Verfahren aus der Gruppe Atomlagenabscheidung, chemische Aufdampfung (Chemical Vapor Deposition, CVD) oder physikalische Aufdampfung (Physical Vapor Deposition, PVD) abgeschieden. - Weiterhin in
5E wird auf der vorgenannten Sperrschicht508 eine verbindungsbildende Metallschicht540 ausgebildet. Die verbindungsbildende Metallschicht540 kann mit einem sol chen Verfahren und aus einem solchen leitfähigen Material hergestellt werden, die dazu geeignet sind, die Reihe von Gräben, die in der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 ausgebildet sind, vollständig (oder zum größten Teil, wenn unbeabsichtigt ein Hohlraum entsteht) zu füllen. Bei einer Ausführungsform besteht die verbindungsbildende Metallschicht540 aus einem Material aus der Gruppe Kupfer, Silber, Aluminium oder einer Legierung daraus. Bei einer Ausführungsform besteht die verbindungsbildende Metallschicht540 aus polykristallinem Kupfer mit einem Kupferatomgehalt in dem Bereich von 97–100%. Bei einer Ausführungsform wird die verbindungsbildende Metallschicht540 mit einem Verfahren aus der Gruppe elektrochemische Abscheidung, stromlose Abscheidung, chemische Aufdampfung, Atomlagenabscheidung (ALD) oder Reflow-Verfahren abgeschieden. - In
5F werden alle über der Oberseite der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 befindlichen Teile der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht514 , der Sperrschicht508 und der verbindungsbildenden Metallschicht540 entfernt. Auf diese Weise entsteht eine Reihe von Metallverbindungen, die eine Metallverbindung510 umfasst, mit Sperrschichten508 und dielektrischen Abstandshaltern516 . Die dielektrischen Abstandshalter516 der benachbarten Metallverbindungen können voneinander getrennt sein, wie in5F gezeigt ist. Die über der Oberseite der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 befindlichen Teile der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht514 , der Sperrschicht508 und der verbindungsbildenden Metallschicht540 können mit einem Verfahren entfernt werden, das dazu geeignet ist, diese Teile zu entfernen, ohne die in der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 eingebetteten Teile wesentlich zu erodieren. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die über der Oberseite der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 befindlichen Teile der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht514 , der Sperrschicht508 und der verbindungsbildenden Metallschicht540 mit einem Verfahren aus der Gruppe Plasma-Ätzen, chemisches Ätzen, chemisch-mechanisches Polieren oder Elektropolieren entfernt. Bei einer speziellen Ausführungsform werden die über der Oberseite der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 befindlichen Teile der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht514 , der Sperrschicht508 und der verbindungsbildenden Metallschicht540 durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt, bei dem ein Schlamm aus Aluminiumoxid und Kaliumhydroxid verwendet wird. - In
5G wird auf der Oberseite mehrerer Metallverbindungen, unter anderem der Metallverbindung510 , eine Verkappungsschicht512 ausgebildet. Die Verkappungsschicht512 kann aus einem Material bestehen, das dazu geeignet ist, eine Metallleitungsdiffusion oder ein Herausdif fundieren von Metall-Atomen aus der Metallverbindung510 zu vermeiden. Darüber hinaus kann die Verkappungsschicht512 Vorteile beim Inhibieren der Elektromigration aus der Metallverbindung510 und/oder beim Vermeiden der Oxidation der Oberseiten der Metallverbindung510 haben. Bei einer Ausführungsform besteht die Verkappungsschicht512 aus einer leitfähigen Schicht aus der Gruppe Iridium, Ruthenium, Cobalt, Cobalt-Wolfram-Legierung, Cobalt-/Wolframphosphid, Cobalt-/Wolfram-/Borphosphid, Cobalt-/Borphosphid oder einer Kombination daraus. Die Verkappungsschicht512 kann mit einem Verfahren hergestellt werden, das zum gleichmäßigen Bedecken der Oberseiten der Metallverbindung510 geeignet ist. Bei einer Ausführungsform wird die Verkappungsschicht512 mit einem Verfahren aus der Gruppe elektrochemische Abscheidung, stromlose Abscheidung oder Atomlagenabscheidung (ALD) abgeschieden. - Die strukturierte dielektrische Opferschicht
506 kann entfernt werden, um eine freistehende Metallverbindung510 zu erhalten, wie in5G gezeigt ist. Die strukturierte dielektrische Opferschicht506 kann mit einem geeigneten Verfahren entfernt werden, das weder die dielektrische Schicht502 noch die Metallverbindung510 beschädigt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die strukturierte dielektrische Opferschicht506 aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 20–35%, die dielektrische Schicht502 besteht aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 0–10%, und die strukturierte dielektrische Opferschicht506 wird mittels einer Nassätzchemikalie entfernt, die 20–30 Vol.-% Tetramethylammoniakhydrat enthält. Bei einer Ausführungsform wird die strukturierte dielektrische Opferschicht506 vor der Ausbildung der Verkappungsschicht512 entfernt. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Verkappungsschicht512 vor dem Entfernen der strukturierten dielektrischen Opferschicht506 ausgebildet. Bei einer alternativen Ausführungsform wird die strukturierte dielektrische Opferschicht506 nicht entfernt, sondern wird in der endgültigen Verbindungsstruktur beibehalten. - In
5H wird auf mehreren Metallverbindungen, unter anderem der Metallverbindung510 , und auf den dielektrischen Abstandshaltern516 eine dielektrische Schicht518 abgeschieden. Die dielektrische Schicht518 kann mit einem geeigneten Verfahren abgeschieden werden, das ein im Wesentlichen gleichmäßiges Bedecken der mehreren Metallverbindungen, unter anderem der Metallverbindungen510 und511 , und der dielektrischen Abstandshalter516 ermöglicht, ohne den Raum zwischen den dielektrischen Abstandshaltern516 und den benachbarten Metallverbindungen510 und511 wesentlich zu füllen, wie in5H gezeigt ist. Bei einer Ausführungs form wird die dielektrische Schicht518 mit einem Verfahren aus der Gruppe Aufschleudern, chemische Aufdampfung oder chemische Aufdampfung auf Polymer-Basis abgeschieden. Die dielektrische Schicht518 kann ein Material aufweisen, das dazu geeignet ist, als widerstandsfähiges Trägermaterial für eine neue Ebene von Metallverbindungen zu fungieren. Bei einer Ausführungsform besteht die dielektrische Schicht518 aus einem Material aus der Gruppe Siliciumdioxid, Silicat oder Kohlenstoff-dotiertes Oxid mit einer Porosität von 0–10%. Bei einer alternativen Ausführungsform wird die strukturierte dielektrische Opferschicht506 nach der Ausbildung der dielektrischen Schicht518 mit einem Verfahren aus der Gruppe Pyrolyse, thermische Zersetzung oder Bestrahlung entfernt. - Weiterhin in
5H wird zwischen den dielektrischen Abstandshaltern516 der benachbarten Metallverbindungen510 und511 und zwischen den dielektrischen Schichten502 und518 ein Spalt520 ausgebildet. Der Spalt520 kann aus einem geeigneten Material oder Gas bestehen, das eine vernachlässigbare kapazitive Kopplung zwischen den Metallverbindungen510 und511 ermöglicht. Bei einer Ausführungsform besteht der Spalt520 aus Luft. Bei einer anderen Ausführungsform besteht der Spalt520 aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 25–40%, dessen Herstellung nachstehend in Zusammenhang mit den6A –C erläutert wird. - In
5I kann die dielektrische Schicht518 so strukturiert werden, dass über einem Teil der Metallverbindung511 oder deren entsprechender Verkappungsschicht512 ein Kontaktgraben530 entsteht. Ein Teil des Kontaktgrabens530 befindet sich möglicherweise nicht direkt über der Oberseite der Metallverbindung511 , sondern kann sich vielmehr über einem Teil des dielektrischen Abstandshalters516 befinden und wird daher nicht aufsetzen gelassen. Somit stellt bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der dielektrische Abstandshalter516 eine Fläche bereit, auf der dieser nicht-aufgesetzte Kontaktgraben530 aufsetzen kann, wie in5I gezeigt ist. - In
5J wird eine zweite Ebene von Metallverbindungen, unter anderem von Metallverbindungen522 und524 , auf der dielektrischen Schicht518 hergestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Metallverbindung524 durch ein nicht-aufgesetztes Kontaktloch526 mit der darunterliegenden Metallverbindung511 verbunden. Auf diese Weise kann eine Luftspalt-Metallverbindungs-Architektur mit einander nicht berührenden dielektri schen Abstandshaltern hergestellt werden, die einen Bereich bereitstellen, in dem nicht-aufgesetzte Kontaktlöcher aufsetzen können. - Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Spalt
520 von5H mit einem anderen Material als Luft gefüllt werden, wie in den6A –C gezeigt ist. In6B wird eine dielektrische Zwischenschicht660 auf der in6A gezeigten Struktur (die der Struktur in5G analog ist) abgeschieden. Die dielektrische Zwischenschicht660 kann aus einem Material bestehen, das dazu geeignet ist, eine vernachlässigbare kapazitive Kopplung zwischen mehreren Metallverbindungen, unter anderem einer Metallverbindung610 , zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform beträgt die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Zwischenschicht660 1 bis 2,5. Bei einer anderen Ausführungsform besteht die dielektrische Zwischenschicht660 aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 25–40%. Bei einer Ausführungsform ist die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Zwischenschicht660 kleiner als die Dielelektrizitätskonstante einer dielektrischen Schicht602 . - In
6C wird dann eine dielektrische Schicht618 auf mehreren Metallverbindungen, unter anderem der Metallverbindung610 , abgeschieden, die eine dielektrische Zwischenschicht660 haben. Die dielektrische Schicht618 kann aus einem Material bestehen, das in Zusammenhang mit der dielektrischen Schicht518 aus5I beschrieben worden ist. Bei einer Ausführungsform ist die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Zwischenschicht660 kleiner als die Dielelektrizitätskonstante der dielektrischen Schicht618 . Auf diese Weise kann eine „Ultra-Low-k-Spalt"-Metallverbindungs-Architektur mit einander nicht berührenden dielektrischen Abstandshaltern hergestellt werden. - Die vorstehenden Ausführungsformen betrachten zwar dielektrische Abstandshalter für Metallverbindungen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Metallverbindungen beschränkt. Leitfähige Kohlenstoff-Nanoröhrchen können gebündelt werden und als Verbindungen zum Einbauen von elektronischen Bauelementen oder Halbleiteranordnungen in einen integrierten Schaltkreis verwendet werden. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden dielektrische Abstandshalter für Verbindungen verwendet, die auf Bündeln aus leitfähigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen basieren. Bei einer speziellen Ausführungsform haben die Bündel aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Ergebnis der Herstellung mit dem Damaszierungsverfahren konisch erweiterte Profile. Auf diese Weise können dielektrische Abstandshalter an den Seitenwänden von Verbindungen ausgebildet werden, die aus Bündeln von Kohlenstoff-Nanoröhrchen bestehen, um die mit diesen Verbindungen assoziierte RC-Verzögerung zu verringern, um der Verbindungsarchitektur Widerstandsfähigkeit zu verleihen oder um eine Fläche bereitzustellen, auf der nicht-aufgesetzte Kontaktlöcher auf den Verbindungen aufsetzen können.
- Vorstehend sind mehrere Metallverbindungen mit dielektrischen Abstandshaltern und ein Verfahren zur Herstellung dieser dielektrischen Abstandshalter beschrieben worden. Bei einer Ausführungsform grenzen die dielektrischen Abstandshalter an benachbarte Metallverbindungen mit konisch erweiterten Profilen an und berühren einander nicht. Bei einer anderen Ausführungsform stellen die dielektrischen Abstandshalter einen Bereich bereit, in dem nicht-aufgesetzte Kontaktlöcher effektiv aufsetzen können.
- Zusammenfassung
- Es werden dielektrische Abstandshalter für mehrere Metallverbindungen und ein Verfahren zur Herstellung dieser dielektrischen Abstandshalter beschrieben. Bei einer Ausführungsform grenzen die dielektrischen Abstandshalter an benachbarte Metallverbindungen mit konisch erweiterten Profilen an und berühren einander nicht. Bei einer anderen Ausführungsform stellen die dielektrischen Abstandshalter einen Bereich bereit, in dem nicht-aufgesetzte Kontaktlöcher effektiv aufsetzen können.
Claims (20)
- Elektronische Struktur mit mehreren Verbindungen, mit: – einer ersten dielektrischen Schicht; – einer ersten Verbindung auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei die erste Verbindung einen ersten dielektrischen Abstandshalter direkt angrenzend an den Seitenwänden der ersten Verbindung und direkt zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der Unterseite der ersten Verbindung aufweist; – einer zweiten Verbindung auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei die zweite Verbindung einen zweiten dielektrischen Abstandshalter direkt angrenzend an den Seitenwänden der zweiten Verbindung und direkt zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der Unterseite der zweiten Verbindung aufweist und wobei der zweite dielektrische Abstandshalter den ersten dielektrischen Abstandshalter nicht berührt; – einer zweiten dielektrischen Schicht, wobei sich die zweite dielektrische Schicht auf der ersten und der zweiten Verbindung befindet; und – einem Spalt zwischen der ersten dielektrischen Schicht, der ersten Verbindung, der zweiten Verbindung und der zweiten dielektrischen Schicht.
- Struktur nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Verbindung konisch erweiterte Profile mit einem Aufweitwinkel von 90 Grad bis 155 Grad haben.
- Struktur nach Anspruch 2, wobei der Aufweitwinkel in dem Bereich von 105–135 Grad liegt.
- Struktur nach Anspruch 2, wobei die zweite dielektrische Schicht und der erste und der zweite dielektrische Abstandshalter hermetische Abdichtungen um die erste bzw. die zweite Verbindung bilden.
- Struktur nach Anspruch 4, wobei der Spalt aus Luft besteht.
- Struktur nach Anspruch 2, wobei – die Dielelektrizitätskonstante des ersten und des zweiten dielektrischen Abstandshalters größer als die Dielelektrizitätskonstante der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht ist und – die Dielelektrizitätskonstante der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht größer als die Dielelektrizitätskonstante des Spalts ist.
- Struktur nach Anspruch 6, wobei – der erste und der zweite dielektrische Abstandshalter aus einem Material aus der Gruppe Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Stickstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Sauerstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Bor-dotiertes Kohlenstoffnitrid oder Bor-dotiertes Siliciumcarbid bestehen, – die erste und die zweite dielektrische Schicht aus einem Material aus der Gruppe Siliciumdioxid, Silicat oder Kohlenstoff-dotiertes Oxid mit einer Porosität von 0–10% bestehen und – der Spalt aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 25–40% besteht.
- Struktur nach Anspruch 2, wobei die Breite des ersten und des zweiten dielektrischen Abstandshalters gleich der Breite des Spalts an seiner Oberseite ist.
- Struktur nach Anspruch 8, wobei die Breite des ersten und des zweiten dielektrischen Abstandshalters in dem Bereich von 5–20 Nanometern liegt.
- Struktur nach Anspruch 2, die weiterhin ein Kontaktloch in der zweiten dielektrischen Schicht aufweist, wobei sich ein erster Teil des Kontaktlochs auf der Oberseite der ersten Verbindung befindet und sich ein zweiter Teil des Kontaktlochs auf der Oberseite des ersten dielektrischen Abstandshalters befindet.
- Struktur nach Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Verbindung in die erste dielektrische Schicht eingelassen sind.
- Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Struktur mit mehreren Verbindungen, mit den folgenden Schritten: – Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht; – Herstellen einer zweiten dielektrischen Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht; – Strukturieren der zweiten dielektrischen Schicht so, dass eine strukturierte dielektrische Schicht mit einer Reihe von Gräben entsteht, wobei die Unterseiten der Reihe von Gräben die Oberseite der ersten dielektrischen Schicht freilegen; – Herstellen einer Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht in der Reihe von Gräben, um die Reihe von Gräben teilweise zu füllen, wobei die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht die Oberseite der strukturierten dielektrischen Schicht bedeckt; – Herstellen einer verbindungsbildenden Metallschicht auf der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht, um die übrigen Teile der Reihe von Gräben vollständig zu füllen; – Planarisieren der verbindungsbildenden Metallschicht und der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht, um die Oberseite der strukturierten dielektrischen Schicht freizulegen und eine Reihe von Verbindungen mit einander nicht berührenden dielektrischen Abstandshaltern herzustellen; – Entfernen der strukturierten dielektrischen Schicht und – Herstellen einer dritten dielektrischen Schicht auf der Reihe von Verbindungen, wobei die dritte dielektrische Schicht, die erste dielektrische Schicht und die Reihe von Verbindungen mit einander nicht berührenden dielektrischen Abstandshaltern eine Reihe von Spalten bilden.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Reihe von Gräben konisch erweiterte Profile mit einem Aufweitwinkel von 90 Grad bis 155 Grad hat.
- Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Aufweitwinkel in dem Bereich von 105–135 Grad liegt.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei – die Dielelektrizitätskonstante der Abstandshalter-bildenden dielektrischen Schicht größer als die Dielelektrizitätskonstante der ersten und der dritten dielektrischen Schicht ist und – die Dielelektrizitätskonstante der ersten und der dritten dielektrischen Schicht größer als die Dielelektrizitätskonstante der Reihe von Spalten ist.
- Verfahren nach Anspruch 15, wobei – die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht aus einem Material aus der Gruppe Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Stickstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Sauerstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Bor-dotiertes Kohlenstoffnitrid oder Bor-dotiertes Siliciumcarbid besteht, – die erste und die dritte dielektrische Schicht aus einem Material aus der Gruppe Siliciumdioxid, Silicat oder Kohlenstoff-dotiertes Oxid mit einer Porosität von 0–10% bestehen und – die Reihe von Spalten aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 25–40% besteht.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Reihe von Spalten aus Luft besteht.
- Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zweite dielektrische Schicht aus einem Kohlenstoff-dotieren Oxid mit einer Porosität von 20–35% besteht.
- Verfahren nach Anspruch 18, wobei – die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht mit einem Verfahren aus der Gruppe chemische Aufdampfung oder Atomlagenabscheidung abgeschieden wird und – die Abstandshalter-bildende dielektrische Schicht aus einem Material aus der Gruppe Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Stickstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Sauerstoff-dotiertes Siliciumcarbid, Bor-dotiertes Kohlenstoffnitrid oder Bor-dotiertes Siliciumcarbid besteht.
- Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin das Ausbilden eines nicht-aufgesetzten Kontaktlochs in der dritten dielektrischen Schicht aufweist.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8048796B2 (en) | 2009-05-29 | 2011-11-01 | Globalfoundries Inc. | Microstructure device including a metallization structure with self-aligned air gaps formed based on a sacrificial material |
US9443956B2 (en) | 2014-12-08 | 2016-09-13 | Globalfoundries Inc. | Method for forming air gap structure using carbon-containing spacer |
US9583380B2 (en) | 2014-07-17 | 2017-02-28 | Globalfoundries Inc. | Anisotropic material damage process for etching low-K dielectric materials |
US9768058B2 (en) | 2015-08-10 | 2017-09-19 | Globalfoundries Inc. | Methods of forming air gaps in metallization layers on integrated circuit products |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6949456B2 (en) * | 2002-10-31 | 2005-09-27 | Asm Japan K.K. | Method for manufacturing semiconductor device having porous structure with air-gaps |
KR100852207B1 (ko) * | 2007-06-04 | 2008-08-13 | 삼성전자주식회사 | 절연막 제거방법 및 금속 배선 형성방법 |
US8138604B2 (en) * | 2007-06-21 | 2012-03-20 | International Business Machines Corporation | Metal cap with ultra-low k dielectric material for circuit interconnect applications |
US8772933B2 (en) * | 2007-12-12 | 2014-07-08 | International Business Machines Corporation | Interconnect structure and method of making same |
US8133793B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-03-13 | Sandisk 3D Llc | Carbon nano-film reversible resistance-switchable elements and methods of forming the same |
US8569730B2 (en) | 2008-07-08 | 2013-10-29 | Sandisk 3D Llc | Carbon-based interface layer for a memory device and methods of forming the same |
US8466044B2 (en) * | 2008-08-07 | 2013-06-18 | Sandisk 3D Llc | Memory cell that includes a carbon-based memory element and methods forming the same |
US8835892B2 (en) | 2008-10-30 | 2014-09-16 | Sandisk 3D Llc | Electronic devices including carbon nano-tube films having boron nitride-based liners, and methods of forming the same |
US8421050B2 (en) | 2008-10-30 | 2013-04-16 | Sandisk 3D Llc | Electronic devices including carbon nano-tube films having carbon-based liners, and methods of forming the same |
US8183121B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-05-22 | Sandisk 3D Llc | Carbon-based films, and methods of forming the same, having dielectric filler material and exhibiting reduced thermal resistance |
US7790601B1 (en) * | 2009-09-17 | 2010-09-07 | International Business Machines Corporation | Forming interconnects with air gaps |
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 |
US8896120B2 (en) * | 2010-04-27 | 2014-11-25 | International Business Machines Corporation | Structures and methods for air gap integration |
US9490165B2 (en) * | 2010-12-30 | 2016-11-08 | Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. | Reliable interconnect integration scheme |
CN102376684B (zh) * | 2011-11-25 | 2016-04-06 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 铜互连结构及其制作方法 |
US9123727B2 (en) * | 2011-12-29 | 2015-09-01 | Intel Corporation | Airgap interconnect with hood layer and method of forming |
WO2013101204A1 (en) | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Intel Corporation | Self-enclosed asymmetric interconnect structures |
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 |
US9059258B2 (en) | 2013-03-04 | 2015-06-16 | International Business Machines Corporation | Controlled metal extrusion opening in semiconductor structure and method of forming |
US9312222B2 (en) * | 2013-03-12 | 2016-04-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Patterning approach for improved via landing profile |
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 |
US9165824B2 (en) * | 2013-09-27 | 2015-10-20 | Intel Corporation | Interconnects with fully clad lines |
KR102092863B1 (ko) | 2013-12-30 | 2020-03-24 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치 및 이의 제조 방법 |
US9548349B2 (en) | 2014-06-25 | 2017-01-17 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device with metal extrusion formation |
US10388564B2 (en) * | 2016-01-12 | 2019-08-20 | Micron Technology, Inc. | Method for fabricating a memory device having two contacts |
US9837355B2 (en) * | 2016-03-22 | 2017-12-05 | International Business Machines Corporation | Method for maximizing air gap in back end of the line interconnect through via landing modification |
US10109476B2 (en) * | 2016-07-01 | 2018-10-23 | Lam Research Corporation | Substrate processing method for depositing a barrier layer to prevent photoresist poisoning |
US10134579B2 (en) * | 2016-11-14 | 2018-11-20 | Lam Research Corporation | Method for high modulus ALD SiO2 spacer |
US10269636B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-04-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
WO2018231195A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | Intel Corporation | Air gap structures in integrated circuit components |
CN107978557B (zh) * | 2017-11-23 | 2021-05-04 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种在刻蚀槽中制造真空间隙的方法 |
US10622301B2 (en) | 2018-08-17 | 2020-04-14 | International Business Machines Corporation | Method of forming a straight via profile with precise critical dimension control |
US11101175B2 (en) * | 2018-11-21 | 2021-08-24 | International Business Machines Corporation | Tall trenches for via chamferless and self forming barrier |
CN112309958B (zh) * | 2019-07-31 | 2023-04-07 | 长鑫存储技术有限公司 | 导电互连结构及其制备方法 |
US20220157708A1 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-19 | Intel Corporation | Vertical metal splitting using helmets and wrap-around dielectric spacers |
US20230178426A1 (en) * | 2021-12-03 | 2023-06-08 | Intel Corporation | Via profile shrink for advanced integrated circuit structure fabrication |
Family Cites Families (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
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 |
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 |
US6440839B1 (en) * | 1999-08-18 | 2002-08-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Selective air gap insulation |
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 |
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 |
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 |
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 |
CN1490854A (zh) * | 2002-10-18 | 2004-04-21 | 旺宏电子股份有限公司 | 形成自对准金属硅化物的方法 |
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 |
JP2004363556A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-24 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 半導体素子 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
-
2006
- 2006-09-21 US US11/525,709 patent/US7772702B2/en active Active
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8048796B2 (en) | 2009-05-29 | 2011-11-01 | Globalfoundries Inc. | Microstructure device including a metallization structure with self-aligned air gaps formed based on a sacrificial material |
US9583380B2 (en) | 2014-07-17 | 2017-02-28 | Globalfoundries Inc. | Anisotropic material damage process for etching low-K dielectric materials |
US9443956B2 (en) | 2014-12-08 | 2016-09-13 | Globalfoundries Inc. | Method for forming air gap structure using carbon-containing spacer |
US9768058B2 (en) | 2015-08-10 | 2017-09-19 | Globalfoundries Inc. | Methods of forming air gaps in metallization layers on integrated circuit products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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---|---|---|
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