TW317010B - - Google Patents

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317010_^__ 五、發明説明（i ) (發明所屬之技術領域） 本發明係有關於一種在配線間之絕緣構造具有特胃之 半導體裝置及其製造方法。 (習知技術） 提髙L S I的性能，基本上可以藉由提高元件的稹體 度，亦即使元件微細化而達成。但是，由於當元件之稹體 度極端提高時，會導致配線間的電容增加，因此不容易提 昇LSI的性能（高速動動作等）》 因此，對於微處理器等之超大規模積體電路（ ULS I C)而言，爲了要提升其性能，則不得不Μ少稹 體電路之内部配線的寄生電姐以及寄生電g。 減少內部配線之寄生電阻，則可藉由由電阻率低的材 料構成內部配線而達成。目前，及研究以電阻率較鋁合金 低3 0%以上的銅來取代鋁合金，而當作內部配線來使用 0 內部配線的寄生電容則有2種成分。 經濟部中央揉準局貝工消ίβ作社印製 其中一者爲在不同位準之配線間所產生的電容，亦即 在上下配線間所產生的電容。該電容可以藉由增加在下側 配線上所形成之層間絕緣膜的厚度而被減少。 另一者爲在相同位準之配線間所產生的電容，亦即， 在左右配線間所產生的電容。該電容可以藉由加大配線的 間隔以及減少配線的厚度而達成。 但是，當加大配線的間隔時，會導致元件之稹體度降 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -4 - A7 B7 317010 五、發明説明（2 ) 低，而當減少配線之厚度時，會導致配線電阻增加，反而 無法提昇LSI的性能。 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 目前，爲了要減少內部配線的寄生電容，則研究將介 電率ε低者當作配線間之絕緣層來使用。 圖2 3 3係表在配線間充滿了介電率e低之絕緣靥之 構造的半導體裝置。 在半導體基板1 1上形成絕緣厝1 2。配線1 3被配 置在絕緣曆1 2上。在配線1 3之間以及配線1 3上則形 成有包含氟的電漿TEOS層1 4 » 該包含氟之電漿IEO_j層14，其介電率ε約 2 ϋ，而與不包含氟的電漿Τ Ε Ο S層相比較，其介 電率e約減少1 5 %。 但是，隨著近年來元件之積體度的提升，若不將配線 間之介電率ε設定在3. 3以下，則無法提昇LSI的性 能》 (發明所要解決的課題） 經濟部中央揉準局貝工消作社印袈 如此般，以往爲了要提昇L S I的性能，則必須要減 少在配線間之絕緣層的介電率。但是，由於很難將絕緣層 的介電率設在3. 3以下，因此，絕緣層的介電率，在元 件之稹體度之進展中，乃成爲提昇LS I性能的障礙。 另一方面，近年來，乃嘗試藉著使存在於相同位準之 配線之間成爲空間，而試圖減低配線之間的寄生電容。 在文獻（特開平7 — 4 5 7 0 1號公報）中乃揭露一 本紙度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - 317010 A7 __B7 五、發明説明（3 ) 使存在於相同位準之配線之間成爲空洞的技術。該技術的 特徵則在於使事先充滿在配線之間的冰膜蒸發。 但是由於該技術利用了材料的相轉移，因此具有以下 的缺點。第1、在使位在配線之間的水凍結之際，會產生 體稹膨脹，而對配線帶來惡劣的影響。該缺點起因於在形 成配線後，利用相轉移而埋入材料，且不限於冰膜，對於 文獻所示之全部的材料皆會產生該缺點。第.二、在藉由 C.MP (化學式機械研磨）來研磨冰膜時，會因爲摩擦熱 而導致所有的冰膜溶化。第三、對於在固體膜蒸發前之所 有的工程必須要在低溫（當爲冰膜時爲攝氏零度以下）， 因此很難處理晶圓。 又，由於該技術，在配線間的空洞內充滿了小蒸氣， 因此，該水蒸氣會成爲配線短路或是發生腐蝕的原因，而 對配線的信賴性產生惡劣的影響。更者，由於在該技術中 並未揭露使不同位準之配線之間成爲空洞的技術，因此無 法斷言可以減少配線之間的寄生電容。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 本發明即是用於解決上述問題者，其目的在於藉由在 配線之間充滿介電率低，且對配線不會造成惡劣影響的氣 體，可以同時達成提升元件之稹體度與提昇L S I之性能 的效果。 (解決課題的手段） 爲了要達成上述目的，本發明之半導體裝置，其主要 特徵包括：半導體基板、被形成在上述半導體基板上之第 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 317010 A7 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 B7五、發明説明（，） 4 1絕緣層、被形成在上述第1絕緣層上之多個第1配線、 使上述多個第1配線之間完全成爲空洞，而被形成在上述 多個第1配線上之第2絕緣層、被形成在上述第2絕緣層 上之多個第2配線、被埋入到在上述第2絕緣層所形成之 經由孔內，而使上述多個第1配線與上述多個第2配線連 接之第2導電層、以及使上述多個第2配線之間完全成爲 空洞，而被形成在上述多個第2配線上的第3絕緣層。 •在上述多個第1及及第2配線之間的空洞內則至少充 滿了氧與二氧化碳的混合氣體。 在上述多個第1以及第2配線之間的空洞內乃充滿了 空氣。 上述第2絕緣層的表面乃呈平坦。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導髖基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成固體餍的工程、在上述固體層形成多個溝的工程 、將導電體只埋入到上述多個溝內而形成多個配線的工程 、在上述固體層上以及上述多個配線上形成第2絕緣層的 工程、以及藉著使上述固體層氧化，使上述固體層轉換成 氣體層的工程。 上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可以使上 述多個配線之間至少充滿了氧與二氧化碳的混合氣體。 上述固體層係由當在形成上述導電體時之溫度以下時 爲固體，而可進行上述多個溝的加工，且藉由氧化很容易 變成氣體層的材料所構成。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -7 - 317010 A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消犬合作社印裝 五、發明説明（5 ) 當上述掩罩材爲氧化物所構成時，上述掩罩材可藉由 噴濺法被形成。 上述多個溝係藉由以下的工程而被形成，亦即，在上 述固體層上形成光抗蝕層（resist)、對上述光抗蝕層實 施圖案處理之工程，將該光抗蝕層當作掩罩，而藉由異方 性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程、以及將上述光抗蝕 層剝離的工程。 上述光抗蝕餍可以藉由112304與11202的藥液而被 剝離。 當上述第2絕緣膜由氧化物而構成時，則上述第2絕 緣靥可以藉由噴濺法而被形成。 上述固體層的氧化可以藉由在氧環境下的熱處理或氧 電漿處理而被達成。 可以在上述氣體層充滿空氣的工程。 本發明之半導體裝置，其主要特徼包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板之表面領域的半導體元件 '在 上述半導體基板上形成可覆蓋上述半導體元件的第1絕緣 層、被形成在上述第1絕緣層上之多個第1配線、被埋入 到在上述第1絕緣層上所形成之接觸孔內，而使上述半導 體元件與上述多個第1配線連接的第1導電層、以及使上 述多個第1配線之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個 第1配線上的第2絕緣層。 本發明之半導體裝置，更備有：被形成在上述第2絕 緣膜上之多個第2配線、被埋入到在上述第2絕緣層所形 請 先 閲 背 ί} 之 注 意 事 項 再 頁 裝 訂 本紙浪尺度適用中國圏家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -8 - 317010 A7 B7 五、' 發明説明（ 6 ) 成 之 經 由 孔 * 而 使 上 述 多 個 第 1 配 線 與 上 述 多 個 第 2 配 線 連 接 的 第 2 導 電 層 、 以 及 上 述 多 個 第 2 配 線 之 間 完 全 成 爲 空 洞 $ 而 被 形 成 在 上 述 多 個 第 2 配 線 上 之 第 3 絕 緣 層 9 在 上 述 多 個 第 1 配 線 之 間 的 空 洞 內 以 及 上 述 多 個 第 2 配 線 之 間 的 空 洞 內 則 分 別 至 少 充 滿 了 氧 與 二 氧 化 碳 的 混 合 氣 體 0 在 上 述 多 個 第 1 配 線 之 間 的 空 洞 內 以 及 上 述 多 個 第 2 配 線 之 間 的 空 洞 內 則 分 別 充滿 了 空 氣 〇 上 述 第 2 絕 緣 層 以 及 上 述 第 3 絕 緣 層 的 表 面 乃 呈 平 坦 本 發 明 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 9 其 主 要 特 徴 包 括 ： 在 半 導 體 基 板 之 表 面 領 域 上 形 成 半 導 體 元 件 的 工 程 在 上 述 半 導 體 基 板 上 形 成 可 以 覆 蓋 上 述 半 導 體 元 件 之 第 1 絕 緣 層 的 工 程 在 上 述 第 1 絕 緣 層 形 成 可 以 到 達 上 述 半 導 體 元 件 之 接 觸 孔 的 工 程. 將 第 1 導 電 層 埋 入 到 上 述 第 1 導 電 層 上 的 工 程 在 上 述 第 1 固 體 層 形 成 多 個 第 1 溝 的 工 程 、 將 導 電 體 只 埋 入 到 上 述 多 個 第 1 溝 內 而 形 成 多 個 第 1 配 線 的 工 程 在 上 述 第 1 固 體 層 上 以 及 上 述 多 個 第 1 配 線 上 形 成 第 2 絕 緣 層 的 工 程 、 以 及 藉 著 使 上 述 第 1 固 體 層 氧 化 > 可 以 使 上 述 第 1 個 固 體 層轉換 成 第 1 氧 體 層 的 工 程 0 本 發 明 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 » 更 具 備 有 : 在 上 述 第 2 絕 緣 層 上 形 成 第 3 絕 緣 層 的 I 程 » 在 上 述 第 2 以 及 第 3 絕 緣 層 形 成 可 以 到 達 上 述 多 個 第 1 配 線 之 經 由 孔 的 工 程 » 將 第 2 導 電 層 埋 入 到 上 述 經 由 ?L 內 之 工 程 在 上 述 第 3 寫 本 頁 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（21 OX297公釐） 請 先 閲 讀 背 φ 之 注 意 事 項 再 317010 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消#合作社印製 五、發明説明（7 ) 絕緣層上以及上述第2導電層上形成第2固體層的工程、 在上述第2固體層形成多個第2溝的工程、將導電體只埋 入到上述多個第2溝內，而形成多個第2配線的工程、在 上述第2固體層上以及上述多個配線上形成第4絕緣層的 工程、以及藉著使上述第2固髏餍氧化’可以使上述第2 固體層轉換成第2氣體層的工程。 上述第1以及第2固體層爲碳層，藉著使上述碳層化 ，.可以使上述多個第1以及第2配線之間至少充滿了氧與 二氧化碳的混合氣體。 上述第1以及第2固體層係由當在形成上述導電體時 之溫度以下時爲固體，而可進行上述多個溝的加工，且藉 由氧化很容易變成氣體層的材料所構成。 上述多個第1溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在 上述第1 2固體層上形成掩軍材的工程、藉由照相蝕刻工 程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩， 而藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程、以 及將上述掩罩材剝離的工程》 上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在 上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工 程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩， 而藉由異方性蝕刻對上述第2固體層進行蝕刻的工程、以 及將上述掩罩材剝離的工程。 上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成·，亦即，在 上述第2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 U氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐) " ' _ m - 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 裝 頁 訂 經濟部中央梯準局員工消#ς合作社印袈 ___B7______五、發明説明（8 ) 對上述掩罩材進行加工的工程、將該掩罩材當作掩罩’藉 由異方性蝕刻對上述第2固體層進行蝕刻的工程、以及使 上述掩罩材剝離的工程。 當上述掩罩材由氧化物所構成時，則上述掩罩材可以 藉由噴濺法被形成。 當上述第2絕緣層由氧化物所構成時，則上述第2絕 緣層可以藉由噴濺法被形成》 ,當上述第4絕緣層由氧化物所構成時，則上述第4絕 緣層可以藉由噴濺法被形成。 上述第1以及第2固體層的氧化，可以藉由在氣環境 下的熱處理或是氧電漿處理而被達成。 也可以在上述第1以及第2氣體層充滿空氣。 本發明之半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板上之第1絕緣層、被形成在上 述第1絕緣層上之多個第1配線、使上述多個第1配線之 間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第1配線上之第2 絕緣餍、被形成於在上述第2絕緣層上所形成之接觸孔內 以及上，而被連接到上述多個第1配線之柱狀的多個導電 層，使上述多個導電層之間完全成爲空洞，而被形成在上 述多個導電層上的第3絕緣層，被形成在上述第3絕緣層 上，且經由被形成在上述第3絕緣層的接觸孔，而被連接 到上述多個導電層的多個第2配線、以及使上述多個第2 配線之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第2配線上 的第4絕緣層》 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 經濟部中夬揉隼局貝工消費哈作社印装 A7 B7_____五、發明説明（9 ) 在上述多個第1配線間之空洞內’上述多個導電層間 之空洞內以及上述多個第2配線間之空洞內，則至少充滿 了氧與二氧化碳的混合氣體。 在上述多個第1配線間之空洞內’上述多個導電層之 空洞內以及上述第2配線間之空洞內’則分別充滿了空氣 〇 上述第2、第3以及第4絕緣層的表面乃呈平坦。 .本發明之半導體裝置之製造方法’其主要特徴包括： 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 曆上形成第1固體層的工程、在上述第1固體層形成多個 第1溝的工程、將導電體只埋入到上述多個第1溝內，而 形成多個第1配線的工程、在上述第1固體層上以及上述 多個第1配線上形成第2絕緣層的工程、使上述第1固體 層氧化，將上述第1固體層轉換成第1氣體層的工程、在 上述第2絕緣層上形成第2固髖層的工程、在上述第2固 體層以及上述第2絕緣層形成可以到達上述多個第1配線 之多個第1接觸孔的工程、將導電體只埋入到上述多個第 1接觸孔內，而形成柱狀之多個導電層的工程、在上述第 2固體層上以及上述多個導電層上形成第3絕緣厝的工程 、在上述第3絕緣層上形成第3固體層的工程、在上述第 3固體層形成多個第2溝的工程、在上述第3絕緣層形成 可以到達上述多個導電層之多個第2接觸孔的工程、將導 電體埋入到上述多個第2溝內以及上述多個第2接觸孔內 ，而形成多個第2配線的工程、在上述第2固體層上以及 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12 - 317030 A7 B7 經濟部中央搮準局貝工消f作社印裝 五、發明説明（1〇) 上述多個第2配線上形成第4絕緣層的工程、以及使上述 第2與第3固體層氧化，而使上述第2與第3固體層轉換 成第2與第3氣體層的工程》 上述第1、第2以及第3固體層爲碳層，藉著使上述 碳層灰化，可以使上述多個第1以及第2配線之間成爲至 少充滿了氧與二氧化碳之混合氣體的空洞。 上述第1、第2以及第3固體層係由當在上述第1以 及第2溝內、以及上述第1、第2接觸孔內形成導電體時 之溫度以下時爲固體，而可對上述第1或是第2溝進行加 工，或是對上述第1接觸孔進行加工，且藉內氧化很容易 變成氣體厝的材料所構成。 上述多個第1溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在 上述第1固體靥上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程、以及 將上述掩軍材剝離的工程。 上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在 上述第2固體靥上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻對上述第12固體層進行蝕刻的工程、以 及將上述掩罩材剝離的工程。 上述多個第1接觸孔係藉由以下的工程被形成，亦即 ，在上述第2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻 工程對上述掩罩材進行加工的工程、以及將該掩罩材當作 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -13 - 經清部中央橾準局員工消#合作社印製 317010五、發明説明（ 掩罩，而藉 工程。 上述多 ，在上述第 程對上述掩 而藉由異方 以及使上述 .上述多 上述第3固 對上述掩罩 ，而藉由異 A7 B7 11 由異方性蝕刻，對上述第2固體層進行蝕刻的 個第1接觸孔 2固體層形成 罩材進行加工 性蝕刻，對上 掩罩材剝離的 個第2溝係藉 體層上形成掩 材進行加工的 方性蝕刻，對 係藉由以下的工程被形成’亦即 掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工 的工程、將該掩罩材當作掩罩， 述第2固髗層進行蝕刻的工程、 工程。 由以下的工程被形成，亦即，在 罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 工程、以及將該掩罩材當作掩罩 上述第3固體層進行蝕刻的工程 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 本 頁 上述多 上述第3固 上述掩罩材 由異方性蝕 使上述掩罩 當上述 藉由噴濺法 當上述 時，則上述 法被形成。 上述第 氧環境下的 個第2溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在 體層形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程對 進行加工的工程、將該掩罩材當作掩罩，而藉 刻，對上述第3固體層進行蝕刻的工程、以及 材剝離的工程。 掩罩材由氧化物所構成時，則上述掩罩材可以 被形成。 第2、第3以及第4絕緣層係由氧化物所構成 第2、第3以及第4絕緣層分別可以藉由噴濺 1、第2以及第3固體層的氧化，可以藉由在 熱處理或是氧電漿處理來達成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -14 - A7 B7 五、發明説明（12) 也可以在上述第 第2以及第3空氣層內充滿空氣 本發明之半導體裝置， ，被形成在上述半導體基板 述第1絕緣層上的多個第1 間完全成爲空洞，而被形成 絕緣層、由下部與下部所形 下部則呈柱狀地被形成於在 觸孔內以及上方，而被連接 2配線、使上述多個第2配 被形成在上述多個第2配線 層，以及使上述多個第2配 而被形成在上述多個第2配 在上述多個第1配線間 線間的空洞內，分別至少充 其主要特徼包括： 上之第1絕緣層， 配線、使上述多個 在上述多個第1配 成，其中上部被形 上述第2絕緣層上 到上述多個第1配 線之下部間完全成 之上部與下部之間 線之上部之間完全 線上的第4絕緣層 的空洞內以及上述 滿了氧與二氧化碳 半導體基板 被形成在上 第1配線之 線上的第2 成爲線狀， 的形成之接 線的多個第 爲空間，而 的第3絕緣 成爲空洞， 〇 多個第2配 的混合氣體 請 先 閱 讀 背 面 之 注 2
頁 訂 線 經濟部中央標準局員工消J·合作.杜印製 在上述多個第1配線間的空洞內以及上述多個第2配 線間的空洞內，分別充滿了空氣。 上述第2、第3以及第4絕緣層的表面乃呈平坦。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成第1絕緣靥的工程、在上述第1絕緣 層上形成第1固體層的工程、在上述第1固體層形成多個 第1溝的工程、將導電體只埋入到上述多個第1溝內而形 成多個第1配線的工程、在上述第1固體層上以及上述多 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐 -15 - 317010 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費作社印製 五、發明説明（13) 個第1配線上形成第2絕緣層的工程、使上述第1固體層 氧化，將上述第1固體厝轉換成氣體層的工程、在上述第 2絕緣層上形成第2固體層的工程、在上述第2固體層上 形成第3絕緣餍的工程、在上述第3絕緣層上形成第3固 體層的工程、在上述第3固體層形成多個第2溝的工程、 在上述第3絕緣層、上述第2固體層與上述第2絕緣層形 成可以到達上述多個第1配線之多個接觸孔的工程、將導 電.體埋入到上述多個第2溝內與上述多個接觸孔內，而形 成多個第2配線的工程、在上述第3固體層上與上述多個 第2配線上形成第4絕緣層的工程、以及使上述第2與第 + 3固體暦氧化，而將上述第2與第3固體層轉換成第2與 第3氣體層的工程。 上述第1、第2以及第3固體層爲碳層，藉著使上述 碳層灰化，可以使上述多個第1以及第2配線之間成爲至 少充滿了氧與二氧化碳之混合氣體的空洞。 上述第1 、第2以及第3固體層係由當在上述第1以 及第2溝內、以及上述接觸孔內形成導電體時之溫度以下 時爲固體，而可對上述第1或是第2溝進行加工，或是對 上述接觸孔進行加工，且藉由氧化很容易變成氣體層的材 料所構成。 上述多個第1溝係藉由以下的工程而形成，亦即，在 上述第1固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程、以及 請 A 閲 讀 背 ώ 之 注 意 事 項 再 本 頁 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -16 - 經濟部中央標準局員工消itl作社印褽 A7 _B7五、發明説明（14) 將上述掩罩材剝離的工程。 上述多個第1溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在 上述第1固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程、以及 將上述掩罩材剝離的工程。 當上述掩罩材由氧化物所構成時，則上述掩罩材可以 藉.內噴濺法被形成。 上述多個第2溝係藉由以下的工程而構成，亦即，在 上述第3固髖層上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕曆 進行圚案處理的工程，將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方 性蝕刻對上述第3固體層進行蝕刻的工程、以及使上述光 抗蝕層剝離的工程。 上述多個接觸孔係藉由以下的工程而被形成，亦即， 在上述第3固體層上以及上述第3絕緣層上形成光抗蝕層 之工程、對上述光抗蝕餍實施圖案處理的工程、以該光抗 蝕層爲掩罩，藉由異方性蝕刻，對上述第3絕緣靥、上述 第2固體層進行蝕刻的工程、將上述光抗蝕層剝離的工程 、以及對上述第2絕緣層進行蝕刻的工程。 當上述第2、第3以及第4絕緣層由氧化物所構成時 *上述第2、第3以及第4絕緣層分別係由噴濺法所形成 〇 上述第1、第2以及第3固體層的氧化係藉由在氧環 境下的熱處理或是氧電漿處理而達成。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -17 - __B7 五、發明説明（15) 也可以在上述第1、第2以及第3氣體層內充滿空氣 的工程。 本發明之半導體裝置，備有一具有與上述多個配線之 構造相同的構造，而如包圍上述多個配線般地被形成在上 述第1絕緣層上的保護環。 本發明之半導體裝置，具備有保護環，該保護環至少 包括：具有與上述多個第1配線之構造相同的構造，而如 包.圍上述多個第1配線般形成在上述第1絕緣層上的部分 以及具有與上述多個第2配線之構造相同的構造，而如包 圍上述多個第2配線般被形成在上述第2絕緣層上的部分 〇 經濟部中央標準局貝工消费哈作社印製 本發明之半導體裝置，具備有保護環，該保護環至少 包括：具有與上述多個第1配線之構造相同的構造，而如 包園上述多個第1配線般地被形成在上述第1絕緣層上的 部分、具有與上述多個第2配線之構造相同的構造，而如 包圍上述多個第2配線般地被形成在上述第3絕緣層上的 部分、以及具有與上述多個導電屉之構造相同的構造，而 如包圍上述多個導電層般被形成在上述多個第1配線與上 述多個第2配線之間的部分。 本發明之半導體裝置，具備有保護環，該保護環至少 包括：具有與上述多個第1配線之構造相同的構造，而如 包圍上述多個第1配線般地被形成在上述第1絕緣層上的 部分以及具有與上述多個第2配線之構造相同的構造，而 如包圍上述多個第2配線般地被形成在上述第2絕緣層上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ -18 _ 317010 A7 B/ 五、發明説明（16) 的部分。 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 本發明之半導體裝置，上述半導體裝置被形成在晶圓 之晶片領域或是自晶圓所切出之晶片上，而上述導引環則 被形成在上述晶片領域的周緣部或是上述晶片的周緣部。 上述多個配線的底面以及側面係由具有導電性，而很 難爲藥品所腐蝕，且難以被氧化的配線保護層所覆蓋》 上述多個配線的側面係由很難爲藥品所腐蝕，且很難 被.氧化的配線保護層所覆蓋》 上述多個第1以及第2配線之底面以及側面係由具有 導電性’很難爲藥品所腐蝕，且很難被氧化的配線保護層 所覆蓋。 上述多個第1以及第2配線的側面係由很難爲藥品所 腐蝕，且很難被氧化的配線保護層所覆蓋。 上述多個第1以及第2配線之底面以及側面係由具有 導電性，而很難爲藥品所腐蝕，且很難被氧化的配線保護 層所覆蓋" 經濟部中央橾準局貝工消戈合作社印製 上述多個第1以及第2配線的側面係由很難爲藥品所 腐蝕，且很難被氧化之配線保護層所覆蓋。 本發明之半導體裝置，包括有一具有與上述多個配線 之構造相同的構造，而被形成在上述多個配線之間，而用 於支撐上述第2絕緣層的假配線。 本發明之半導體裝置·，包括有：具有與上述多個第1 配線之構造相同的構造，而被形成在上述多個第1配線之 間，而用於支撐上述第2絕緣層的假配線，以及具有與上 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X 297公釐） -19 - 經濟部中央標準局貝工消費¥合作社印製 317010五、發明説明（17 ) 述多個第2配線之構造相 第2配線之間，而用於支 本發明之半導體裝置 、被形成在上述半導體基 述第1絕緣層上的多個配 爲空洞而被形成在上述多 形成在上述多個配線與上 個配線與上述第2絕緣層 上述第2絕緣層係由 藉由由構成上述多個配線 A7 B7 同的構.造，而被 撐上述第3絕緣 ，其主要特徵包 板上的第1絕緣 線，使上述多個 個配線上的第2 述第2絕緣層之 強固地加以結合 氧化矽所構成， 的材料與矽所反 形成在上 餍的假配 括：半導 層、被形 配線之間 絕緣層、 間，而將 的結合層 而上述結 應而成者 述多個 線。 體基板 成在上 完全成 以及被 上述多 〇 合層係 的構成 上述第2絕緣餍係由氧化金屬層所構成，而上述結合 層係藉由由構成上述多個配線的材料與構成上述氧化金屬 層的金屬的反應而成者的構成。 在上述多個配線之間的空洞內至少充滿了氧與二氧化 碳的混合氣體。 在上述多個配線之間的空洞內充滿了空氣。 上述第2絕緣層的表面乃呈平坦。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成絕緣層的工程、在上述絕緣層上形成 固體層的工程、在上述固體層形成多數溝的工程、將導電 體只埋入到上述多數溝內，而形成多數溝的工程、在上述 固體層上以及上述多個配線上形成的矽層的工程，在藉著 使上述固體層氧化，將上述固體層轉換成氣體層的同時， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 ir 之 注 意 事 項 再 本 頁 -20 - 317010 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消次合作社印製 五、發明説明（18 ) 會將上述矽層轉換成氧化矽層，而在上述多個配線與上述 矽層之間形成可以將上述多個配線與上述矽層強固地結合 的結合層的工程。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成絕緣層的工程、在上述絕緣層上形成 固體層的工程、在上述固體層形成多數溝的工程、將導電 體只埋入到上述多數溝內，而形成多個配線的工程、在上 述固體層上以及上述多個配線上形成金屬層的工程、在藉 著使上述固體餍氧化，將上述固體餍轉換式氣體曆的同時 ，也將上述金屬層轉換成氧化金屬層，而在上述多個配線 與上述金屬層之間形成可以將上述多個配線與上述金屬層 強固地結合之結合層的工程。 上述固體層爲碳厝，藉著使上述碳層灰化，可以使上 述多個配線之間至少充滿了氧與二氧化碳的混合氣體。 上述固體層係由在形成上述導電體時之溫度以下時爲 固體1而可進行上述多數溝的加工，且藉著氧化可以容易 變成氣體層的材料所構成。 上述多數溝係藉由以下的工程而被形成，亦即，在上 述固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程，對上 述掩罩材進行加工的工程，以該掩罩材當作掩罩，藉由異 方性蝕刻對上述固體厝進行蝕刻的工程，以及使上述掩罩 材剝離的工程。 當上述掩罩材爲氧化物所構成時，上述掩罩材係藉由 噴濺法被形成。 請 先 閱 讀 背
訂- V線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -21 - 317010 A7 B7 經濟部中央標準局員工消戈合作社印製 五、發明説明（19 ) 上述多個溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在上述 固體層上形成光抗蝕層的工程，對上述光抗蝕層進行圖案 處理的工程、將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性蝕刻， 對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕層剝離 的工程。 上述光抗蝕層可以藉*H2S 〇4與1^202的薬液而被 剝離。 .上述固體層的氧化係藉由在氧環境下的熱處理或是氧 電漿處理所達成。 也可以在上述氣體層內充滿空氣。 本發明之半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣靥、被形成在上 述第1絕緣層上的多個配線、使上述多個配線之間完全成 爲空洞，而被形成在上述空洞上以及上述多個配線之側壁 上的氧化或是氮化金屬層、被形成在上述第1絕緣層與上 述多個配線之間的金屬層、以及被形成在上述多個配線上 、與上述氧化或是氮化金靥厝上的第2絕緣層。 上述氧化或是氮化金靥層係由上述金屬層的氧化物或 是氮化物所構成。 上述金靥層係由自锆、給、鈹、鎂、钪、錳、鈷、鎳 、釔、銦、鋇、鑭、釕、鉛、鉍、钍、鉻中所選出之其中 一個材料所構成。 在上述第1絕緣餍設有接觸孔，將導電層埋入到上述 接觸孔內，而上述金屬層與·上述導電層接觸。 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項
頁 訂 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -22 - 317010 A7 經濟部中央梂準局員工消Jr合作社印裝 B7___五、發明説明（20) 在上述多個配線之間的空洞內至少充滿了氧與二氧化 碳的混合氣體。 在上述多個配線之間的空洞內充滿了空氣。 上述第2絕緣層的表面係呈平坦。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成固體層的工程、在上述固體層形成多數溝的工程 、.在上述多數溝的內面與上述固體層上形成金屬餍的工程 ，將導電體只埋入到上述多數溝內，而形成多個配線的工 程、在藉著使上述固體層氧化，將上述固體層轉換成氣體 層的工程，只使存在於上述多個配線之側壁與上述氣體層 上的上述金屬層進行氧化或是氮化，而形成第2絕緣厝的 工程、以及在上述多個配線上與上述第2絕緣層上形成第 3絕緣層的工程。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成固體層的工程、在上述固體層形成多數溝的工程 、在上述多數溝的內面與上述固體層上形成金屬層的工程 ，將導電體只埋入到上述多數溝內，而形成多個配線的工 程、在藉著使上述固體層氧化，將上述固體層轉換成氣體 層的同時，只使存在於上述多個配線之側壁與上述氣體層 上的上述金屬層轉換成氧化金屬層的工程、以及在上述多 個配線上與上述氧化金屬層上形成第3絕緣層的工程》 上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可以使上 成張尺度適用中國國家楳準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -23 - 經濟部中央樣準局貝工消費哈作社印製 五、發明説明（21) 述多個配線之間成爲至少充滿了氧與二氧化碳之混合氣體 的空洞。 上述固體層係由在形成在上述導電體時之溫度以下爲 固體，而可進行上述多數溝的加工，且藉著氧化可以容易 變成氣體層的材料所構成。 上述多數溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在上述 固體層上形成掩罩材的工程’藉由照相蝕刻工程，對上述 掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，而藉由異 方性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上述掩罩 材剝離的工程。 當上述掩罩材內氧化物所構成時，上述掩罩材可藉由 噴濺法被形成。 上述多數溝係藉由以下的工程而被形成，亦即，在上 述固體層上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕層實施園 案處理之工程，將該光抗蝕餍當作掩罩，而藉由異方性蝕 刻，對上述固體層進行蝕刻的工程、以及將上述光抗蝕層 剝離的工程。 上述光抗蝕層可以藉*H2S 04與H202的藥液而被 剝離。 上述固體層的氧化係藉由在氧環境下的熱處理或是氧 電漿處理而達成。 也可以在上述氣體層內充滿空氣的工程。 上述金屬層係藉由在氧環境或是氮環境下的熱處理被 氧化或是氮化。 本紙垠尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0'〆297公釐）~' -24 - A7 B7 五、發明説明（22) 本發明之半 、被形成在上述 述第1絕緣層上 底面，具有氧不 個配線上面，具 述多個配線之間 上述防護層上的 上述防護金 矽中之其中一者 上述防護層 化矽中之其中一 導體裝置，其主要特徵包括： 半導體基板上的第1絕緣層、 的多個配線、覆蓋上述多個配 會透過之性質的防護金屬層、 有氧不會透過之性質的防護靥 完全成爲空洞，而被形成在上 第2絕緣層》 屬層係由鈦與氮化鈦的稹層， 所構成。 係由鈦與氮化鈦的稹層、氮化 者所構成》 半導體基板 被形成在上 線的側面與 覆蓋上述多 ，以及使上 述空洞上與 以及氮化鈦 鈦矽以及氮 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 r 經濟部中央標準局員工消次合作社印裝 在上述第1絕緣層設有接觸孔，將導電層埋入到上述 接觸孔內，而上述金靥層則與上述導電層接觸。 在上述多個配線間的空洞內至少充滿了氧與二氧化碳 的混合氣體。 在上述多個配線之間的空洞內充滿了空氣。 上述第2絕緣層的表面係呈平坦。 本發明之半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成固體層的工程，在上述固體層形成多數溝的工程 ，在上述多數溝的內面以及上述固體層上形成具有防止氧 透過之功能之防護金屬層的工程、在上述防護金屬層上形 成導電體的工程、對上述防護金靥層與上述導電體進行研 磨或是蝕刻，而使上述防護金屬層與上述導電體只殘留在 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消# 合作社印製 A 7_B7_五、發明説明（23 ) 上述多數溝內，而形成多個配線的工程、只在上述多個配 線上形成具有防止氧透過之功能之防護層的工程、在上述 固體層上與上述防護層上形成第2絕緣層的工程、以及藉 著使上述固體層氧化，可以使上述固體層轉換成氣體層的 工程。 對於上述防護金屬層與上述導電體所進行之研磨或是 蝕刻，則必須進行到使上述防護金靥層與上述導電體之表 面的髙度較上述固體層之表面的髙度爲低爲止。 上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可以使上 述多個配線之間形成爲至少充滿了氧與二氧化碳之混合氣 體的空洞。 上述固體餍係由在形成上述導電體之溫度以下爲固體 ，而可進行上述多條溝的加工，且藉由氧化可以很容易變 成氣體層的材料所構成。 上述多條溝係藉由以下的工程而形成，亦即，在上述 固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程，對上述 掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，藉由異方 性蝕刻，對上述固體層進行蝕刻的工程，以及使上述掩罩 材剝離的工程。 當上述掩罩材係由氧化物所構成時，上述掩罩材可以 藉由噴濺法被形成。 上述多條溝係藉由以下的工程而形成’亦即，在上述 固體層上形成光抗蝕餍的工程’對上述光抗蝕層實施圖案 處理的工程，將該光抗蝕層當作掩罩’藉由異方性蝕刻’ 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再曹一 本 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） -26 - 317010 A7 B7 經齐部中央標準局員工消費♦合作社印袈 五、發明説明（24 ) 對上述固體層實施蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕層剝離 的工程》 上述光抗蝕層可以藉由H2S 〇4與H202的藥液被剝 離。 當上述第2絕緣層係由氧化物所構成時，則上述第2 絕緣層可以藉由噴濺法被形成。 上述固體層之氧化係藉由在氧環境下的熱處理或是氧 電.獎處理所達成》 也可以在上述氣體層內充滿了空氣的工程。 本發明之半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層，被形成在上 述第1絕緣層上的多個配線、在不接觸上述多個配線的'狀 態下，覆蓋上述多個配線的側面以及上面，而使上述多·個 配線的周圍成爲空洞的第2絕緣層、以及被形成在上述多 個配線之間與上述第2絕緣層上的第3絕緣層。 本發明之半導體裝置，其主要特徴包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層、被形成在上 述第1絕緣層的多個配線、在不接觸上述多個配線之側面 的狀態下，覆蓋上述多個配線的側面，而在上述多個配線 的側面形成空洞的第2絕緣層，以及被形成在上述多個配 線之間與上述第2絕緣層上的第3絕緣層。 在上述多個配線之間的空洞內至少充滿了氧與二氧化 碳的混合氣體》 在上述多個配線之間的空洞的充滿了空氣。 請 kj 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 裝 頁 訂 線 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4胡^ ( 210X：297公釐） -27 - B7 經濟部中央標準局貝工消ίϋ作社印製 五、發明説明（25 ) 上述第3絕緣層的表面乃呈平坦。 本發明之半導體裝置之製造方法，其特徵在於：在半 導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣厝上 形成導電體的工程、在上述導電體上形成第1固體層的工 程、對上述第1固體層與上述導電體進行蝕刻，而形成多 個配線的工程、在上述多個配線的側壁形成第2固體層的 工程、以及在上述第1與第2固體層上形成第2絕緣層的 工程、藉著使上述第1與第2固體層氧化，使上述第1與 第2固體層轉換成氣體層，藉由上述氣體層包圍上述多個 配線的工程。 上述第1與第2固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化 ，可以使上述多個配線的周園成爲至少充滿了氧與二氧化 碳之混合氣雔的空洞。 上述第1與第2固體層係由可進行上述多數溝的加工 ，且藉由氧化容易欒化成氣體層的材料的構成。 上述多個配線係藉由以下的工程而形成，亦即，在上 述第1固體餍上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程對 上述掩罩材加工的工程、以及將該掩罩材當作掩罩，藉由 異方性蝕刻，對上述第1固體層與上述導電體進行蝕刻的 工程。 當上述掩罩材爲氧化物所構成時，上述掩罩材可藉由 噴濺法被形成。 具備有在上述照相蝕刻後使上述掩罩材剝離的工程。 上述多個配線係由以下的工程而形成’亦即，在上述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28 - 經濟部中央梂準局員工消作社印製 五、發明説明（26) 固體層上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕層實施圖案 處理的工程、將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性蝕刻， 對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕層剝離 的工程。 上述光抗蝕層係藉由^12504與11202的藥液被剝離 〇 當上述第2絕緣層係由氧化物所構成時，則上述第2 絕緣層係藉由噴濺法被形成》 上述第1及第2固體層的氧化係藉由在氧環境下的熱 處理或是氧電漿處理所達成。 也可以在上述氣體層內充滿了空氣。 本發明之半導體裝置之製造方法，其特徵在於：在半 導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣層上 形成導電體的工程，對上述導電層進行蝕刻，而形成多個 配線的工程、在上述多個配線的側壁形成囿體餍的工程、 在上述固體層上形成第2絕緣層的工程，以及藉著使上述 固體層氧化，使上述固體厝轉換成氣體層，且藉由上述氣 髖層來覆蓋上述多個配線之側面的工程。 上述固體層爲碳層，藉著使上述碳靥灰化，可以使上 述多個配線的側面成爲至少充滿了氧與二氧化碳之混合氣 體的空洞》 上述固體厝係由可進行上述多數溝的加工，且藉由氧 化很容易變成氣體層的材料所構成。 當上述第2絕緣層由氧化物所構成時’則上述第2絕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210'乂297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 * 五、發明説明（27) 緣層可以藉由噴濺法被形式。 上述固體層的氧化係藉由在氧環境下之熱處理或是氧 電漿處理而達成》 也可以在上述氣體層內充滿空氣的工程。 本發明之固體層之蝕刻方法，其主要特徵包括：形成 可以藉由氧化變化成氣體層之固體層的工程，在上述固體 屠上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程，對上述掩罩 材進行加工的工程，以及將該掩罩材當作掩罩，而藉由異 方性蝕刻對上述固體靥進行蝕刻的工程。 當上述掩罩材由氧化物所構成時，則上述掩罩材可以 藉由噴濺法被形成。 本發明之固體層之蝕刻方法，其特徵在於：形成可以 藉由氧化而變化成氣體層之固體層的工程、在上述固體層 上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕層實施圖案等處埋 的工程，將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對上 述固體層進行蝕刻的工程，以及藉由H2s 04與1120!2的 藥液使上述光抗蝕層剝離的工程》 本發明之半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層，被形成在上 述第1絕緣層上的多個配線、以及使上述多個配線之間成 爲至少充滿了二氧化碳之氣體的空間，而被形成在上述多 個配線上的第2絕緣層。 上述空洞內之二氧化碳的濃度至少較大氣中之二氧化 碳的漢度爲高。 請 先 閲 讀 背 A 之 注 意 事 項 再 訂 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 30 - A7 經濟部中夬橾準局員工消次合作社印製 B7五、發明説明（28 ) (發明之實施形態） 以下請參照圖面來詳細說明本發明之實施形態》 圓1係與本發明之第1實施形態有關的半導體裝置》 在半導體晶片（例如矽晶圓）1 1上形成絕緣層（例 如矽氧化層）1 2。配線1 3被配置在絕緣層1 2上》該 配線1 3係由銅、鋁合金等之金靥、包含雜質之多矽等的 半導體、鎢等之高熔點金屬所構成。 而不會填滿於配線1 3之間之板狀的絕緣層（例如矽 氧化層）14則以配線13爲柱而被形成在配線13上。 亦即，配線1 3之間乃成爲空洞（cavity) 1 5。在空洞 15內主要充滿了介電率e爲1,. 0左右的氣體，亦即+， 氧0 2與二氧化碳C 02的混合氣體。 此外，在空洞內之二氧化碳C 02的氣體的澳度則至 少較空氣（大氣）中之二氧化碳之氣體澳度爲高。又，藉 著在製造時使空洞1 5與空氣接觸或是在封裝（package )上設置孔，可以使空洞1 5內充滿了空氣。 根據上述構造之半導體裝置，在配線1 3之間主要充 滿了氧〇2與二氧化碳C 02的混合氣體或是空氣。該混合 氣體或是空氣的介電率e爲1. 0左右。藉此，與在配線 1 3之間填滿矽氧化物層等之絕緣層的情形相比較，可以 大幅地降低介電率，因此可以同時達成提升元件之稹體層 —~..__ 一— 與提昇LSI之性能的目的。 其次則說明圖1之半導體裝置的製造方法》 請 先 閲 讀 背 面 之 注
I 頁 裝 訂 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -31 - 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 * A7 B7____五、發明説明（29 ) 首先，如圖2所示，在半導體基板1 1上形成絕緣層 1 2。藉由噴濺法等在絕緣1 2上形成碳（carbon)層 1 6。在此，碳層1 6的厚度則被設定在與LS I之內部 配線的厚度相等的值（例如約0. 7〜約0· 2#m)。 藉由噴濺法或是CVD法，可以在碳層1 6上形成掩 —1 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化層等）1 7。在此，當 掩罩材1 7係藉由氧化物所構成時，則掩罩，材1 7最好是 藉由噴濺法被形成。其原因在於當利用C VD法時，則碳 餍1 6會被反應氣體中所包含的氧所消滅使然。 其次，在掩罩材17上塗佈光抗蝕層，利用PEP ( 照相蝕刻工程），對該光抗蝕層實施圖案處理。又，將被 圓案處理之光抗蝕層當作掩罩，對掩罩材1 7實施圖案處 理。之後，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材17當作掩罩， 藉由異方性蝕刻，對碳層1 6進行蝕刻，而在碳層1 6形 成溝。 此外，碳層1 6，也可以將光抗蝕層當作掩罩而進行 蝕刻。 至於光抗蝕靥的剝離則是藉由H2S 〇4與112〇2的藥 液而進行*光抗蝕層雖然也可以藉由氧電漿處理而剝離， 但是當使用氧電漿處理時，碳層1 6會被消滅。 其次，如圖3所示，藉由CVD法或是噴濺法，在半 導體基板1 1上之整面形成由銅等所構成的導電層。藉由 化學機械式研磨（CMP)，該導電層只殘留在位在碳層 1 6之間的溝內，而形成配線1 3。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -32 - A7 B7 317010 五、發明説明（30 ) 此外’也可以取代CMP，而改採異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線1 3。 之後，掩罩材1 7會被剝離。 請 先 閲 讀 背 & 之 注 意 事 項 再 Μ 裝 本衣 頁 其次，如圖4所示，藉由噴濺法，在配線13以及碳 餍1 6上形成絕緣層（例如矽氧化物層）1 4。在此，當 絕緣層1 4使用如矽氧化物層般的氧化物時，則最好不要 使用CVD法，其原因在於由於在反應氣體中包含有氧 〇_2，因此在形成絕緣層1 4時，碳靥1 6有可能被除去 使然。 訂 其次，如圖5以及圖6所示，藉著使碳層1 6灰化， 可以使碳層1 6轉換成主要充滿了氧02與二氧化碳C02 之混合氣體的空洞1 5。此外，有關碳層的灰化，可以藉 由使用以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者則是處於氧環境下（稱爲包含氧的環境，例 如可以在大氣中）進行熱處理（溫度400-450 °C， 時間2小時左右）。該方法，由於使碳層16轉換成二氧 化碳C 02的反應係緩慢地進行，因此優點是能夠防止因 - 經濟部中央標準局貝工消^合作社印裝 爲碳層1 6之體稹的膨脹導致絕緣層1 4破裂，但是相反 地具有處理時間變長的缺點。 另一者則是夸.電號專理(asher)。該方法，由於使 碳層1 6轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行’因 此優點是處理時間變短，但是相反地具有因爲碳層16之 體積的膨脹導致絕緣層14產生破裂的可能性變髙的缺點 。但是該缺點可以藉由改善絕緣層14之性質或是降低氧 -33 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2⑴X297公釐） 經濟部中央榡準局員工消次合作社印裝 A7 _137____五、發明説明（31 ) 電漿處理的溫度而達成。 此外，藉著在製造時使空洞1 5與空氣接觸或是在封 裝上設置孔，可以在空洞1 5內充滿了空氣° 根據以上的方法，利用碳層當作具有用於形成配線的 溝的絕緣層來使用，且在溝內形成配線後’使該碳層灰化 ，而轉換成充滿了氣體的空洞。因此很容易提供圖1的半 導體裝置。 .圖7係表與本發明之第2實施形態有關的半導體裝置 〇 在半導體基板（例如矽晶園）2 1上形成場氧化層（ 例如矽氧化物層）2 2。在爲場氧化靥2 2所包圍之元件 領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體具有閘極 23以及源極·汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5乃覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BP S.G)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面， 可以藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦，在絕緣靥 25則形成可到達源極.汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內乃埋入由鎢等之高熔點金屬所構成的導 電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也可 以由髙熔點金屬以外的其他材料所構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上’而與導電層2 6 a 請 先 閲 讀 背 面 S 事 項 再 % 本 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34 - 經濟部中央標準局員工消"合作社印製 A7 _B7__五、發明説明（32 ) ，26b連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥28 a ，28b，以及用於覆蓋該金屬28a ’ 28b之底面以 及側面之U字溝狀的障壁（barrier)層2 7 a · 2 7 b 所構成。 此外，配線W並不限於銅、鋁合金等的金雇，也可以 例如由包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金屬所 構成。又，障壁層27a，27b可以例如由鈦與氮化欽 的稹層所構成。 在配線W1的上部形成有絕緣層2 9，30。該絕緣 餍29，30則爲配線W1所支撐。而配線W1之間則成 爲空洞（cavity)3 1。在該空洞內則主要充滿了氣〇2與 二氧化碳C02的混合氣體。 此外，絕緣屠2 9係用於決定配線W1的圖案者，例 如由矽氧化物層或是矽氮化物層等所構成、絕緣層3 0除 了對於在配線W1之間設置空洞3 1時極爲重要外，對於 成爲在絕緣屠3 0上稹層時之基底也極爲必要。 在絕緣靥3 0上形成有絕緣層3 2。該絕緣層3 2例 如由矽氧化層的構成。而在絕緣層3 2則形成有可到達配 線W 1的接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層33a ，33b。但是，導電層33a ，33b也 可以由髙熔點金靥以外之其他材料的構成。 配線W2被配置在絕緣靥3 2上，而與導電層3 3 a ，33b連接。配線W2係由銅、鋁合金等之金屬35a 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS〉A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 -35 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袈 317010_%_五、發明説明（33) ，35b、以及用於覆蓋該金屬35a ，35b之底面與 側面的U字溝狀的障壁層34a ，34b所構成。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金屬，例如 也可以由包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金靥 所構成。又，障壁層34a，34b可例如由鈦與氮化鈦 的積層的構成。 在配線W2的上部形成有絕緣層3 6，37 »該絕緣 層.36 ，37係由配線W2所支撐，而配線之間則成爲空 洞（cavity) 3 8。在該空洞內則主要充滿了氧〇2與二 氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣靥3 6係用於決定配線W2的圖案者，例 如由矽氧化物層或是矽氮化物屠等所構成。’絕緣層3 7除 了對於在配線W2之間設置空洞3 8時極爲重要外，對於 成爲在絕緣層3 7上稹層時之基底也極爲重要•絕緣層 3 7例如是由矽氧化物膜等所構成。 此外，藉著使空洞31，3 8在製造時與空氣接觸或 是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，38內充滿了空氣 〇 根據上述構造的半導體裝置，在配線W1之間乃形成 有充滿了氧0 2與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣的空 洞3 1 ，而在配線W2之間則形成有充滿了氧0 2與二氧 化碳C 02的混合氣體、或是空氣的空洞.3 8。 又，該混合氣體或是空氣的介電率ε在1 . 0左右。 藉此，與在配線W1之間以及配線W2之間充滿了矽氧化 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（2!〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -36 - 經濟部中央標準扃員工消*作社印製 A7 B7五、發明説明（34) 物層等之絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此可以同時達成提升元件之稹體度與提昇LS I之 性能的目的。 其次，則說明圖7之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖8所示，藉由L 0 C 0 S法，在半導體基 板2 1上形成場氧化層2 2。又，在由場氧化靥2 2所包 圍之元件領域則例如形成具有閘極2 3以及源極·汲極領 域2 4 a ，2 4 b的Μ 0 S電晶體。 在半導體基板2 1的整面則形可以完全覆蓋MO S電 晶體之絕緣層（BPSG或是PSG等）25。之後，則 進行化學機械研磨（CMP)，而使絕緣層2 5的表面成 爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層25形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，將由鎢等之髙熔點金靥所構成之導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣層2 5之接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 屬以外的其他材料》 其次，如圖9所示，藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形 成碳層39。在此，碳層39的厚度則被設定在與LS I 之內部配線的厚度相等的值（例如約0. 7〜約0. 2 以m )。 其次，如圖1 0所示，藉由噴濺法，可以在碳層3 9 上形成約0 . 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化物層或 (請先閲讀背面之注意^項再填寫本莧)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消in作社印製 317010_^___五、發明説明（35) 是矽氮化物層）。 在此，當掩罩材2 9係由氧化物所構成時’則掩罩材 2 9 ，爲了要防止碳層的消失’不使用CVD法’而是利 用噴濺法而形成。 其次，如圖1 1所示，在掩罩材2 9上塗佈光抗蝕層· ，利用P E P (照相蝕刻工程）對該光抗蝕餍進行圖案處 理。又，將經圖案處理之光抗蝕層當作掩罩，對掩罩材 2 9進行圖案處理。之後，則使光抗蝕層剝離，而掩罩材 29的圖案則與配線的匾案相同。 其次，如圖1 2所示，將掩罩材2 9當作掩罩，藉由 異方性蝕刻，對碳層2 9進行蝕刻。 此外，在本實施例中，並不是藉由P E P直接對碳層 3 9進行蝕刻，而是利用p E P加工的掩罩材2 9當作掩 罩，而對碳層39進行蝕刻。 其理由如下。P E P所使用的光抗蝕層係藉由氧電漿 處理（asher)或是H2S 04與11202的藥劑所除去。但是 高藉氧電漿處理來除去光抗蝕層時，則經圖案處理之碳層 3 9也會同時被除去，另一方面，當藉*h2S 04與 H2〇2的藥劑來除去光抗蝕層時，則導電層（只有高熔點 金屬的情形）26a ，26b會同時被除去》 在此’當導電層26a，26b爲高熔點金靥時，則 可以將由P E P所加工之掩罩材2 9當作掩罩，而對碳層 3 9進行蝕刻。 其次’如圖1 3所示，藉由噴濺法或是CVD法，會 *氏張尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210\297公；^-- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 訂 -38 - 經濟部中央橾準局貝工消J·合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明（36 ) 在配線溝XX的內面上以及掩罩材2 9上形成例如由鈦與 氮化鈦的稹層所構成的障壁層2 7。 其次，如圖14所示，藉由噴濺法或是CVD法，可 以在障壁層2 7上形成由銅、鋁合金等構成的金屬2 8。 此外，配線則並不限於銅、鋁合金等的金羼，也可以爲例 如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等的髙熔點金屬。 其次，如圓1 5所示，藉由化學機械研磨（CMP ) ，可以讓障壁層27a，27b及金靥28a，28b只 殘留在位在碳靥之間的溝內，而形成配線W1。 此外，也可以取代CMP，而改採異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線W1。 其次，如圖1 6所示，藉由噴濺法，可以在掩覃材 2 9上以及配線W1上形成絕緣層（例如矽氧化物曆） 3 0。 在此，當絕緣靥3 0爲氧化物時，則絕緣層3 0最好 是不要由CVD法來形成。因爲在形成絕緣層3 0時之反 應氣體中包含了氧（02)氣體，因此在形成絕緣層3 0 時，碳層39有被除去的可能。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化層時 ，則位在0. 01〜〇.l#m時範圍內，而此是因爲在 進行灰化時不致於使絕緣層3 0發生破裂使然。但是絕緣 層3 0之最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類以及性質 而有所不同。 其次，如圖1 7以及圖18所示，藉著使碳層3 9灰 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 31 7〇ί Ο Β7 _ 五、發明説明（37) 化，可以使碳層3 9轉換成主要充滿了氧Ο 2與二氧化碳 C02之混合氣體的空洞31。至於碳層3 9的灰化可以 藉由以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0〜 4 5 0 °C，時間2小時左右）。該方法，由於使碳層3 9 轉換成二氧化碳C 0 2的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之髖積膨脹導致絕緣層2 9 ’ 3.0發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層3 9轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行，因此 ，其優黏是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層3 9之體積的膨張而導致絕緣層29，30發生破裂 的可能性會變髙的缺點。 其次，如圖19所示，利用CVD法，在絕緣層30 上形成具有低介電率（例如含有氟的TEOS等）的絕緣 層3 2。 經濟部中央標準局貝工消，合作社印製 其次，如圖20所示，利用PEP (照相蝕刻方法） 以及RI E (反應性離子蝕刻），在絕緣層30，32設 置可以到達配線W1的經由孔》 其次，如圖2 1所示，利用選擇成長法，將由鎢等之 髙熔點金屬所構成之導電層3 3 a ，3 3 b只埋入到經由 孔內。此外，在絕緣層3 0，3 2之經由孔內也可以埋入 高熔黏金屬以外的材料。 其次，如圖2 2所示，藉由與在形成配線W1時所使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇乂297公釐） -40 - A7 B7 五、發明説明（38) 用之工程同樣的工程來形成配線W2。 亦即，首先，藉由噴濺法，在絕緣層3 2上形成碳餍 。在此，碳層的厚度則被設定在配線W2之厚度相等的值 。藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 05vm厚度的掩罩 材（例如矽氧化物層或是矽氮化物層）3 6 » 之後，則利用P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕 刻，對掩罩材3 6進行圖案處理。又，將掩罩材3 0當作 掩罩，藉由異方性蝕刻，對碳層進行蝕刻》藉由噴濺法或 是CVD法，形成例如由鈦與氮化鈦的稹層所構成的障壁 層 3 4 a，3 4 b » 藉由噴濺法或是CVD法，在障壁層34a ，34b 上形成電銅、鋁合金等所構成的金屬厝3 5 a ，3 5 b· 藉由化學機械研磨（CMP)，該障壁層34a ，34b 以及金屬厝3 5 a ，3 5 b只殘留在位在碳層之間的溝內 ，而形成配線W 2。 此外，則取代CMP，而也可以改用異方性蝕刻或是 等方性蝕刻來形成配線W2。 經濟部中央揉準局貝工消作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由噴濺法，在掩罩材3 6上以及配線W2上形成絕 緣層（例如矽氧化層）3 7。之後，則藉著使碳層灰化， 可以將碳層轉換成主要充滿了氧0 2與二氧化碳C 02之混 合氣體的空洞3 8。 藉著使空洞3 1 ，3 8在製造時與空氣接觸或是在封 裝上設置孔，可以在空洞3，1 ，38內充滿了空氣》 根據以上之製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配 紙張尺度適用中國國家橾準（〇~5)八4規格（210父297公釐) ~ -41 - 經濟部中央樣準局員工消大合作杜印製
A7 _^_B7五、發明説明（39) 線Wl ，W2之溝的絕緣層來使用，且在溝內形成配線之 後，藉著使該碳餍灰化而轉換成充滿了氣體的空洞。因此 很容易提供圖7的半導體裝置。 圖2 3係表與本發明之第3實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶園）2 1上形成場氧化層（ 例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化厝2 2所包圔的元件 領域則形成有Μ 0 S電.晶體。該Μ 0 S電晶餹則具有閘極 23以及源極·汲極領域24a ，24b。 絕緣靥2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5可以 由例如硼磷矽酸玻璃（B P S G )或是磷矽酸玻璃（ P S G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦，而絕緣餍2 5的表面可 以藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣餍 2 5則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的 接觸孔》 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金屬所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以由高高熔點金靥以外之其他材料而構成， 配線W1被配置在絕緣層2 5上，且與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬28 a ，28b與用於覆蓋該金屬28a ，28b之底面以及 側面的U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等之金屬，其也 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公H (請先Η讀背面之注意事項
--裝再X 本瓦) 線 -42 - 經濟部中央標準局男工消次合作社印製 317Q1Q五、發明説明（40 ) 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的稹層等所構成。 在配線W1的上部則形成絕緣層3 0。該絕緣層3 0 係由配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1內則主要充滿了氧〇2與二 氣化碳C02的混合氣體。 絕緣層30除了對於在配線W1之間設置空洞31時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時之基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣靥3 0上形成有絕緣靥3 2。該絕緣層3 2係 例如由矽氧化層所構成。在絕緣厝3 2則形成有可到達配 線W 1的接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有內鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層33a ，33b。但是，導電層33a ，33b也 可以由髙熔點金靥以外的其他材料所構成。 配線W2被配置在絕緣層3 2上，而與導電層3 3 a ，3 3b相連接。配線W2係由銅、鋁合金等之金屬3 5 a，35b以及用於覆蓋該金屬35a ，35b之底面與 側面之U字溝狀的障壁厝34a，34b所構成。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金屬，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金靥 所構成。又，障壁層34a ，34b可以由例如鈦與氮化 鈦的積層所構成》 氏伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297^ A7 B7 請先閱讀背面之注意事項再h表本頁 -装· 訂 -43 - A7 _____B7_ 五、發明説明（41 ) 在配線W2的上部形成有絕緣層3 7。該絕緣層3 7 係由配線W2所支撐，而配線W2之間則成爲空洞（ cavity) 3 8。在該空洞3 8內主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣髖。 絕緣層3 7除了對於在配線W2之間設置空洞3 8時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 7上積層時的基底也極 爲重要•該絕緣層3 7側如由矽氧化物膜等所構成。 此外，藉著使空洞3 1，3 8在製造時與空氣接觸或 是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，38內充滿了空氣 〇 根據以上構造之半導體裝置，在配線W 1之間形成充 滿了氧〇2與二氧化碳C 02之混合氣體或是空氣的空洞^ 3 1 ，而在配線W2之間則形成充滿了氧02與二氧化碳 C02之混合氣體或是空氣的空洞3 8。 該混合空氣或是空氣的介電率在1. 0左右。藉此， 與在配線W 1之間以及配線W 2之間填滿了矽氧化物靥等 的絕緣曆的情形相比較，可以大幅地減低介電率。 經濟部中央揉準局貝工消作杜印製 因此可以同時達成提升元件之稹體度與提昇L S I之 性能的目的。 其次則說明圖23之半導體裝置的製造方法。 首先，如圖2 4所示，到在絕緣層2 5上形成碳層3 9爲止則是藉由與上述第2實施形態之製造方法同樣的方 法來進行* 亦即*藉由LOCOS法，在半導體基板2 1上形成 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 317010 A7 B7 ----------—---- 五、發明説明（42 ) 場氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所包圍之元件領域 則例如形成具有閘極'2 3以及源極·汲極領域2 4 a ， 2 413的]^05電晶體。 在半導體基板21上之整面則形成可以完全覆蓋 MOS電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等25)。 之後則進行化學機械研磨（CMP)，而使絕緣層2 5的 表面成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金靥所構成之導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣層2 5的接觸孔內。 •此外，也可以在絕緣層2 5的接觸孔內埋入高熔點金 屬以外的其他的材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層3 9。在此， 碳層3 9的厚度則被設定在LS I之內部配線的厚度相等 的值（例如約0. 7〜約0. 2em)。 藉由噴濺法，在碳層39上形成約0. 05vm厚度 的掩罩材（例如的氧化層或是矽氮化層等）。 在掩罩材上塗佈光抗蝕層，利用PEP(照相蝕刻工 程）對該光抗蝕層進行圖案處理。又將經圖案處理之光抗 蝕層當作掩罩，對掩罩材進行豳案處理。之後則使光抗触-靥剝離，將掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對碳層 3 9進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層3 9進行蝕刻’而是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） (锖先背面之注意事項再填寫本育) 、tr -45 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（43 ) 將經P E P加工之掩罩材當作掩罩而對碳層3 9進行蝕刻 的理由，則與在上述第2實施形態之製造方法中所說明之 理由相同。 因此，當導電層26a，26b爲高熔點金屣時，則 將經P E P加工的掩罩材當作掩罩，而對碳層3 9進行蝕 刻，而當導電層26a ，26b爲一不爲112304與 H202的藥劑所腐蝕的材質時，則也可以將光抗蝕層當作 掩罩，而對碳層39進行蝕刻。 之後則除去掩罩材，藉由噴濺法或是CVD法，在配 線溝的內面上以及碳層3 9上形成例如由鈦與氮化鈦的積 層所構成的障壁層2 7 » -其次，如圖2 5所示，藉由噴濺法或是CVD法/在 障壁層2 7上形成由銅、鋁合金等所構成的金屬2 8 »此 外，配線並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也可以是例如 包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金屬。 其次’如圖2 6所示，藉由化學機械研磨（CMP ) ’該障壁層27a ’ 27b以及金屬28a ，28b只殘 留在位在碳層3 9之間的溝內，而形成配線W1 。 此外，也可取代CMP而改採異方性蝕刻或是等方性 蝕刻來形成配線W1。 . 其次，如圖2 7所示。藉由噴濺法，在碳層3 9上以. 及配線W 1上形成絕緣層（例如矽氧化物層）3 〇 ^ 在此，當絕緣層3 0最好是不要由CVD法來形成。 因爲在形成絕緣層3 0時之反應氣體中包含了氧（〇2) i氏張·尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^. -46 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 317010 a? _______B7___ 五、發明説明（44 ) 氣體，因此在形成絕緣層3 0時，碳層3 9有被除去的可 能。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物屠 時，則位在0. 01〜0.lem時範圍內，而此是因爲 在進行灰化時不致於使絕緣層3 0發生破裂使然。但是絕 緣層3 0之最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類以及性 質而有所不同。 其次，如圖2 8以及圖2 9所示，藉著使碳層3 9灰 化，可以使碳層3 9轉換成主要充滿了氧◦ 2與二氧化碳 C 02之混合氣體的空洞3 1。至於碳層3 9的灰化可以 藉由以下2種方法之其中一者而達成。 -其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0〜 450 °C，時間2小時左右）。該方法，由於使碳層39 轉換成二氧化碳C 02的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之體積膨脹導致絕緣層2 9， 30發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的缺點。 另一者爲氧電漿處理（asher).。該方法，由於使碳 層3 9轉換成二氧化碳C〇2的反應係快速地進行，因此 ，其優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層3 9之體積的膨脹而導致絕緣層2 9，3 0發生破裂 的可能性全變高的缺點。 ， 其次，如圖3 0所示，利用CVD法，在絕緣層30 上形成具有低介電率（例如含有氟的T EOS等）的絕緣 層3 2。 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~~ " -47 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 317030_^_五、發明説明U ). 其次，如圖3 1所示，利用P E P (照相蝕刻方法） 以及RIE (反應性離子蝕刻），在絕緣層30，3 2設 置可以到達.配線W1的經由孔。 其次，如圖3 2所示，利用選擇成長法，將由鎢等之 髙熔點金靥所構成之導電層3 3 a，3 3 b只埋入到經由 孔內。此外，在絕緣層30，32之經由孔內也可以埋入 高熔點金屬以外的材料。 其次，如圖3 3所示，藉由與在形成配線W1時所使 用之工程同樣的工程來形成配線W2。 亦即，首先，藉由噴濺法，在絕緣層3 2上形成碳層 。在此，碳層的厚度則被設定在與配線W2之厚度相等的 值》藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 0 5//m厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化層）3 6 » 之後，則在掩罩材上塗佈光抗蝕層，利用P E P (照 相蝕刻工程），對該光抗蝕層進行圖案處理。 其次，如圖3 3所示，藉由與在形成配線W1時所使 用之工程同樣的工程而形成配線W.2。 亦即，首先藉由噴濺法，在絕緣層3 2上形成碳層》 在此，碳層的原則被設定成與配線W2之厚度相等的值。 又，藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 0 5/zm厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化物靥等）。 之後，在掩罩材上塗佈光抗蝕層，利用P E P (照相 蝕刻工程）對該光抗蝕層進行圖案處理。又，將經圖案處 理之光抗蝕層當作掩罩，對掩罩材進行圚案處理。之後， 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~^ -48 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° 317010 經濟部中央梯準局員工消费合作社印策 A7 —______B7_五、發明説明（46 ) 則使光抗蝕層剝離，將掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻 ’對碳層進行蝕刻。 又，除去掩罩材，藉由噴濺法或是CVD法而形成例 如由鈦與氮化鈦之稹層所構成的障壁層34a，34b。 藉由噴濺法或是CVD法，在障壁層34a ，34b 上形成由銅、鋁合金等所構成的金屬層35a，35b。 又，藉由化學機械研磨（CMP)，讓障壁層34a，3 4 b以及金靥層3 5 a，3 5 b只殘留在位在碳層之間的 溝內，而形成配線W2。 此外，亦可取代CMP，而改藉由異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線W2 » 藉由噴濺法，在碳層上以及配線W2上形成絕緣層 例如矽氧化物層）3 7 »之後，則使碳層灰化，將碳層轉 換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C 02之混合氣體的空洞 3 8° 此外，藉著使空洞3 1 ，38在製造時與空氣接觸或 是在封裝上設置孔，可以在空洞3.1 ，3 8內充滿了空氣 〇 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1 ，w2之溝的絕緣層，且在溝內形成配·線後，籍著使 該碳層灰化，而轉換成充滿了氣體的空洞。因此，很容易·. 製造出圖2 3的半導體裝置。 又，掩罩材，在對碳層實施圓案處理後，在碳層灰化 之前會被除去。因此，可以迅速且正確地使碳層灰化。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -49 - 經濟部中夬標準局貝工消费合作社印製 ^ ^〇1〇 A7 ____B7_五、發明説明（47 ) 圖3 4係表與本發明之第4實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極2 3以及源極·汲極領域24a，24b » 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（B P S G)或是磷矽酸玻璃（P S G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金靥所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬28 a ，28b以及用於覆蓋該金靥28a ，28b之底面與 側面之U字溝狀的障壁層27a，27b所構成》 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙涑尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 317010 A? B7五、發明説明（48 ) 在配線W1的上部則形成有絕緣層2 9，3 0。該絕 緣層29，30爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成 爲空洞（cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧 02與二氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層2 9係用於決定配線W1之圖案者，例 如由矽氧化物層或是矽氮化物層等所構成。絕緣層3 0除 了對於在配線W1之間設置空洞3 1時極爲重要外，對於 成爲在絕緣層3 0上積層時之基層也極爲重要。絕緣層例 如由氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔》 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金靥所 構成的柱狀的導電層33a，33b。 但是，導電層3 3 a ，3 3 b也可以由高熔點金屬以 外的其他的材料所構成。 在柱狀的導電層3 3 a ，3 3 b的上部則形成有棚狀 的絕緣層36，37 »該絕緣層36，37係爲導電層 33a ，33b所支撐。在柱狀導電層33a ，33b之 間則成爲空洞4 0。在該空洞4 0內則主要充滿了氧〇2 與二氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層36係用於決定導電層33a ’ 33b 之位置以及斷面積者，例如由矽氧化物層或是矽氮化物歷. 等所構成。絕緣層3 7除了對於設置空洞4 0時極爲重要 外，對於成爲在絕緣層3 7上稹層配線時之基底也非常重 要。絕緣靥3 7例如是由矽氧化膜等所構成° 我張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
-51 - 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 A7 ______Β7__ 五、發明説明（49 .) 此外，藉著使空洞3 1 ，4 0在製造時與空氣接觸或 是在封裝上設置孔，可以在空祠3 1 ，4 0內充滿了空氣 〇 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間乃形成 充滿了氧0 2與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣的空洞 3 1 ，而在導電層（上下配線之接觸插頭contactplug) 33a ，33b之間也形成充滿了氧02與二氧化碳C02 的混合氣體或是空氣的空洞4 0。 該混合氣體或是空氣的介電率ε爲1. 0左右。藉此 ，與在配線W1之間以及導電層33a ，33b之間填滿 矽氧化物層等的絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介 電率。 因此可以同時達成提升元件之稹體度與提昇L S I之 性能的目的。 其次說明圖3 4之半導體裝置之製造方法。 首先，如圓3 5所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1之前*可藉由與上述第2實施形態之製造方法同樣的 方法來進行。 亦即，藉由LOCOS法，在半導體基板2 1上形成 場氧化層2 2。此外，在由場氧化層2 2所包圍的元件領 域，則例如形成有具有閘極2 3以及源極·汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板21上之整面乃形成可以完全覆蓋M0 S電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等）。之後，則 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -52 - 317010 A7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 B7 ____五、發明説明⑽） 進行化學機械研磨（CMP )，使絕緣層25的表面成爲 平坦》 藉由P E P (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5上形成 可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸孔。藉由 選擇成長法，該由鎢等之高熔點金靥所構成的導電靥 26a ，26b只埋入到絕緣層25之接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 屬以外的其他材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 的厚度則被設定在與L S I之內部配線的厚度相等的值（ 例如約0. 7〜約0 » -藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 05em厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化物層等）。 又，在掩罩材29上塗佈光抗蝕層，利用PEP (照 相蝕刻工程）對該光抗蝕層進行圚案處理》將經圖案處理 之光抗蝕層當作掩罩而對掩罩材2 9進行圖案處理。之後 ，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材2 .9當作掩罩，藉由異方 性蝕刻，對碳層進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層進行蝕刻，而定以經 P E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層進行蝕刻的理由， 則是與在上述第2實施形態之製造方法中所說的理由相同.. 〇 因此’當導電層26a ，26b爲高熔點金靥時，則 是以經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，對碳層進行蝕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印策 317010_E_五、發明説明（51 ). 刻，而當導電層26a ，26b爲一不會爲112504與 H202的藥液所腐蝕的材質時，則可以將光抗蝕層當作掩 罩，對碳厝進行蝕刻。· 之後，則藉由噴濺法或是CVD法，形成例如由“與 氮化鈦的積層所構成的障壁層27a，27b。又藉由噴 濺法或是CVD法，在障壁層27a ’ 27b上形成由銅 、鋁合金等所構成的金靥層28a，28b。 此外，配線並不限於銅、鋁等的金屬，也可以爲例如 包含雜質的半導體、或是鎢等的髙熔點金屬。 藉由化學機械研磨（CMP)，讓障壁層27a’ 2 7 b以及金靥2 8 a，2 8 b只殘留在位在碳層之間的 溝內·，而形成配線W1。 此外，亦可取代CMP，而改藉由異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線W1。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0。在此，絕緣層3 0最好是 藉由CVD法而形成。而此是因爲.，在形成絕緣層3 0時 的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層3 0時， 碳層3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在0. 01〜0. 1/zm的範圍內，而此對於不. 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類或是性質 而有所不同。 本紙張尺度適用中國函家梂準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -54 - A7 B7 317010 五、發明説明（52 ) 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 〇2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 。 在藉由以上的工程形成配線W1後，則藉由噴濺法， 在絕緣層3 0上形成碳層4 1。又，藉由噴漉法，在碳層 4 1上形成約0 . 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化物 層或是矽氮化物層等）3 6。 利用P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩 罩材3 6進行圖案處理。將該掩罩材3 6當作掩罩，藉由 異方性蝕刻，對碳層4 1以及絕緣層3 0進行蝕刻。結果 ，在碳層4 1以及絕緣層3 0形成可以到達配線W1的經 由孔。 •其次，如圖3 6所示，利用選擇成長法，將由鎢等之 高熔點金屬所構成的導電層3 3 a ，3 3 b只埋入到經由 孔內。此外，在絕緣層3 0以及碳層4 1之經由孔內也可 以埋入髙熔點金屬以外的其他材料》 其次，如圚3 7所示，藉由噴濺法，在掩罩材3 6上 以及導電層3 3 a，3 3 b上形成絕緣層（例如矽氧化物 層）37。在此，爲了防止碳層41被消減，最好不要由 CVD法來形成絕緣層3 7。 又，絕緣層3 7的厚度，當絕緣層3 7爲矽氧化物層 時，則位在0. 01〜0. l//m的範圍內，而以對於不 使絕緣層3 7發生破裂而進行灰化十分適合。但是，絕緣 層3 7的最適當的厚度會因爲絕緣層3 7的種類以及性質 而有所不同。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） ----------^乂-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -55 - 經濟部中央橾準局灵工消费合作社印製 317010 A7 一 _B7_五、發明説明（53 ) 其次，如圖3 8以及圖3 9所示，使碳層4 1灰化，. 將該碳層4 1轉換成主要充滿了氧02與二氧化碳（：02之 混合氣體的空洞4 0 »至於碳層4 1的灰化，則可藉由以 下2種方法之其中一者而達成》 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 — 450 °C，時間2小時左右）。該方法，由於使碳層41 轉換成二氧化碳C 02的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層4 1之體積膨脹導致絕緣層3 6， 3 7發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層4 1轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行，因此 ，其·優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層4 1之體積的膨脹而導致絕緣層3 6，3 7發生破裂 的可能性會變髙的缺點》 此外，藉著使空洞3 1，4 0在製造時與空氣接觸、 或是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，4 0內充滿空氣 〇 根據上述的製造方法，利用碳厝作爲具有用於形成配 線W 1之溝的絕緣層，且在溝內形成配線後，使該碳層灰 化，而轉換成充滿了氣體的空洞。. 又，利用碳層作爲具有用於形成導電層（上下配線之 接觸插頭contact plug) 3 3 a，3 3 b之經由孔的絕 緣層，且在經由孔內形成導電層33a ，3 3b後，使該 碳層灰化而轉換成充滿了空氣的空洞。 本紙張尺度逍用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐）~ ~ ' -56 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 A7 _____B7_五、發明説明（54 ) 藉此，在多層配線構造的半導體裝置中，在同一層（ 左右）之配線間乃充滿了氧02與二氧化碳C0 2的混合氣 體’且在不同層（上下）之配線間也充滿了氧02與二氧 化碳C 〇2的混合氣體。 圖4 0係表與本發明之第5實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成場氧化層（ 例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍.的元件 領域則形成有M〇 S電晶體。該MO S電晶體則具有閘極 23以及源極·汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5可以 由例如硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（^ P S G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦，而絕緣層2 5的表面可 以藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層 25則形成有可以到達源極·汲極領域24a，24b的 接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以由髙高熔點金靥以外之其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，且與導電層2 6 a-. ，2 6 b相連接。配線W 1係由銅、鋁合金等之金屬2 8 a ，28b與用於覆蓋該金屬28a ，28b之底面以及 側面的U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成》 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " -57 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 317010 at ___B7____五、發明説明_(55 ) 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等之金屬’其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層2 7 a，2 7 b則可以由例如鈦與 氮化鈦的稹層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0係由配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity ) 3 1。在該空洞3 1內則主要充滿了氧〇2與二 氧化碳C 02的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時之基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 '在絕緣層3 0則形成可以到達配線W1的接觸孔：在 該接觸孔內以及接觸孔上則形成內鎢等之高熔點金靥所構 成的柱狀的導電層3 3 a ，3 3 b。 但是，導電層3 3 a，3 3 b也可以藉由高熔點金靥 以外的其他材料所構成》. 在柱狀的導電層3 3 a，3 3 b的上部則形成有棚狀 的絕緣層36，37。該絕緣層36，37係爲導電層 33a ’ 33b所支撐。在柱狀導電層33a ，33b之 間則成爲空洞4 0。在該空洞4 0內則主要充滿了氧02 與二氧化碳C 0 2的混合氣體。 .. 此外’絕緣層3 6係例如由矽氧化物層或是矽氮化物 層等所構成。絕緣層3 7除了對於設置空洞4 0時極爲重 要外’對於成爲在絕緣層3 7上稹層配線時之基底也非常 本紙張尺度適用^國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " '~-58 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 317010 μ B7 五、發明説明（56 ) 重要。絕緣層37例如是由矽氧化膜等所構成。 此外，藉著使空洞3 1 ，4 0在製造時與空氣接觸或 是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，4 0內充滿了空氣 〇 根據上述構造的半導體裝置，在配線W1之間乃形成 充滿了氧0 2與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣的空洞 3 1 ，而在導電層（上下配線之接觸頭contactplug) 33a ，33b之間也形成充滿了氧0 2與二氧化碳C02 的混合氣體或是空氣的空洞4 0。 該混合氣體或是空氣的介電率e爲1. 0左右。藉此 ，與在配線W1之間以及導電層33a，33b之間填滿 矽氧化物層等的絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介 電率。 因此可以同時達成提升元件之稹體度與提昇L S I之 性能的目的。 其次，則說明圖4 0之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖4 1所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1之前，可藉由與上述第3實施形態之製造方法同樣的 方法來進行。 亦即，藉由LOCOS法，在半導體基板2 1上形成 場氧化層2 2。此外，在由場氧化層2 2所包圍的元件領. 域，則例如形成有具有閘極2 3以及源極·汲極領域 24a ，24b的M0S電晶體》
在半導體基板21上之整面乃形成可以完全覆蓋MO 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印装 317〇l〇 A7 _____B7__五、發明説明（57 ) S電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等）。之後，則 進行化學機械所磨（CMP)，使絕緣層25的表面成爲 平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5上形成 可以到達源極.汲極領域24a ，24b的接觸孔。藉由 選擇成長法，讓內鎢等之高熔點金靥所構成的導電餍 2 6 a，2 6 b只埋入到絕緣層2 5之接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 的厚度則被設定在與L S I之內部配線的厚度相等的值（ 例如—約0. 7〜約0. 2ym)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 0 5 am厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化物層等）。利用PEP (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻對掩罩材進行圖案處理 。將經掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層進行蝕刻 〇 此外’不藉由P E P直接對碳層進行蝕刻，而定以經 P E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層進行蝕刻的理由， 則是與在上述第2實施形態之製造方法中所說的理由相同 〇 因此’當導電層2 6 a ，2 6 b爲高熔點金屬時，則 是以經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，對碳層進行蝕 刻，而當導電層2 6 a ’ 2 6 b爲一不會爲H2S 04與 表紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -60 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 裡濟.郅中夬樣準局貝工消費合作衽印製 A7 ______B7_ 五、發明説明丨58 ) H2〇2的藥液所腐蝕的材質時，則可以將光抗蝕層當作掩 罩，對碳層進行蝕刻。 之後，則除去掩罩材，藉由噴濺法或是CVD法，形 成例如由鈦與氮化鈦的積層所構成的障壁層2 7 a， 27b。又藉由噴濺法或是CVD法，在障壁層27a ， 2 7 b上形成由銅、鋁合金等所構成的金靥層2.8 a， 2 8 b β 此外，配線並不限於銅、鋁等的金靥，也可以爲例如 包含雜質的半導體、或是鎢等的髙熔點金屬。 藉由化學機械研磨（CMP)，該障壁層27a， 27b以及金屬28a ，28b只殘留在位在碳層之間的 溝內，而形成配線W 1 » 此外，亦可取代CMP，而改藉由異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線W1。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0。在此，絕緣層3 0最好是 藉由CVD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層3 0時 的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層3 0時， 碳靥3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在〇· 〇1〜〇. Ιμτη的範圍內，而此對於不. 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 夸紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2ΐ〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 61 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 317010 g -一 ------ _- —_ 五、發明説明（59 ) 之後，則使碳層灰化，使該碳餍轉換成主要充滿了氧 〇2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞3 1。 在藉由以上的工程形成配線W1後，則藉由噴濺法， 在絕緣層3 0上形成碳層4 1。又，藉由噴濺法，在碳層 4 1上形成約0. 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化物 層或是矽氮化物層等）36。 在掩罩材2 6上塗佈光抗蝕層，利用PEP (照相蝕 刻工程），對該光抗蝕層進行圖案處理。又將經圖案處理 之光抗蝕層當作掩罩，對掩罩材3 6進行圖案處理。 之後使光抗蝕層剝離，將抗触層3 6當作掩罩，藉由 異方性蝕刻，對碳層4 1以及絕緣層3 0進行蝕刻。結果 ’在碳層4 1以及絕緣層3 0形成可以到達配線W1的經 由孔。之後，掩罩材3 6會被除去。 其次，如圖4 2所示，利用選擇成長法，將由鎢等之 高熔點金屬所構成的導電層3 3 a，3 3 b只埋入到經由 孔內。此外，在絕緣層3 0，32之經由孔內也可以埋入 髙熔點金屬以外的其他材料。 其次，如圖4 3所示，藉由噴漉法，在碳層4 1上以 及導電層3 3 a，3 3 b上形成絕緣層（例如矽氧化物層 )37。在此，爲了防止碳層4 1被消滅，最好不要由C VD法來形成絕緣層37。 -- 又，絕緣層3 7的厚度，當絕緣層3 7爲矽氧化物層 時，則位在〇. 01〜0.lem的範圍內，而以對於不 使絕緣層3 7發生破裂而進行灰化十分適合。但是，絕緣 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、νβ -62 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印褽 A7 B7 五、發明説明（60 ) 層3 7的最適當的厚度會因爲絕緣層3 7的種類以及性質 而有所不同。 其次，如圖4 4以及圖4 5所示，使碳層4 1灰化’ 將該碳層4 1轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳〇02之 混合氣體的空洞4 0 °至於碳層4 1的灰化’則可藉由以 下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 -4 5 0 °C，時間2小時左右）。該方法’由於使碳層4 1 轉換成二氧化碳C02的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層4 1之體稹膨脹導致絕緣層3 6 ’ 3 7發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher )。該方法，由於使碳 層4 1轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行，因此 ，其優點是可以使處理時間變短’但是相反地卻具有因爲 碳層4 1之體積的膨張而導致絕緣層3 6，3 7發生破裂 的可能性全變髙的缺點。 此外，藉著使空洞3 1，4 0在製造時與空氣接觸、 或是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，4 0內充滿空氣 〇 根據上述的製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配 線W1之溝的絕緣層，且在溝內形成配線後，使該碳層灰. 化，而轉換成充滿了氣體的空洞。 又，利用碳層作爲具有用於形成導電層（上下配線之 接觸插頭contact plug) 3 3 a ，3 3 b之經由孔的絕 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 蹲 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 317010_^_五、發明説明（61 ) 緣層，且在經由孔內形成導電層33a ’ 3. 3b後’使該 碳層灰化而轉換成充滿了空氣的空洞。 藉此，在多層配線構造的半導體裝置中，在同一層（ 左右）之配線間乃充滿了氧〇2與二氧化碳C02的混合氣 體，且在不同層（上下）之配線間也充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 又，掩罩材，在對碳層實施圖案處理後，在碳層灰化 以前會被除去。因此能夠迅速且正確地進行灰化。 圖4 6係表與本發明之_6實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成場氧化層（ 例如芴氧化層）22。而在由場氧化層2 2所包圍的元件 領域則形成有Μ Ο S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘極 23以及源極.汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5可以 由例如硼磷矽酸玻璃（B P S G )或是磷矽酸玻璃（ P S G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦，而絕緣層2 5的表面可 以藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層 25則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，2 4b的 接觸孔。 / 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以由髙熔點金屬以外之其他材料而構成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ -64 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（62 ) 配線W1被配置在絕緣層2 5上，且與導電層2 6 a. ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬28 a，28b與用於覆蓋該金靥28a，28b之底面以及 側面的U字溝狀的障壁層27a，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等之金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金 靥所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 在配線W1的上部則形成絕緣層3 0。該絕緣層3 0 係由配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1內則主要充滿了氧〇2與二 氧化碳C 0 2的混合氣體。 此外，絕緣層2 9係一用於決定配線W1之圖案者， 例如由的氧化層或是矽氮化層等所構成。絕緣層3 0除了 對於在配線W1之間設置空洞3 1時極爲重要外，對於成 爲在絕緣餍3 0上積層時之基底也極爲重要。絕緣層3 0 例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成可以到達配配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金屬所 構成的柱狀的導電層33a，33b。 但是，導電層3 3 a ，3 3 b也可以藉由髙熔點金脣. 以外的其他材料所構成。 在柱狀的導電層3 3 a，3 3 b的上部則形成有絕緣 層42，43。該絕緣層42，43係爲導電層33a， 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -65 - 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（63 ) 33b所支撐。在導電層33a，33b之間則成爲空洞 4 0。在該空洞4 0內則主要充滿了氧02與二氧化碳 C 0 2的混合氣體。 此外，絕緣層42係因爲決定導電層33a ，33b 之位置以及斷面稹者，例如由矽氧化物層或是矽氮化物 層等所構成。絕緣層3 7除了對於在導電層3 3 a， 3 3 b之間設置空洞4 0時極爲重要外，對於成爲在絕緣 層4 3上積層配線W2時之基底也非常重要。絕緣層4 3 例如是由矽氧化膜等所構成。 配線W2被配置在絕緣層4 3上，而與導電層3 3 a ，3 3b相連接》配線W2係由銅、鋁合金等之金屬 3 5 a ，3_ 5 b以及用於覆蓋該金靥3 5 a ，3 5 b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層34a，34b所構成。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金靥 所構成。又，障壁層3 4 a ，3 4 b可以由例如鈦與氮化 鈦的稹屉所構成。 在配線W2之上部形成有絕緣層36，37。該絕緣 層3 6，37則爲配線W2所支撐。而配線W2之間則成 爲空洞（cavity ) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧 02與二氧化碳C0 2的混合氣體。 絕緣層3 6係用於決定配線W2的圖案者，例如由矽 氧化物層或是矽氮化物層所構成。絕緣層3 7除了對於在 配線W2之間設置空洞3 8時極爲重要外，對於成爲在絕 紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -66 - 317010 A7 B7 經濟部中央揉準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（64 ) 緣層3 7上積層時之基底也極爲重要。絕緣層3 7例如由 矽氧化物膜等所構成。 此外，藉著使空洞31，38，40在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，38， 4 0充滿了空氣。 根據上述構造之半導體裝置’在配線W1之間形成可 以充滿了氧〇2與二氧化碳C 〇2的混合氣體或是空氣的空 洞31 ，在配線W2之間則形成充滿了氧〇2與二氧化碳 C〇2的混合氣體或是空氣的空洞3 8。 更者，在導電層33a ，33b之間，亦即，配線 W1與配線W2之間，則形成充滿了氧〇 2與二氧化碳 C 0'2的混合氣體或是空氣的空洞40。 該混合氣體或是空氣的介電率ε爲1. 0左右。藉此 ’與在同一層（左右）之配線之間之及不同層（上下）之 配線之間填滿矽氧化層等的絕緣層的情形相比較，可以大 幅地降氐介電率。 因此，能夠同時達成提升元件之稹體程度與提昇 L S I之性能的目的。 其次則說明圖4 6之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖4 7所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1之前，可藉由與上述第2實施形態之製造方法同樣盼. 方法來進行。 亦即，藉由LOCOS法，在半導體基板2 1上形成 場氧化層2 2。此外，在由場氧化層2 2所包圍的元件領 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
*1T 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -67 - 67 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（65 ) 域，則例如形成有具有閘極2 3以及源極汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板21上之整面乃形成可以完全覆蓋 MOS電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等）。之後 ，則進行化學機械所磨（CMP)，使絕緣層2 5的表面 成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5上形成 可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸孔。藉由 選擇成長法，該由鎢等之髙熔點金靥所構成的導電層 26a ，26b只埋入到絕緣層25之接觸孔內》 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 羼以'外的其他材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳厝。在此，碳層 的厚度則被設定在與L S I之內部配線的厚度相等的值（ 例如約0 7〜約0. 2vm)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 05#m厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化物層等）。 在掩罩材29上塗佈光抗蝕層，利用PEP(照相蝕 刻工程）對光抗蝕層進行圖案處理。又將經圖案處理之光 抗蝕層當作掩罩，對掩罩材2 9進行圖案處理。之後則使 光抗蝕層剝離，將掩罩材2 9當作掩罩，藉由異方性蝕刻. 對碳層進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層進行蝕刻，而定以經 P E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層進行蝕刻的理由， 本紙張尺度逍用中國國家梯準（CNS ) A4規格（2丨〇乂297公釐） I---------《i — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T -68 - 經濟部中央棵準局貝工消费合作社印裝 A7 _____B7 _ 五、發明説明（66 ) 則是與在上述第2實施形態之製造方法中所說的理由相同 0 因此，當導電層26a，26b爲髙熔點金屬時，則 是以經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，對碳層進行蝕 刻，而當導電層26 a，26b爲一不會爲1^2804與 H2〇2的藥液所腐蝕的材質時，則可以將光抗蝕層當作掩 罩，對碳層進行蝕刻。 之後，則藉由噴濺法或是CVD法，形成例如由鈦與 氮化鈦的積層所構成的障壁層27a ，27b »又藉由噴 濺法或是CVD法，在障壁層27a ，27b上形成由銅 、鋁合金等所構成的金屬層28a，28b。 —此外，配線並不限於銅、鋁等的金屬，也可以爲例^口 包含雜質的半導體、或是鎢等的髙熔點金靥。 藉化學機械研磨（CMP)，該障壁層27 a， 2 7 b以及金靥2 8 a ，2 8 b只殘留在位在碳層之間的 溝內，而形成配線W1。 此外，亦可取代CMP，而改藉由異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線W1。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0。在此，絕緣層3 0最好是 不要藉由CVD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層 3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲氧化物層時 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（67 ) ’則位在0· 01〜0 liim的範圔內，而此對於不使 絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣層 3 〇的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質而 有所不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 〇2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞31。 在藉由以上的工程形成配線W1後，則藉由噴濺法， 在絕緣層3 0上形成碳層4 1。又，藉由噴濺法，在碳層 4 1上形成約〇. 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化物 層或是矽氮化物層等）3 6 » 利用P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩 罩材4 2進行圖案處理。將該掩罩材4 2當作掩罩，藉由 異方性蝕刻，對碳層4 1以及絕緣層3 0進行蝕刻。結果 ，在碳靥4 1以及絕緣層3 0形成可以到達配線W1的經 由孔。 其次，如圖4 8所示，利用選擇成長法，該由鎢等之 高熔點金屬所構成的導電層3 3 a ，3 3 b只埋入到經由 孔內。此外，在絕緣層3 0以及碳層4 1之經由孔內則也 可以埋入髙熔點金靥以外的其他材料。 其次，如圖4 9所示，藉由噴濺法，在掩罩材4 2以 及導電層3 3 a ，3 3 b上形成絕緣層（例如矽氧化物靥. )43。在此，絕緣層43最好是不要藉由CVD法來形 成。而此是因爲在形成絕緣層4 3時的反應氣體中包含有 氧氣，因此，在形成絕緣層4 3時’碳層4 1有被除去的 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公嫠） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-70 - 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 ______B7_____ 五、發明説明（68 ) 可能使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化物層 時’則位在0. 01〜0·l#m的範圍內，而此對於不 使絕緣層4 3發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層4 3的最適當的厚度會因爲絕緣層4 3時種類或是性質 而有所不同。 其次，如圖5 0所示，藉由與在形成配線W1時所使 用之工程同樣的工程而形成配線W2。 亦即，首先，藉由噴濺法，在絕緣層4 3上形成碳層 4 4 »在此，碳層4 4的厚度則被設定在與配線W2之厚 度相等的值》藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05 4 m厚度的掩罩材3 6 (例如矽氧化物層或是矽氮化物‘層 等）。 在掩罩材36上塗佈光抗蝕層，利用PEP(照相蝕 刻工裎）對光抗蝕層進行圖案處理。又，將經圖案處理之 光抗触層當作掩罩，對掩罩材3 6進行圖案處理。 之後，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材3 6當作掩罩， 藉由異方性蝕刻對碳層4 4進行蝕刻。 藉由噴濺法或是CVD法，在絕緣厝4 3上以及掩罩 材3 6上形成例如鈦與氮化鈦的積層所構成的障壁層 3 4 a ，3 4 b 〇 ， 藉由噴濺法或是CVD法，在障壁層34a ，34b 上形成由銅、鋁合金等所構成的金靥層3 5 a ，3 5 b。 藉由化學機械研磨（CMP) ’讓障壁層34 a，34b (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 本紙張尺度適用十國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇父297公釐） 經濟部中央標準局及工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明i69 ) Λ殘留在位在碳層之間的溝內，而形成配線W2。 藉由噴濺法，在掩罩材3 6上以及配線W2上形成絕 絲1層（例如矽氧化物層）3 7。 又’絕緣層3 7的厚度，當絕緣層3 7爲矽氧化層時 ’則位在0. 01〜0.l#m的範圍內，而此對於不使 ^緣層3 7發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣層 3 7的最適當的厚度會因爲絕緣層3 7的種類或是性質而 有所不同》 其次，如圖5 1以及圖5 2所示，藉由在氧環境下的 熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1，4 4同時灰化 ’將碳層4 1轉換成主要充滿了氧02與二氧化碳<：02之 混合氣體的空洞4 0，將碳層4 4轉換成主要充滿了氧' 〇2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞3 8。 此外，藉著使空洞31，38，40在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔，也可以在空洞3 1 ，38， 4 0充滿了空氣。 根據上述之製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配 線W 1，W 2的溝的絕緣層，且在溝內形成配線之後，使 該碳層灰化，而轉換成充滿了氣體的空洞。 又，利用碳層作爲具有用於形成導電層（上下配線的 接觸插頭）33a，33b之經由孔的絕緣層，且在經由 孔內形成導電層3 3 a * 3 3 b後，使該碳層灰化，而轉 換成充滿了氣體的空洞。 藉此，在多層配線構造的半導體裝置中，在同一層（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------^-- (請先Μ讀背面之注意^項再填寫本頁) 訂 -72 - 317010 A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 ____B7五、發明説明（7()) 左右）的配線之間充滿了氧02與二氧化碳C〇2的混合氣 體或是空氣，且在不同層（上下）之配線之間也充滿了氧 02與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣。 圖5 3係表與本發明之第7實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有MO S電晶體。該MO S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MOS電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BP SG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域2 4 a，2 4 b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高溶點金屬所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由高熔點金羼以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 本紙课尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -73 - 經濟部中央標準局工消费合作社印製 A7B7五、發明説明（71 ) 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 颶所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的稹層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧02與二氧 化碳C 02的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積厝時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由氧化膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金屬所 構成的柱狀的導電層33a，33b。 但是，導電層33a，33b也可以由髙熔點金屬以 外的其他的材料所構成。 在導電層33a，33b的上部則形成有絕緣層4 3 。該絕緣層43係爲導電層33a，33b所支撐。在導 電層33a ，33b之間則成爲空洞40。在該空洞40 內則主要充滿了氧02與二氧化碳C 02的混合氣體。 絕緣層4 3除了對於在導電層3 a，3 3 b之間設 置空洞4 1時極爲重要外，對於成爲在絕緣層4 3上稹層. 配線W2時之基底也極爲重要•絕緣層4 3例如由矽氧化 膜等所構成。 __配線W2被配置在絕緣層4 3上，而與導電層3 3 a 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 -74 - 經濟部中央梯準局員工消费合作社印製 317010 at _B7_五、發明説明（72 ) ，3 3 b相連接。配線W2係由銅、鋁合金等之金靥 35a ，35b以及用於覆蓋該金屬35a ，35b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層3 4 a ，3 4 b所構成。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之髙熔點金屬 所構成。又，障壁層34a，34b可以由例如鈦與氮化 鈦的稹層所構成。 在配線W2之上部形成有絕緣層36，37。該絕緣 層3 6，37則爲配線W2所支撐。而配線W2之間則成 爲空洞（cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧 02與二氧化碳C 0 2的混合氣體。 絕緣層3 7除了對於在配線W2之間設置空洞3 8時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 7上積層時之基底也極 爲重要。 此外，藉著使空洞31，38，40在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔，可以在空洞31 ，38， 4 0充滿了空氣。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W 1之間形成可 以充滿了氧〇2與二氧化碳C 02的混合氣體或是空氣的空 洞31 ，在配線W2之間則形成充滿了氧〇2與二氧化碳 C02的混合氣體或是空氣的空洞38。 - 更者，在導電層33a ，33b之間，亦即，配線 W1與配線W2之間，則形成充滿了氧〇 2與二氧化碳 C〇2的混合氣體或是空氣的空洞40。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -75 - 經濟部中央橾準局员工消费合作社印製 A7 ,______B7_ 五、發明説明（73 ). 該混合氣體或是空氣的介電率e爲1 ..〇左右。藉此 ，與在同一層（左右）之配線之間以及不同層（上下）之 配線之間填滿矽氧化層等的絕緣層的情形相比較，可以大 幅地降氏介電率。 因此，能夠同時達成提升元件之積體程度與提昇 L S I之性能的目的。 其次則說明圖5 3之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖5 4所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1之前，可藉由與上述第3實施形態之製造方法同樣的 方法來進行。 亦即，藉由LOCO S法，在半導體基板2 1上形成 場氧化層22。此外，在由場氧化層22所包圍的元件領 域，則例如形成有具有閘極2 3以及源極《汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板21上之整面乃形成可以完全覆蓋 MOS電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等）。之後 ，則進行化學機械所磨（CMP ).，使絕緣層2 5的表面 成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5上形成 可以到達源極·汲極領域24a ，2 4b的接觸孔。藉由 選擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金屬所構成的導電層 Λ 26a ，26b只埋入到絕緣層2 5之接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他材料。 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210Χ297公釐） ~ " -76 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 317010 λ7 ____ Β7五、發明説明（74 ) 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 的厚度則被設定在與L S I之內部配線的厚度相等的值（ 例如約0. 7〜約0. 2#m)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 05vm厚度的掩 罩材2 9 (例如矽氧化物層或是矽氮化物層等）。利用 P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材2 9 實施圖案處理。將該掩罩材2 9當作掩罩，藉由異方性蝕 刻對碳層進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層進行蝕刻，而定以經 P E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層進行蝕刻的理由， 則是與在上述第2實施形態之製造方法中所說的理由相同 9 因此，當導電層26a ，26b爲高熔點金靥時，則 是以經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，對碳層進行蝕 刻，而當導電層26a，26b爲一不會爲112804與 Η 2〇 2的藥液所腐蝕的材質時，則可以將光抗蝕層當作掩 罩，對碳層進行蝕刻》 之後，則除去掩罩材2 9，藉由噴濺法或是CVD法 ，形成例如由鈦與氮化鈦的積層所構成的障壁層2 7 a， 27b。又藉由噴濺法或是CVD法，在障壁層27a ， 27b上形成由銅、鋁合金等所構成的金屬層28a，--2 8b。 此外，配線並不限於銅、鋁等的金靥，也可以爲例如 包含雜質的半導體、或是鎢等的高熔點金屬。 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -77 - 經濟部中央梯準局屬工消費合作社印製 A7 f______B7 五、發明説明ΐ75 ) 藉由化學機械研磨（CMP)，讓障壁層27a， 2 7 b以及金靥2 8 a ，2 8 b只殘留在位在碳層之間的 溝內，而形成配線W1 » 此外’亦可取代CMP，而改藉由異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線W1。 藉由噴猫法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0。在此，絕緣層3 0最好是 不要藉由CVD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣餍 3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又’絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時’則位在0. 0 1~0· 1/zm的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 〇2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞31。 在藉由以上的工程形成配線W1後，則藉由噴濺法， 在絕緣層30上形成碳層41»又，藉由噴濺法，在碳靥 4 1上形成約0. 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化物 層或是矽氮化物層等）4 2 » 在掩罩材42上塗佈光抗蝕靥’利用PEP(照相蝕 刻工程）對光抗蝕層進行圖案處理。又，將經圖案處理之 光抗蝕層當作掩罩，而對掩罩材4 2進行圖案處理。之後 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2r〇X297公釐） ' ' _ 78 _ (請先閱讀背面之注意^項再填寫本頁) 訂 317010 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（76 ) ，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材4 2當作掩罩，藉由異方 性蝕刻，對碳層4 1以及絕緣層3 0進行蝕刻。結果，在 碳層4 1以及絕緣層3 0形成可以到達經由孔。 其次，如圖5 5所示，利用選擇成長法，讓由鎢等之 高熔點金靥所構成的導電層3 3 a ，3 3 b只埋入到經由 孔內。此外，在絕緣層3 0以及碳層4 1之經由孔內則也 可以埋入高熔點金屬以外的其他材料。 其次，如圖56所示，藉由噴濺法，在掩罩材42以 及導電餍3 3 a ，3 3 b上形成絕緣靥（例如矽氧化物層 )43。在此，絕緣層43最好是不要藉由CVD法來形 成。而此是因爲在形成絕緣層4 3時的反應氣體中包含有 氧氣，因此，在形成絕緣層4 3時，碳層4 1有被除去的 可能使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化物層 時，則位在0. 01〜0. lem的範圍內，而此對於不 使絕緣層4 3發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層4 3的最適當的厚度會因爲絕緣層4 3時種類或是性質 而有所不同。 其次，如圖5 7所示，藉由與在形成配線W1時所使 用之工程同樣的工程而形成配線W2。 亦即，首先，藉由噴濺法，在絕緣層4 3上形成碳層 4 4 »在此，碳層4 4的厚度則被設定在配線W2之厚度 相等的值。藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05 Atm厚度的掩罩材3 6 (例如矽氧化物層或是矽氮化物層 本紙張尺度適用t國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） B7 五、發明説明（77 ) 等）。 之後，利用P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻 ，對掩罩材進行圖案處理。將掩罩材當作掩罩，藉由異方 性蝕刻對碳層4 4以及絕緣層4 3進行蝕刻。 除去掩罩材，藉由噴濺法或是C VD法，在配線溝 YY之內面上以及碳層4 4上形成例如由鈦與氮化鈦的稹 層所構成。 藉由噴濺法或是CVD法，在障壁層34a，34b 上形成由銅、鋁合金等所構成的金屬層35a ，35b。 藉由化學機械研磨（CMP)，該障壁層34a，34b 只殘留在位在碳層之間的溝內，而形成配線W2。 此外亦可取代CMP，而改採異方性蝕刻或是等方性 蝕刻來形成配線W2。 藉由噴濺法，在碳層4 4上以及配線W 2上形成絕緣 層（例如矽氧化物靥）3 7。 又，絕緣層3 7的厚度，當絕緣層3 7爲矽氧化物層 時，則位在0. 01〜0.l#m的範圍內’而此對於不 使絕緣層3 7發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 7的最適當的厚度會因爲絕緣層3 7的種類或是性質 而有所不同。 其次，如圖5 8以及圚5 9所示’藉由在氧環境下的 熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ，44同時灰化 ，將碳層4 1轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C 02之 混合氣體的空洞4 0，將碳層4 4榑換成主要充滿了氧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇'乂297公釐） 請 閲 讀 背 面 意 事 項 頁 經濟部中央揉準局員工消作社印製 -80 - 317010 Λ7 B7 ________ _____________ — -__ 五、發明説明（78 ) 02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 8。 此外，藉著使空洞3 1 ，38，40在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔，也可以在空洞3 1 ，3 8， 4 0充滿了空氣。 根據上述之製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配 線W1 ，W2的溝的絕緣層，且在溝內形成配線之後，使 該碳靥灰化，而轉換成充滿了氣體的空洞。 .又，利用碳層作爲具有用於形成導電層（上下配線的 接觸插頭）3 3 a ，3 3 b之經由孔的絕緣層，且在經由 孔內形成導電層33a，33b後，使該碳層灰化，而轉 換成充滿了氣體的空洞。 藉此，在多層配線構造的半導體裝置中，在同一層（ 左右）的配線之間充滿了氧〇 2與二氧化碳CO 2的混合氣 體或是空氣，且在不同餍（上下）之配線之間也充滿了氧 〇2與二氧化碳C 02的混合氣體或是空氣。 又，掩罩材，在對碳餍實施圖案處理後’在使碳層灰 化之前被除去。因此，能夠迅速且正確地使碳層灰化。 圚6 0係表與本發明之第7實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ Ο S電晶體則具有閘 極23以及源極.汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ~ -81 - 請先閱讀背面之注意事項再填r> 本頁) -裝 、va 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（79 ) 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域2 4 a ，2 4 b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由高熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a，28b以及用於覆蓋該金屜28a，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁餍27a，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥’其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 靥所構成。又，障壁層2 7 a，2 7 b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 經濟部中央橾準局貝工消費舍作社印褽 在配線W1的上部則形成有絕緣層29 ’ 30 °該絕 緣層3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞 (cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二 氧化碳C 0 2的混合氣體。 此外，絕緣厝2 9係用於決定配線W1的圖案者’例 如由矽氧化物層或是矽氮化物層等的構成* 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X297公釐） M.濟部中央標準局貝工消費合作社印製 317010 A7_____B7五、發明説明（80 ) 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時的基底也極 爲重要》絕緣層3 0例如由氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成有由銅、鋁合金等金靥 層35a，35b以及用於覆蓋該金属層35a，35b 之底面與側面的障壁層34a，34b所構成之配線W2 〇 ，此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金屬，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金屬 的構成。又，障壁層34a，34b可例如由鈦與氮化鈦 Λ 的稹層所構成。 在配線W2之上部與下部之間則形成有障壁層（例如 矽氧化層）4 3 »該絕緣餍4 3係由配線W2所支撐。配 線W2的下部呈柱狀，又，配線W2的上部呈線狀，而被 配置在絕緣層4 3上。 在配線W2上則形成有絕緣層（例如矽氧化物層） 3 7。配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W2 之間）乃成爲空洞（cavity) 4 0。在該空洞4 0內則主 要充滿了氧◦ 2與二氧化碳C 0 2的混合氣體》 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）乃成爲 空洞3 8。在該空洞3 8內主要充滿了氧02與二氧化碳 C ◦ 2的混合氣體。 此外，藉著使空洞3 1 ，38，40在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔，可以在空洞31，38， ^紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇X_297公釐） "-83 - b/ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（81 ) 4 0充滿了空氣。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W 1之間形成可 以充滿了氧〇2與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣的空 洞31，在配線W2之間則形成充滿了氧02與二氧化碳 C02的混合氣體或是空氣的空洞3 8。 更者，在導電層33a，33b之間，亦即，配線 W1與配線W 2之間，則形成充滿了氧02與二氧化碳 C02的混合氣體或是空氣的空洞4 0。 該混合氣體或是空氣的介電率e爲1. 0左右。藉此 ，與在同一靥（左右）之配線之間之及不同層（上下）之 配線之間填滿矽氣化層等的絕緣層的情形相比較，可以大 幅地降氐介電率。 因此，能夠同時達成提升元件之稹體度與提昇L S I 之性能的目的。 其次則說明圇6 0之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖61所示，到在絕緣層25上形成配線 W1之前，可藉由與上述第2實施形態之製造方法同樣的 方法來進行。 亦即，藉由LOCOS法，在半導體基板2 1上形成 場氧化層2 2。此外，在由場氧化層2 2所包圍的元件領 域，則例如形成有具有閘極2 3以及源極·汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板21上之整面乃形成可以完全覆蓋 MOS電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等）。之後 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 本 頁 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -84 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ____B7_ 五、發明説明（82 ) ’則進行化學機械所磨（CMP)，使絕緣層2 5的表面 成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層25上形成 可以到達源極.汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由 選擇成長法，讓由鎢等之高熔點金靥所構成的導電層 26a ，26b只埋入到絕緣層25之接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 的厚度則被設定在與L S I之內部配線的厚度相等的值（ 例如約0. 7〜約0 2/zm)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 0 5#m厚度的'掩 罩材29 (例如矽氧化物層或是矽氮化物層等）。 在掩軍材2 9上塗佈光抗蝕層，利用P E P照相蝕刻 工程），對光抗蝕層進行圖案處理。又，將經圖案處理之 光抗蝕層當作掩罩，對掩罩材2 9進行圖案處理。之後， 則使抗蝕層剝離，對掩罩材2 9當作掩罩，藉由異方性蝕 刻對碳層進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層進行蝕刻，而定以經 P E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層進行蝕刻的理由， 則是與在上述第2實施形態之製造方法中所說的理由相同 〇 因此，當導電層26a ，26b爲高熔點金靥時，則 是以經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，對碳層進行蝕 本紙浪尺度逋用中國國家標隼（CNS ) Μ規格（210X29·?公釐~ -85 - (請先閲讀背面之注意事項再h本莧) .裝. 訂 B7 五、發明説明（83 ) 刻’而當導電層26a ，26b爲一不會爲^125〇4與 ^^2〇2的藥液所腐蝕的材質時，則可以將光抗蝕層當作掩 罩’對碳層進行蝕刻。 之後，則藉由噴濺法或是C VD法，形成例如由鈦與 氮化鈦的稹層所構成的障壁層27a ，27b。又藉由噴 濺法或是CVD法，在障壁層27a ，27b上形成由銅 、鋁合金等所構成的金靥層28a，28b。 .此外，配線並不限於銅、鋁等的金屬，也可以爲例如 包含雜質的半導體、或是鎢等的高熔點金屬。 藉由化學機械研磨（CMP)，該障壁層27a， 2 7 b以及金屬2 8 a，2 8 b只殘留在位在碳層之間的 溝內，而形成配線W1。此外，亦可取代CMP，而改採 異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線W1。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0 »在此，絕緣層3 0最好是 不要藉由C VD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層 輕濟部中央榡率局I®：工消費合作社印製 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層 3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在0. 01〜0. lvm的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） 317010 A7 B7 五、發明説明（84 ) 0 2與二氧化碳C 0 2之混合氣體的空洞 在藉由以上之工程而形成配線w1 ，在絕緣層30上形成碳層41。又， 層4 1上形成約0. 0 5 μιη厚度的絕 物層）4 3。 此外，絕緣層4 3最好是不要藉由 而此是因爲在形成絕緣層4 3時的反應 ，因此，在形成絕緣層3 0時，碳層4 使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層 ，則位在0. 01〜0. 1/zm的範圍 絕緣層4 3發生破裂而進行灰化非常適 4 3的最適當的厚度會因爲絕緣層4 3 有所不同。 接著，則藉由噴濺法，在絕緣層4 3 1。 後，則藉由噴濺法 藉由噴濺法，在碳 緣餍（例如矽氧化 c v D法而形成。 氣體中包含有氧氣 1有被除去的可能 43爲矽氧化厝時 內，而此對於不使 合。但是，絕緣餍 的種類或是性質而 3上形成碳層4 4 请 先 閱 讀 背 it 之 注 意 事 項 再 本 頁 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 之後則對碳層4 4實施圖案處理，在碳層4 4上設置 用於形成配線的溝。對於碳層4 4的圖案處理則有利用 P E P (照相蝕刻工程）與R I E的方法以及將經過 P E P與R I E所加工的掩罩材當作掩罩而進行圖案處理 的工程方法》 在本實施例中，則就利用P E P與R I E的方法加以 說明。亦即，在碳層4 4上形成光抗蝕層4 5。在對光抗 蝕層4 5進行圖案處理後，將該光抗蝕層4 5當作掩罩， 表紙張尺度適用十國囤家梯準（CNS )八4規格（210X297公廣） 87 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 __B7五、發明説明（85 ) 藉由異方性蝕刻對碳層4 4進行蝕刻，而在碳層4 4上形 成溝。 之後，則利用H2s 〇2與h2o2的藥液來除去光抗蝕 層4 5。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層，因此該氧電 漿處理並未被應用在光抗蝕層4 5的剝離上。 其次，如圖6 2所示，在碳層4 4上再形成光抗蝕靥 4 6 »在對光抗蝕層4 6實施圖案處理後，將該光抗蝕層 4 0當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對露出於溝之底部的絕 緣層4 3以及碳層4 1進行蝕刻。 之後，則利用H2S 04與112〇2的藥液來除去光抗蝕 層4 6。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層4 6，因此該 氧電漿處理至未被應用在光抗蝕層46的剝離上。 其次，如圖6 3所示，利用異方性蝕刻，對露出於溝 之底部的絕緣層3 0進行蝕刻，而形成可以到達配線W1 的經由孔。 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層4 4上，位在碳層 4 4之間的溝內以及碳餍4 1之經由孔內形成例如由鈦與 氮化鈦的稹層所構成的障壁層3 4。又’藉由噴濺法或是 CVD法，在障壁層3 4上形成由銅、鋁合金等所構成的 金靥層3 5。 其次，如圖6 4所示，藉由化學機械研磨（CMP ) 或是蝕刻分別使障壁層3 4 a ，3 4 b以及金屬層3 5 a ，3 5 b殘留在位在碳層4 4之間的溝內以及碳層4 1的 經由孔內。 本紙银尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -88 - 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 A7 ______B7五、發明説明（86 ) 又，藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05以m 厚度的絕緣層（例如矽氧化層）3 7。 此外，絕緣層37，43的厚度，當絕緣層37， 43係由矽氧化物層所構成時，則位在〇. 01〜0.1 4 m的範圍內，而此對於不使絕緣層3; 7，4 3發生破裂 而進行灰化非常適合。但是絕緣層37，43之最適當的 厚度則因爲絕緣靥3 7，4 3的種類或是性能會有所不同 〇 其次，如圖6 5以及圖6 6所示，藉由在氧環境下的 熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ，4 4同時灰化 ，而使碳靥4 1轉換成主要充滿了氧0 2與二氧化碳C 02 之混合氣體的空洞4 0，而使碳層4 4轉換成主要充滿了 氧02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 8。 此外，藉著使空洞3 1 ，38，40在製造時與空氣 接觸或是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，38 ’ 40 內充滿了空氣》 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 Wl ，W2的溝或是經由孔的絕緣層，且當在溝內以及經 由孔內形成配線後，使該碳層灰化，而轉換成充滿了氣體 的空洞。 又，配線W2 ，由於不使用接觸插頭（Contact plug )，而直接連接到配線W 1 ’因此與上述第2〜第7實施 形態之製造方法相比較’可以大幅地減少工程數目。 藉此，在多層配線構造之半導體裝置中’在同一層（ 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 養 訂 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -89 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 _____B7____五、發明説明（87 ) 左右）的配線之間會充滿了氧0 2與二氧化碳C02的混合 氣體或是空氣，且在不同層（上下）的配線之間也會充滿 了氧02與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣。 圖6 7係表與本發明之第9實施形態有關的半導體裝 置。 在半導體基板（例如矽晶圖）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化餍）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有MO S電晶體。該MO S電晶體則具有閘 極23以及源極.汲極領域24a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金屬所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電靥26a ，26b也 可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電餍2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a，28b以及用於覆蓋該金屬28a，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 請 先 閱 背 ιέ 之 注 意 事 項 再 頁 訂 各紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -90 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7五、發明説明（88 ) 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層27a ，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 在配線W 1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣餍 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞31時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由銅、鋁合金等之金羼 層35a ，35b以及用於覆蓋該金靥層35a ，35b 之底面與側面之障壁層34a ，34b所構成的配線W2 〇 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金屬 的構成。又，障壁層34a ，34b可例如由鈦與氮化鈦 的積層所構成。 在配線W2之上部與下部之間則形成有絕緣層（例如 矽氧化層）43。該絕緣層43係由配線W2所支撐。配 線W2的下部呈柱狀，又，配線W2的上部呈線狀，而被 配置在絕緣層4 3上。 在配線W2上則形成有絕緣層（例如矽氧化物層） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 317010 A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消費舍作社印製 五、發明説明（89 ) 3 7。配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W2 之間）乃成爲空洞（cavity) 4 0 °在該空洞4 0內則主 要充滿了氧02與二氧化碳C 02的混合氣體。 配線W2之上部之間（左右之配線w 2之間 > 乃成爲 空洞3 8。在該空洞3 8內主要充滿了氧〇 2與二氧化碳 C Ο 2的混合氣體。 此外，藉著使空洞3 1 ，38，40在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔’可以在空洞3 1 ’ 38 ’ 4 0充滿了空氣。 根據上述構造之半導體裝置’在配線W 1之間形成可 以充滿了氧〇2與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣的空 洞31，在配線W2之間則形成充滿了氧〇2與二氧化碳 C02的混合氣體或是空氣的空洞3 8 » 更者，在導電餍35a，35b之間，亦即，配線 W1與配線W2之間，則形成充滿了氧〇 2與二氧化碳 C Ο 2的混合氣體或是空氣的空洞4 0。 該混合氣體或是空氣的介電率e爲1. 0左右。藉此 ，與在同一層（左右）之配線之間之及不同層（上下）之 配線之間填滿矽氧化層等的絕緣層的情形相比較，可以大 幅地降氐介電率〃 因此，能夠同時達成提升元件之積體度與提昇L S I 之性能的目的。 其次則說明圖6 7之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖6 8所示，到在絕緣層2 5上形成配線 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 i k紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -Q9 — 317010 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __ B7_五、發明説明（9〇 ) W1之前，可藉由與上述第2實施形態之製造方法同樣的 方法來進行。 亦即，藉由LOCOS法，在半導體基板2 1上形成 場氧化層2 2。此外，在由場氧化層2 2所包圍的元件領 域，則例如形成有具有閘極2 3以及源極·汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板21上之整面乃形成可以完全覆蓋 M0S電晶體的絕緣層（BPSG或是PSG等）。之後 ，則進行化學機械所磨（CMP)，使絕緣層25的表面 成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層25上形成 可以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由 選擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金靥所構成的導電層 26a ，26b只埋入到絕緣層25之接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 屬以外的其他材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳餍 的厚'度則被設定在與L S I之內部配線的厚度相等的值（ 例如約0 7〜約0. 2//m)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約0. 05ym厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化物層）。利用P E P ( 照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材進行圖案處理 。將該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層進行蝕刻 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -93 - A7 ____B7_五、發明説明（91 ) 此外’不藉由P E P直接對碳靥進行蝕刻，而定以經 p E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層進行蝕刻的理由， 則是與在上述第2實施形態之製造方法中所說的理由相同 請 先 閲 讀 背 之 注 意
I 旁 裝 訂 經濟部中央標準局貝工消作社印裝 因此，當導電層26a， 是以經P E P加工之掩罩材2 刻，而當導電層26a，26 H2〇2的藥液所腐蝕的材質時 罩，對碳層進行蝕刻。 之後，則藉由噴濺法或是 氮化鈦的稹層所構成的障壁餍 濺法或是CVD法，在障壁靥 、鋁合金等所構成的金屬層2 此外，配線並不限於銅、 包含雜質的半導體、或是鎢等 藉由化學機械研磨（CM 27b以及金屬28a ，28 溝內，而形成配線W1。此外 異方性蝕刻或是等方性蝕刻來 藉由噴濺法，在碳層2 9 層（例如矽氧化物層）3 0 ^ 要藉由CVD法而形成。而此 時的反應氣體中包含有氧氣， ，碳層有被除去的可能使然。 2 6 b爲高熔點金靥時，則 9當作掩罩，對碳層進行蝕 b爲一不會爲h2S 04與 ’則可以將光抗蝕層當作掩 CVD法，形成例如由鈦與 27a，27b。又藉由噴 27a，27b上形成由銅 8 a · 2 8 b。 鋁等的金屬，也可以爲例如 的高熔點金屬。 P)，該障壁層27a ， b只殘留在位在碳層之間的 ，也可取代CMP，而改採 形成配線W 1。 上以及配線W1上形成絕緣 在此，絕緣層3 0最好是不 是因爲，在形成絕緣層3 0 因此，在形成絕緣層3 0時 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（2〖0X297公瘦） 經濟部中央標準局貝工消作社印製 317010 A7 ______B7_五、發明説明（92 ) 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在0. 0 1~0. Ιμπι的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生碎裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 02與二氧化碳C0 2之混合氣體的空洞3 1。 ,在藉由以上之工程而形成配線W1後’則藉由噴濺法 ，在絕緣曆30上形成碳餍41。又，藉由噴濺法，在碳 層4 1上形成約〇. 0 5 Min厚度的絕緣層（例如矽氧化 物靥）4 3。 此外，絕緣層4 3最好是不要藉由CVD法而形成。 而此是因爲在形成絕緣層4 3時的反應氣體中包含有氧氣 ，因此，在形成絕緣層3 0時，碳層4 1有被除去的可能 使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化層時 ，則位在0. 0 1〜0. l#m的範圍內，而此對於不使 絕緣層4 3發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣餍 4 3的最適當的厚度會因爲絕緣層4 3的種類或是性質而 有所不同。 接著，則藉由噴濺法，在絕緣層4 3上形成碳層4 4 〇 之後則對碳層4 4實施圖案處理，在碳層4 4上設置 用於形成配線的溝。對於碳層4 4的圖案處理則有利用 (請先閲讀背面之注意事項再如寫本頁) .装. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消# 合作社印製 五、發明説明（93 ) P E P (照相蝕刻工程）與R I E的方法以及將經過 P E P與R I E所加工的掩罩材當作掩罩而進行圖案處理 的工程方法。 在本實施例中，則就利用P E P與R I E的方法加以 說明》亦即，在碳層4 4上形成光抗蝕層4 5。在對光抗 蝕層4 5進行圖案處理後，將該光抗蝕層4 5當作掩罩’ 藉由異方性蝕刻對碳層4 4進行蝕刻，而在碳層4 4上形 成，溝。 之後，則利用^125 02與H20 2的藥液來除去光抗蝕 層4 5 »此外，由於氧電漿處理會消滅碳層，因此該氣電 榮處理並未被應用在光抗蝕層4 5的剝離上。 其次，如圖6 9所示，在碳層4 4上再形成光抗蝕層 4 6。在對光抗蝕層6 0實施圖案處理後，將該光抗蝕層 4 0當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對露出於溝之底部的絕 緣層4 3以及碳餍4 1進行蝕刻。 之後，則利用只25 04與11202的藥液來除去光抗蝕 層4 6 »此外，由於氧電漿處理會消滅碳層4 6，因此該 氧電漿處理至未被應用在光抗蝕層4 6的剝離上。 其次，如圖7 0所示，利用異方性蝕刻，對露出於溝 之底部的絕緣層3 0進行蝕刻，而形成可以到達配線W1 的經由孔。 藉由噴濺法或是C VD法，在碳層4 4上，位在碳層 4 4之間的溝內以及碳層4 1之經由孔內形成例如由鈦與 氮化鈦的積靥所構成的障壁層3 4。又，藉由噴濺法或是 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -96 - B7 五、發明説明（94 )
CvD法，在障壁層3 4上形成由銅、鋁合金等所構成的 金鵰層3 5。 其次，如圖7 1所示，藉由化學機械研磨（CMP) 或是蝕刻分別使障壁層34a ，34b以及金靥層3 5 a ’ 3 5b殘留在位在碳層4 4之間的溝內以及碳層4 1的 經由孔內。 又，藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05vm 厚摩的絕緣層（例如矽氧化物層）3 7。 此外，絕緣層37，43的厚度，當絕緣厝37 ’ 43係由矽氧化物餍所構成時，則位在〇· 〇1〜0· 1 以m的範圍內，而此對於不使絕緣層3 7，4 3發生破裂 而進行灰化非常適合。但是絕緣層37，43之最適當的 厚度則因爲絕緣層3 7，4 3的種類或是性能會有所不同 〇 其次，如圖7 2以及圖7 3所示，藉由在氧環境下的 熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ，4 4同時灰化 經濟部中央標準局員工消作社印裒 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，而使碳層4 1轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C 02 之混合氣體的空洞4 0，而使碳層4 4轉換成主要充滿了 氧〇2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞38。 此外，藉著使空洞31 ，38，40在製造時與空氣 接觸或是在封裝上設置孔，可以在空洞3 1 ，38，40 內充滿了空氣。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1，W2的溝或是經由孔的絕緣層，且當在溝內以及經 本紙張尺度適用中國國家揉举（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） A7 B7 317010 五、發明説明（95 ) 由孔內形成配線後，使該碳層灰化’而轉換成充滿了氣體 的空洞。 又，配線W 2，由於不使用接觸插頭（Contact plug )，而直接連接到配線W1，因此與上述第2〜第7實施 形態之製造方法相比較，可以大幅地減少工程數目。 藉此，在多層配線構造之半導體裝置中，在同一層（ 左右）的配線之間會充滿了氧〇2與二氧化碳C02的混合 氣_或是空氣，且在不同層（上下）的配線之間也會充滿 了氧02與二氧化碳C 02的混合氣體或是空氣。 又，掩罩材，在對碳層實施圖案處理後，在使碳層灰 化以前會被除去。因此能夠迅速且正確地使碳層灰化。 圖7 4至圖7 6係表與本發明之第1 0實施形態有關 的半導體裝置。 該半導體裝置，如圖7 4所示，乃被形成爲在晶圓 4 7上所形成的多個晶片4 8 ^ 請參照圖7 6來說明與本實施形態有關的半導體裝置 〇 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有MO S電晶體。該MO S電晶體則具有閘 極23以及源極.汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋M OS電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（B P SG )或是磷矽酸玻璃（p S G )等所構成。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公董） -98 - A7 B7 經濟部中央梂準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（96 ) 絕緣層2 5的表面乃呈平坦》該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金屬所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金颶以外的其他材料而構成。 .配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a，28b以及-於覆蓋該金靥28a，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層27a，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成》又，障壁層27a ，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的稹靨等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層2 9 ，30。該絕 緣層29 ，30爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成 爲空洞（cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧 02與二氧化碳C 02的混合氣體》 此外，絕緣層2 9係用於配線W1之圖案者，例如由 矽氧化物層或是矽氮化層等所構成。絕緣層3 0除了對於 在配線W 1之間設置空洞3 1時極爲重要外，對於成爲在 絕緣層3 0上積層時的基底也極爲重要。絕緣層3 0例如 由矽氧化物膜等所構成。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再J裝 1 訂 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ____B7 五、發明説明（9?) 在絕緣層3 0上形成絕緣層3 2。該絕緣層3 2例如 由矽氧化層所構成。在絕緣層3 2則形成可以到達配線 W 1的接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金屬所構成的 導電層33a ，33b。但是導電厝33a ，33b也可 以由高熔點金屬以外的其他材料所構成》 配線W2被配置在絕緣層3 2上，而與導電靥3 3 a ’.3 3b相連接。配線W2係由銅、鋁合金等的金靥靥 35a ，35b與用於覆蓋該金屬層35a ，35b之底 面與側面的U字溝狀的障壁層34a ，34b所構成》 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等之金屬，也可 以藉由例如包含雜質之多矽的半導體、鎢等之高熔點金羼 所構成。又，障壁層34a，34b可以藉由例如鈦與氮 化鈦的稹層等所構成。 在配線W2的上部形成有絕緣層3 6，3 7。該絕緣 層36，37係由配線W2所支撐，而配線W 2之間則成 爲空洞（cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧〇 2與二氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層3 6係用於決定配線W2之圖案者，例 如由矽氧化層或是矽氮化層等所構成。絕緣層3 7除了對 於在配線W2之間設置空洞3 8時極爲重要外，對於成爲 在絕緣層3 7上稹層時之基底也極爲重要。絕緣層3 7例 如由矽氧化物膜等所構成。 又，在各晶片4 8的周緣則沿著該晶片的周緣形成有 . - -- - ~ 1 本紙張尺度通用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -100 - B7 五、發明説明（98 ) 環狀的保護環G。該保護環G係由：形成在空洞3 1之障 壁層2 7 C與金羼層2 8 C，形成在空洞3 8之障壁層 34C與金屬層35C、以及形成在絕緣層30，32之 中的導電層3 3 C所構成。 形成在空洞3 1之障壁層2 7 C與金屬層2 8 C則具 有與配線W1相同的構造，而形成在空洞3 8之障壁層 3 4 C與金靥層3 5 C則具有與配線W2相同的構造，而 形，成在絕緣層3 0，3 2之中的導電層3 3 C則具有與導 電層（接觸插頭）33a，33b相同的構造。 此外，如圖7 7所示，也可以不設置在絕緣靥3 0， 32中的導電層33C。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W 1之間則形成 有充滿了氧〇2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞3 1 ， 而在配線W2之間則形成有充滿了氧〇2與二氧化碳C 〇2 之混合氣體的空洞3 8。 該混合氣體的介電率s爲1. 0左右，因此與在配線 W 1之間以及配線W 2之間填滿矽氧化物層等之絕緣餍的 情形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此可以同時達成提升元件之積體程度以及提昇 LSI之性能的目的。 更者，在晶片4 8的周緣形成有環狀的環G。因 此，在自晶圚切出各晶片後，可以避免水分h2o自晶圓 的周緣經由空洞3 1 ，38到達配線W1 ’W2之情況發 生。 本紙悵尺度適用中國國家棟準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 請 先 閱 讀 背 ιέ 之 注 項
頁 經濟部中央標準局貞工消費合作社印裝 101 31701ο A7 B7 經濟部中夬標準局男工消£11作社印製 五、發明説明（99 ) 亦即，藉由設置保護環G，可以保護晶片內的配線 W1 ，W2受到水分H20的侵入^ 又，本實施形態之半導體裝置可以藉由利用上述第2 實施形態中的製造方法而容易形成》 圖78以及圖79係表與本發明之第11實施形態有 關的半導體裝置。 該半導體裝置，如圚7 4所示，係被形成在晶圚4 7 上.之各晶片4 8上。 請參照圖7 8來說明與本實施形態有關的半導體裝置 〇 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極.汲極領域24a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣餍2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP)而成爲平坦•在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極.汲極領域2 4 a ’ 2 4 b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由髙熔點金靥以外的其他材料而構成。 請 先 聞 讀 背 ιέ 注 項 再 寫 本 頁 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -102 - 102 _B7_五、發明説明（100 ) 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電餍2 6 a ，2 6 b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層2 7a ，2 7b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮牝鈦的稹層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層29，30。該絕 緣層3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞 (cavity) 3 1 »在該空洞3 1則主要充滿了氣02與二 氧化碳co2的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0上形成絕緣層3 2。該絕緣層3 2例如 由矽氧化層所構成。在絕緣層3 2則形成可以到達配線 W 1的接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金靥所構成的 導電層33a ，33b。但是導電層33a，33b也可 以由高熔點金靥以外的其他材料所構成。 配線W 2被配置在絕緣層32上，而與導電層33a ，33b相連接。配線W2係由銅、鋁合金等的金屬層 35a ，35b與用於覆蓋該金雇層35a ，35b之底 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -103 - 317010 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費哈作社印製 五、發明説明（101 ) 面與側面的U字溝狀的障壁層34a ，34b所構成。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等之金靥，也可 以藉由例如包含雜質之多矽的半導體、鎢等之髙熔點金層 所構成。又，障壁層34a，34b可以藉由例如鈦與氮 化鈦的稹層等所構成》 在配線W2的上部形成有絕緣靥3 7。該絕緣層3 7 係由配線W2所支撐，而配線W2之間則成爲空洞（ cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧與二氧 化碳C 0 2的混合氣體* 絕緣層3 7除了對於在配線W2之間設置空洞3 8時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 7上積層時之基底也極 爲重要。絕緣厝37例如由矽氧化物膜等所構成。 又，在各晶片4 8的周緣則沿著該晶片的周緣形成有 環狀的保護環G。該保護環G係由：形成在空洞3 1之障 壁層2 7 C與金屬層2 8 C，形成在空洞3 8之障壁層 34C與金靥層3 5 C、以及形成在絕緣層30 ’ 32之 中的導電層33C所構成。 形成在空洞3 1之障壁層2 7 C與金靥層2 8 C則具 有與配線W1相同的構造，而形成在空洞3 8之障壁層 3 4 C與金屬層3 5 C則具有與配線W2相同的構造’而 形成在絕緣層3 0，3 2之中的導電層3 3 C則具有與導 電層（接觸插頭）3 3 a ，3 3 b相同的構造。 此外，如圖7 9所示，也可以不設置在絕緣層3 0 ’ 32中的導電層33C。 請 先 閱 讀 背 ιδ 意 事 項 再 頁 裝 訂 私紙張尺度適用中國國家椹準（CNS ) Α4規格（2丨〇X297公釐） 五、 發明説明（1〇2 ) 根 據 上 述 構 造 之 半 導 體 裝 置 » 在 配 線 W 1 之 間 則 形成 有 充 滿 了 氧 〇 2! 每： 二氧化碳< :〇2 之 混 合 氣 體 的 空 洞 3 1， 而 在 配 線 W 2 之 間 則 形 成 有 充 滿 了 氧 0 2與二氧化碳C 0 2 之 混 合 氣 體 的 空 洞 3 8 〇 該 混 合 氣 體 的 介 電 率 £ 爲 1 0 左 右 » 因 此 與 在 配線 W 1 之 間 以 及 配 線 W 2 之 間 填 滿 矽 氧 化 物 厝 等 之 絕 緣 層的 情 形 相 比 較 9 可 以 大 幅 地 降 低介 電 率 〇 因 此 可 以 同 時 達 成 提升 元 件 之 積 體程 度 以 及 提 昇 L S I 之 性 能 的 巨 的 〇 更 者 在 晶 片 4 8 的 周 緣 形 成 有 環 狀 的 保 護 環 G 。因 此 在 白 晶 園 切 出 各 晶 片 後 可 以 避 免 水 分 Η 2 0自晶圓 的 周 緣 經 由 空 洞 3 1 3 8 到 達 配 線 W 1 W 2 之 情 況發 生 0 亦 即 藉 由 設 置 保 護 環 G 可 以 保 護 晶 片 內 的 配 線. W 1 W 2 受 到 水 分 Η 2〇的侵入 又 t 本 實 施 形 態 之 半 導 體 裝 置 可 以 藉 由 利 用 上 述 第3 實 施 形 態 中 的 製 造 方 法 而 容 易 形 成 0 圚 8 0 係 表 與 本 發 明 之 第 1 2 實 施 形 態 有 關 的 半 導體 裝 置 〇 該 半 導 體 裝 置 > 如 圖 7 4 所 示 係 被 形 成 在 晶 圖 4 7 ± 之 各 晶 片 4 8 上 〇 請 參 照 圖 8 0 來 說 明 與 本 實 施 形 態 有 關 的 半 導 髖 裝置 〇 在 半 導 體 基 板 ( 例 如 矽 晶 圖 ) 2 1 上 形 成 有 場 氧 化層 請 先 閱 面 之 注 項 再 寫 本 頁 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
-105 - Μ Β7 五、發明説明（ι〇3 ) (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24 a，24b。 請 先 閱 背 面 之 注 意 事 項 再 填， 5裝 頁 絕緣層2 5則覆蓋MOS電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（B P S G )或是磷矽酸玻璃（p s G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣靥2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔》 經濟部中央樣準局員工消ΪΒ作社印製 金屬所構成的 a，2 6 b 也 〇 導電層2 6 a 等之金屬 ，2 8 b之底 b所構成》 的金屬，其也 等之高熔點金 以由例如鈦與 ，3 0。該絕 間則成爲空洞 了氧0 2與二 訂 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點 導電層26a，26b»但是，導電層26 可以藉由髙熔點金屬以外的其他材料而構成 配線W1被配置在絕緣餍2 5上，而與 ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金 28a，28b以及用於覆蓋該金屬28a 面與側面之U字溝狀的障壁贗27a ，27 此外*配線W1並不限於銅、鋁合金等 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢 屬所構成。又，障壁層27a ，27b則可 氮化鈦的稹層等所構成。 在配線W 1的上部則形成有絕緣層2 9 緣層3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之 (cavity ) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -106 - 翅濟部中夬榡隼局貝工消t作衽印装 A7 B7 ‘ _________________ - _____ — 五、發明説明（i〇4) 氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層2 9係用於決定配線W1之圖案，例如 由矽氧化物層或是矽氮化物層等所構成。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣靥3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣曆3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在.該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金屬所 構成的柱狀的導電層33a，33b » 但是，導電層33a，33b也可以由高熔點金羼以 外的其他的材料所構成。 在柱狀的導電層3 3 a，3 3 b的上部則形成有棚狀 的絕緣層36，37。該絕緣層36，37係爲導電層 33a，33b所支撐。在柱狀導電層33a，33b之 間則成爲空洞4 0。在該空洞4 0內則主要充滿了氧02 與二氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層36係用於決定導電層33a，33b 之位置以及斷面稹者，例如由矽氧化物層或是矽氮化物層 等所構成。絕緣層3 7除了對於設置空洞4 0時極爲重要 外’對於成爲在絕緣層3 7上稹層配線時之基底也非常重 要。絕緣層3 7例如是由矽氧化物膜等所構成。 又，在各晶片4 8之周緣則沿著該晶片的周緣形成環 狀的保護環G，該保護環G係由形成在空洞3 1之障壁層 2 7 C與金屬層2 8 C、以及形成在空洞4 0之導電層 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再^寫本頁) 裝.
、1T -107 - 317010 A7 B7 五、發明説明（l〇5 ) 3 3 C所構成。 形成在空洞3 1之障壁厝2 7 C與金靥層2 8 C具有 與配線W1相同的構造，而形成在空洞4 0之導電層 33C則具有與導電層（接觸插頭）33a，33b相同 的構造》 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧0 2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞31 ，而 在.導電層（上下層的接觸插頭）33 a ，33b之間也形 成有充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體的空洞4 0 經濟部中央標準局貝工消作社印製 該混 W 1之間 等之絕緣 因此 L S I之 更者 此，在自 的周緣經 3 3a， 亦即 W 1 ，W 又， 實施形態 圖8 合氣體 以及導 層的情 可以同 性能的 •在晶 晶圓切 由空洞 3 3b ，藉由 2受到 本實施 中的製 1係表 的介電率s爲1. 〇 電餍 33a，33b 形相比較，可以大幅 時達成提升元件之稹 目的。 片4 8的周緣形成有 出各晶片後，可以避 3 1 ，4 0到達配線 之情況發生。 設置保護環G，可丛 左右，因此與在配線 之間填滿矽氧化物餍 地降低介電率* 體程度以及提昇 環狀的保護環G。因 免水分Η 2 0自晶圖 W 1以及導電層 保護晶片內的配線 水分Η 2〇的侵入。 ..............^ 形態之半導體裝置可以藉由利用上述第4 造方法而容易形成。 與本發明之第13實施形態有關的半導體 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -1ΠΛ - 108 A7 B7 經濟部中央標準局員工消ίΒ作社印製 五、發明説明（i〇6 ) 裝置。 該半導體裝置，如圖7 4所示，係被形成在晶圖4 7 上之各晶片4 8上。 請參照圖81來說明與本實施形態有關的半導體裝置 〇 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化餍2 2所包圍之元 件領域則形成有MO S電晶體。該MO S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a ，24b » 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（B P S G )或是磷矽酸玻璃（P S G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電餍26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由高熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣靥2 5上，而與導電層2 6 a ，2 6 b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 請 先閱讀背 ιέ 之 注 寒 項再 J裝頁 訂 本紙浪尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消作社印装 A7 _____B7__五、發明説明（107 ) 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的稂層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層29，30。該絕 緣厝3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞 (cavity ) 3 1 »在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二 氧化碳C 02的混合氣體》 .絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氣化物膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金屬所 構成的柱狀的導電靥33a ，33b。 但是，導電層33a，33b也可以由高熔點金靥以 外的其他的材料所構成。 在柱狀的導電餍3 3 a，3 3 b的上部則形成有棚狀 的絕緣層36，37。該絕緣層3 6，37係爲導電層 33a，33b所支撐》在柱狀導電層33a ，33b之 間則成爲空洞4 0。在該空洞4 0內則主要充滿了氧Ο 2 與二氧化碳C Ο 2的混合氣體。 此外，絕緣層36係用於決定導電層33a ，33b 之位置以及斷面稹者，例如由矽氧化物層或是矽氮化物層 等所構成。絕緣層3 7除了對於設置空洞4 0時極爲重要 外，對於成爲在絕緣層3 7上稹層配線時之基底也非常重 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） ~ (請先閱讀背面之注意事項再Φ寫本頁) -裝· 訂 -110 - 317030 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（丨〇8 ) 要。絕緣層37例如是由矽氧化物膜等所構成。 又，在各晶片4 8之周緣則沿著該晶片的周緣形成環 狀的保護環G，該保護環G係由形成在空洞3 1之障壁層 2 7 C與金屬靥2 8 C、以及形成在空洞4 0之導電層 3 3 C所構成。 形成在空洞3 1之障壁層2 7 C與金屬層2 8 C具有 與配線W1相同的構造，而形成在空洞4 0之導電層 3.3 C則具有與導電層（接觸插頭）33a ，33b相同 的構造。 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 ，而 在導電層（上下餍的接觸插頭）33a ，33b之間也形 成有充滿了氧〇2與二氧化碳C 0 2之混合氣體的空洞4 0 0 該混合氣體的介電率ε爲1. 0左右，因此與在配線 W1之間以及導電層33a，33b之間填滿矽氧化物層 等之絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此可以同時達成提升元件之積體程度以及提昇 LSI之性能的目的。 更者，在晶片4 8的周緣形成有環狀的保護環G。因 此，在自晶圓切出各晶片後，可以避免水分Η 2 0自晶圓 的周緣經由空洞31，40到達配線W1以及導電層 33a，33b之情況發生。 亦即，藉由設置保護環G，可以保護晶片內的配線 本紙法尺度適&中國國家標準（CNS ) A4規格（210父297公釐） " ' 請 先 閱 背 之 注 意 事 項 再 訂 -111 - 經濟部中央棣準局員工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（109 ) W1，W2受到水分》20的侵入。 又，本實施形態之半導體裝置可以藉由利用上述第實 施形態中的製造方法而容易形成。 圖8 2係表與本發明之第1 4實施形態有關的半導體 裝置。 該半導體裝置，如圖7 4所示，係被形成在晶圃4 7 上之各.晶片4 8上。 .請參照圖82來說明與本實施形態有關的半導體裝置 〇 在半導體基板（例如矽晶圚）2 1上形成有場氧化靥 (例如矽氧化屠）2 2 *而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S m晶體則具有閘 極23以及源極•汲極領域24a，24b » 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 絕緣厝2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a 請 先 閱 背 面 之 注 意 事 項 再 裝 頁 訂 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -112 - A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（110 ) ,26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成》 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之髙熔點金 屬所構成。又，障壁層27a ’ 27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的稹厝等所構成。 .在配線W1的上部則形成有絕緣層29，30。該絕 緣層3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞 ' (cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氣〇2與二 氧化碳C 02的混合氣髓。 此外，絕緣層2 9之上部係用於決定配線评1之圓案 ，例如由矽氧化層或是矽氮化物層等所構成。 絕緣靥3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣厝3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由氧化物膜等所構成。 9 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金屬所 構成的柱狀的導電層33a ，33b ^ 但是，導電厝3 3 a ，3 3 b也可以由高熔點金屬以 外的其他的材料所構成。 在導電層3 3 a，3 3 b的上部則形成有絕緣厝4 2 ，43。該絕緣層42，43係爲導電層33a ’ 33b 所支撐。在柱狀導電層3 3 a，3 3 b之間則成爲空洞 請 先 閲 讀 背 & 之 注 I 再 填〆 、裝 頁 訂 。紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -113 - 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明説明（111 ) 4 0。在該空洞4 0內則主要充滿了氧◦ 2與二氧化碳 C 0 2的混合氣體。 此外，絕緣層42係用於決定導電層33a ’ 33b 之位置以及斷面積者，例如由矽氧化物餍或是矽氮化物層 等所構成。絕緣層4 3除了對於設置空洞4 0時極爲重要 外，對於成爲在絕緣層3 7上積層配線時之基底也非常重 要》絕緣層4 3例如是由矽氧化物膜等所構成。 又，在各晶片4 8之周緣則沿著該晶片的周緣形成環 狀的保護環G，該保護環G係由形成在空洞3 1之障壁層 27C與金靥層28C、形成在空洞38之障壁層34C 與金靥層3 5 C、以及形成在空洞4 0之導電層3 3 C所 構成。 形成在空洞3 1之障壁層2 7C與金屬層2 8 C具有 與配線W1相同的構造，而形成在空洞3 8之障壁層 3 4 C與金屬層3 5 C具有與配線W2相同的構造，而形 成在空洞4 0之導電層3 3 C則具有與導電層（接觸插頭 )33a，33b相同的構造。 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧◦ 2與二氧化碳C02之混合氣髖的空洞31 ，而 在配線W 2之間也形成有充滿了氧〇2與二氧化碳C0 2之 混合氣體的空洞38。 更者，在導電層3 3 a ，3 3 b之間，亦即，在配線 W1與配線W2之間則形成有充滿了氧〇2與二氧化碳 C0 2之混合氣體的空洞4 0。 本紙張尺度遥用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ~ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -114 - 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（112 ) 該混合氣體的介電率ε爲1 . 〇左右，因此與在同一 層（左右）之配線間以及不同層（上下）之配線間填滿矽 氧化物層等之絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介電 率。 因此可以同時達成提升元件之積體程度以及提昇 LSI之性能的目的。 更者，在晶片4 8的周緣形成有環狀的保護環G。因 此，在自晶圚切出各晶片後，可以避免水分《20自晶圓 的周緣經由空洞31 ，38，40到達配線W1 ，W2以 及導電層33 a ，33b之情況發生。 亦即，藉由設置保護環G，可以保護晶片內的配線 W1，W2以及導電層33a ，33b受到水分H2〇的 侵入。 又，本實施形態之半導體裝置可以藉由利用上述第6 實施形態中的製造方法而容易形成。 圖8 3係表與本發明之第1 5實施形態有關的半導體 裝置。 該半導體裝置，如圖7 4所示係被形成在晶圓4 7上 之各晶片4 8上。 請參照圖8 3來說明與本實施形態有關的半導體裝置 〇 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 訂 -115 - 經濟部中央橾準局員工消費合作社印簟 A7 _B7五、發明説明（113 ). 極23以及源極·汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由高熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6'a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層2 7 a ，2 7 b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成。又，障壁層2 7 a ，2 7 b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W 1所支撐，而配線W 1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1 »在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -116 - A7 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 ___B7_五、發明説明i：i〗4) 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢等之高熔點金屬所 構成的柱狀的導電層3 3 a，3 3 b。 但是，導電層3 3 a，3 3 b也可以由髙熔點金屬以 外的其他的材料所構成。 在導電靥3 3 a ，3 3 b的上部則形成有絕緣層4 3 。該絕緣層43係爲導電層33a，33b所支撐。在柱 狀導電層33a ，33b之間則成爲空洞40。在該空洞 4 0內則主要充滿了氧〇 2與二氧化碳C 02的混合氣體。 絕緣層4 3除了對於設置空洞4 0時極爲重要外，·對 於成爲在絕緣層3 7上稹層配線時之基底也非常重要。絕 緣層43例如是由矽氧化物膜等所構成。 ^ 又’在各晶片4 8之周緣則沿著該晶片的周緣形成環 狀的保護環G，該保護環G係由形成在空洞3 1之障壁層 2 7 C與金屬層2 8 C、形成在空洞3 8之障壁層3 4 C 與金靥層3 5 C以及形成在空洞4 0之導電層3 3 C所構 成。 形成在空洞3 1之障壁層2 7 C與金屬層2 8 C具有 與配線W1相同的構造，而形成在空洞3 8之障壁層 .. 3 4 C與金屬層3 5 C具有與配線W2相同的構造，而形 成在空洞4 0之導電層3 3 C則具有與導電層（接觸插頭 )33a ，33b相同的構造。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -117 - 經濟部中央梯準局負工消费合作社印製 317010 A7 B7 五、發明説明（115 ) 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧◦ 2與二氧化碳C0 2之混合氣體的空洞31 ，而 在配線W 2之間也形成有充滿了氧02與二氧化碳C 02之 混合氣體的空洞3 8。 更者，在導電層33a，33b之間，亦即，在配線 W 1與配線W 2之間則形成有充滿了氧0 2與二氧化碳 C02之混合氣體的空洞4 0。 該混合氣體的介電率ε爲1. 0左右，因此與在同一 層（左右）之配線間以及不同層（上下）之配線間填滿矽 氧化物層等之絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介電 率。 -因此可以同時達成提升元件之積體度以及提昇L SI 之性能的目的’。 更者，在晶片4 8的周緣形成有環狀的保護環G。因 此，在自晶圓切出各晶片後，可以避免水分Η 2 ◦自晶圓 的周緣經由空洞31 ，38，40到達配線W1 ，W2以 及導電層33a，33b之情況發生。 亦即，藉由設置保護環G，可以保護晶片內的配線 W1 ，W2以及導電層33a ，33b受到水分1120的 侵入。 . 又，本實施形態之半導體裝置可以藉由利用上述第7.. 實施形態中的製造方法而容易形成。 圖8 4係表與本發明之第1 6實施形態有關的半導體 裝置。 本紙涑尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V衣· 、11 -118 - 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印裝 A7 _____B7_ 五、發明説明（116 ) 該半導體裝置，如圖7 4所示係被形成在晶圓4 7上 之各晶片4 8上。 請參照圖8 4來說明與本實施形態有關的半導體裝置 〇 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ ◦ S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域2 4a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 •絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔》 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金屬所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由髙熔點金’屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅.、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁層27a ，27b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之髙熔點金 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ^97公釐） (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-ιτ -119 - 經濟部中央榡準局月工消費合作杜印裝 A7 B7五、發明説明（in ) 靥所構成。又，障壁層27a，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層29 ，30。該絕 緣層29 ，30爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成 爲空洞（cavity ) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧 與二氧化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層2 9係用於決定配線W1之圖案，例如 由矽氧化物層或是矽氮化物層所構成。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0形成有可以到達配線W1的接觸孔。·在 該接觸孔內以及接觸孔上則形成有由銅、鋁合金等之金靥 層35a ，35b以及用於覆蓋該金屬層35a ，35b 之底面與側面之障壁層34a ，34b所構成的配線W2 〇 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金屬，.也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金觴 所構成。又，障壁層34a，34b可以由例如鈦而氮化 鈦之積層等所構成。 .在配線W 2之上部與下部之間則形成有絕緣層（例$ 矽氧化層）4 3。該絕緣層4 3係由配線W2所支撐，配 線的下部呈柱狀，又，配線W2之上部呈線狀，且被配置 在絕緣層4 3上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央棣準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（IIS ) 在配線W2上形成有絕緣層（例如矽氧化物層）3 7 ，而配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W2之 間）則成爲空洞（cavity ) 4 0。在該空洞4 0則主要充 滿了氧〇 2與二氧化碳C 02的混合氣體。 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）則成爲 空洞（cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧02 與二氧化碳C 02的混合氣體。 又，在各晶片的周緣則沿著該晶片的周緣形成有環狀 的保護環G。該保護環G係由形成在空洞3 1之障壁層 2 7 C與金靥2 8 C、以及形成在空洞3 8、4 0之障壁 層34C與金靥35C所構成。 -形成在空洞3 1之障壁層2 7 C與金靥3 8 C具有與 配線W1相同的構造，而形成在空洞3 8 ，40之障壁層 3 4 C與金屬3 5 C具有配線W2相同的構造。 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧0 2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 ，在 配線W2之間形成有充滿了氧〇 2與二氧化碳C 〇2之混合 氣體的空洞3 8。 更者，在導電層35a ，35b之間，亦即在配線 W 1與配線W 2之間則形成有充滿了氧〇 2與二氧化碳 C〇2之混合氣體的空洞40。 .. 該混合氣體的介電率爲1. 0左右，因此與在同一層 (左右）之配線之間以及不同層（上下）之配線之間填滿 矽氧化物層等之絕緣層之情形相比較’可以大幅地降低介 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -121 - 經濟部中央樣準局貝工消费合作杜印褽 A7 ____B7五、發明説明（119 ) 電率。 因此可以同時達成提升元件之稹體程度以及L S I之 性能的目的。 更者，在晶片4 8的周緣形成有環狀的保護環G。因 此，在自晶圓切出各晶片後，可以避免水*H20自晶圓 的周緣經由空洞3 1 ，38，40到達配線W1 ，W2之 情況發生。 亦即，藉由設置保護環G，可以保護晶片內的配線 W1 ，W2受到水分112〇的侵入》 又’本實施形態之半導體裝置可以藉由利用上述第8 實施形態中的製造方法而容，易形成。 -圖8 5係表與本發明之第1 7實施形態有關的半導·體 ccct 裝置β 該半導體裝置，如圖7 4所示，係被形成在晶圓4 7 上之各晶片4 8上β 請參照圖8 5來說明與本實施形態有關的半導體裝置 9 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有MO S電晶體。該MO S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a，24b。 __ 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BP SG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公瘦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、ST -122 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 _五、發明説明（120) 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24 a，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金靥所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由髙熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金靥28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的障壁靥27a，27b所構成》 .此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其·也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 靥所構成。又，障壁層27a ，27b則可以由例如鈦與 氮化鈦的積層等所構成。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧02與二氧 化碳C Ο 2的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0形成有可以到達配線W 1的接觸孔。在 該接觸孔內以及接觸孔上則形成有由銅、鋁合金等之金屬 ί氏張尺度適财關家標準（CNS ) A4規格（21GX297公董） ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 123 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（121 ) 層35a，35b以及用於覆蓋該金靥層35a ，35b 之底面與側面之障壁層34a ，34b所構成的配線W2 〇 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金屬 所構成。又，障壁層34a，34b可以由例如鈦與氮化 鈦之稹層等所構成。 在配線W2之上部與下部之間則形成有絕緣層（例如 矽氧化層）4 3。該絕緣層4 3係由配線W2所支撐，配 線的下部呈柱狀，又，配線W2之上部呈線狀，且被配置 在絕緣層4 3上》 -在配線W2上形成有絕緣層（例如矽氧化物層）3'7 ，而配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W2之 間）則成爲空洞（cavity ) 4 0。在該空洞4 0則主要充 滿了氧〇2與二氧化碳C 02的混合氣體。 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）則成爲 空洞（cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧02 與二氧化碳C 02的混合氣體。 又，在各晶片的周緣則沿著該晶片的周緣形成有環狀 的保護環G。該保護環G係由形成在空洞3 1之障壁層 27C與金屬28C、以及形成在空洞38、40之障奪 層34C與金靥35C·所構成。 形成在空洞3 1之障壁層2 7 C與金靥3 8 C具有與 配線W1相同的構造，而形成在空'洞3 8，4 0之障壁層 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 124 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 A7 __B7____五、發明説明（122 ) 34C與金靥35C具有配線W2相同的構造。 根據上述構造的半導體裝置’在配線W1之間形成有 充滿了氧02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 1，在 配線W2之間形成有充滿了氧〇2與二氧化碳C 〇2之混合 氣體的空3 8。 更者，在導電層35a，35b之間，亦即在配線 W 1與配線W 2之間則形成有充滿了氧〇 2與二氧化碳 C02之混合氣髖的空洞4 0。 該混合氣體的介電率爲1. 〇左右，因此與在同一餍 (左右）之配線之間以及不同曆（上下）之配線之間填滿 矽氧化物層等之絕緣層之情形相比較，可以大幅地降低介 電率。 因此可以同時達成提升元件之積體程度以及L S I之 性能的目的。 更者，在晶片的周緣形成有環狀的保護環G。因此， 在自晶圓切出各晶片後，可以避免水分H2〇自晶圓的周 緣經由空洞3 1 ，38，40到達配線W1 ，W2之情況 發生。 亦即，藉由設置保護環G，可以保護晶片內的配線 W1，W2受到水分H2〇的侵入。. 又，本實施形態之半導體裝置可以藉由利用上述第9.. 實施形態中的製造方法而容易形成。 圖8 6係表與本發明之第1 8實施形態有關的半導體 裝置。 本紙張又度適用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁) 訂 -125 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印策 317010 Λ7 ___ B7五、發明説明（123) 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極.汲極領域24a，24b。 絕緣層25則覆蓋MOS電晶體。該絕緣層25係例 如由硼磷矽酸玻璃（B P S G)或是磷矽酸玻璃（P S G )等所構成。 絕緣厝2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域2 4 a，2 4 b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金屬所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a ，28b以及用於覆蓋該金靥28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的配線保護層50a ’ 50b所構成 〇 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金羼’其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體’鎢等之高熔點考 屬所構成。 又，配線保護餍50 a，5〇b可以由例如氮化鈦、 飲與銀之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、銷等所構 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（2丨〇><297公漦） -126 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 A7 _ B7 . __ 五、發明説明（124 ) 成。亦即，配線保護層50a ，50b只要是具有導電性 ，而很難爲藥品所腐蝕或是氧化者即可。 在配線W1的上部則形成有絕緣層29，30。該絕 緣層3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞 (cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧02與二 氧化碳C02的混合氣體。 此外，絕緣餍2 9係用於決定配線W1之圖案者，例 如由矽氧化物餍或是矽氮化物餍等所構成。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由氧化物膜等所構成。 .在絕緣層3 0上形成有絕緣層3 2。絕緣層3 2钶如 由矽氧化層所構成，在絕緣層3 2則形成有可以到達配線 W 1的接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金屬所構成的 導電層33a ，33b。但是該導電層33a ，33b也 可以由髙熔點金靥以外的其他材料所構成。 配線W 2被配置在絕緣層3 2上，而與導電層3 3 a ，3 3 b相連接，而配線W2係由銅、鋁合金等之金屬 35a ，35b以及用於覆蓋該金屬35a ，35b之底 面與側面之ϋ字溝狀的配線保護層5 1 a，5 1 b所構萌 〇 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金屬，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 Μ I. -127 - 經濟部中央梂率局貝工消費合作社印簟 A7 B7 _ 五、發明説明（125) 所構成。 又，配線保護層51a，51b可以由例如氮化鈦、 欽與鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保謨靥51a，51b只要是具有導電性 ’而很難爲藥品所腐蝕或是氧化即可》 此外，絕緣層3 6係用於決定配線W2之圖案，例如 由矽氧化層或是矽氮化屠等所構成。絕緣層3 7除了對於 在配線W2之間設置空洞3 8時極爲重要外，對於成爲在 絕緣層3 7上稹層時之基底也極爲重要。該絕緣層3 7例 如由矽氧化物膜等所構成。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W1之間則形成 有充滿了氧02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 1， 而在配線W2之間則形成有充滿了氧〇 2與二氧化碳C 02 之混合氣體的空洞3 8。 該混合氣體的介電率e爲1. 0左右。藉此與在配線 W1之間以及配線W2之間填滿矽氧化物層等之絕緣層的 情形相比較，可以大幅地降低介電率》 因此可以同時達成提升元件之積體程度與提昇L S I 之性能的目的。 又，由於至少配線Wl ，W2的側面係由配線保護層 -___—— .· ~·· 50a ，50b ，51a ，51b所覆蓋，因此自晶片旳 .—- . - -·· —— -··«— _ 1 · '* " 〆 4 周緣經由空洞3 1 ，3 8而進入的水分不會直接到達配線 ------- —--------- - w 1 ，W 2的金屬。 因此可以分別保護配線Wl，W2免於遭受水分 適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -128 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 鎚濟部中夬棣準局貝工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（126 ) H 2〇的侵入。 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的封 裝（package)上，若是設置用於連接封裝外部與內部的 孔時，則空洞3 1 ，3 8會爲空氣所充滿，且藉著使該空 氣循環，可以使在晶片內所產生的熱被有效率地排出到封 裝的外部。 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導體裝 〇 又，由於配線W1 ，W2爲配線保護膜50a ， 50b，51a ，51b所被覆，因此很難在配線W1 ， W 2上產生龜裂。 其次則說明圖86之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖8 7所示，藉由LOCO S法在半導體基 板2 1上形成場氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所包 圍的元件領域則形成具有閘極2 3以及源極♦汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由P E P (照相蝕刻工程）.，在絕緣層2 5形成可 以到達源極.汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由琴 擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金靥所構成的導電層2 6 a ’ 2 6 b只埋入到絕緣餍2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印«- 3ΐ7〇ί0 Α7 ____Β7 五、發明説明（127 ) 屬以外的其他的材料。 其次’如圖8 8所示，藉由噴濺法，在絕緣層2 5上 形成碳靥3 9。在此，碳層3 9的厚度則被設定在與 L S I之內部配線的厚度相等的值（例如約〇 . 7〜約 0 . 2 β m )。 其次’如圖8 9所示，藉由噴濺法，在碳層3 9上形 成約0. 0 5 Mm厚度的掩罩材（例如矽氧化物層或是矽 氮化物層等）。在此，掩罩材2 9，爲了要消滅碳層3 9 ，因此不是藉由CVD法來形成，而是利用噴濺法來形成 〇 其次，如圖9 0所示，在掩罩材2 9上塗佈光抗蝕層 ’利用P E P (照相蝕刻工程）對該光抗蝕層進行圖案'處 理。又將經圖案處理之光抗蝕層當作掩罩，而對掩罩材 2 9進行圖案處理。之後則使光抗蝕層剝離。又，掩罩材 2 9之圖案則與配線的圚案相同。 其次，如圖9 1所示，將掩罩材2 9當作掩罩，藉由 異方性蝕刻對碳層3 9進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層3 9進行蝕刻，而定 以經P E P加工之掩罩材當作掩罩，對碳層3 9進行蝕刻 其理由如下。因爲使用在P E P的光抗蝕層因爲氧霉 漿處理（asher)或是1125 04與1^02的藥液而被除去 使然》但是當要在氧電漿處理下除去光抗蝕層時，則經圖 案處理的碳層3 9也會同時被除去。另一方面。當要藉由 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐、 " -130 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（128) H2S 04與1^202的藥液來除去時，則導電層（只在爲髙 熔點金靥時）26a，26b會同時被除去。 在此，當導電層26a，26b爲高熔點金屬時，則 也可以將經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，而對碳層 3 9進行蝕刻。 其次，如圖9 2所示，藉由噴濺法或是CVD法，可 以在絕緣層2 5上以及掩罩材2 9上形成例如由鉬所構成 之配線保護層5 0。 其次，如圖9 3所示，藉由噴濺法或是CVD法，在 配線保護層5 0上形成由銅、鋁合金等所構成之金屬2 8 。此外，配線並不限於銅、鋁合金等之金靥，其也可以爲 例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金靥》' 其次，如圖9 4所示，藉由化學機械研磨（CMP ) ，讓配線保護層50a ，50b以及金靥28a ，28b 只殘留在位在碳靥3 9之間的溝內，而形成配線W1。 此外，也可取代CM P，而改採異方性蝕刻或是等方 性蝕刻來形成配線W1» 其次，如圖9 5所示，藉由噴濺法，在掩罩材2 9上 以及配線W1上形成絕緣層（例如矽氧化物層）3 0 »在 此，絕緣層3 0最好是不要藉由C.VD法而形成。而此是 因爲，在形成絕緣靥3 0時的反應氣體中包含有氧氣，罔 此，在形成絕緣厝3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然 〇 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物厝 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 乂·
、1T -131 - 317010 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7B7 ____五、發明説明ί 129 ) 時，則位在0. 01〜0. 1/zm的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是’絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 其次，如圖9 6以及圖9 7所示，使碳層3 9灰化， 將該碳層3 9轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C02之 混合氣體的空洞3 1。至於碳層3 9的灰化，則可藉由以 下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 — 450 °C，時間2小時左右）》該方法，由於使碳層39 轉換成二氧化碳C 02的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之體積膨脹導致絕緣層2 9 , 3 0發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 厝轉換成二氧化碳C 02的反應係快速地進行，因此，其 優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲碳層 3 9之體積的膨脹而導致絕緣層2 9，3 0發生破裂的可 能性變高的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層29 ， 3 0之性質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 其次，如圖9 8所示，利用CVD法，在絕緣層3 0 上形成具有低介電率（例如包含氟之Ρ Ε Ο S等）的絕綠 層3 2。 其次，如圖99所示，利用PEP(照相蝕刻工程） 以及RI E (反應性離子蝕刻），在絕緣層30，32上 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 3170!Ο - 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 五、發明説明（130) 1 I 設 置 可 以 到 達 配 線 W 1 的 經 由 孔 〇 1 1 1 其 次 > 如 圖 1 0 0 所 示 » 利 用 選 擇 成 長 法 > 讓 由 鎢 等 1 1 之 髙 熔 點 金 靥 所 構 成 的 導 電 層 3 3 a $ 3 3 b 只 埋 入 到 經 /«—X 1 I 请 1 | 由 孔 內 0 此 外 9 在 絕 緣 層 3 0 » 3 2 之 經 由 孔 內 也 可 以 埋 先 V； I I 讀 1 入 髙 熔 點 金 屬 以 外 的 其 他 材 料 〇 背 1 I 其 次 > 如 圖 1 0 1 所 示 藉 由 與 在 形 成 配 線 W 1 時 所 之 注 意 1 1 事 1 使 用 之 工 程 同 樣 的 X 程 來 形 成 配 線 W 2 〇 項 再 1 I 亦 即 » 首 先 > 藉 由 噴 濺 法 在絕 緣 層 3 2 上 形 成 碳 層 窝 本 -gr 4 I 〇 在 此 碳 厝 的 厚 度被 設 定 爲 配 線 W 2 之 厚 度相 等 的 值 〇 貝 '—^ 1 1 藉 由 噴 濺 法 在 碳 層 上 形 成 大 約 0 0 5 β m 厚 度 的 掩 罩 1 1 材 ( 例 如 矽 氧 化 層 或 是 矽 氮 化 層 等 ) 3 6 0 1 I 之 後 則 利 用 P E P ( 照 相 蝕 刻 工 程 ) 以 及 異 方 性 蝕 訂 I 刻 對 掩 罩 材 3 6 進 行 ΓΈΓΤ 圖 案 處 理 0 將 掩 罩 材 3 6 當 作 掩 罩 1 1 I 1 藉 由 異 方 性 蝕 刻 對 碳 層 進 行 蝕 刻 〇 又 藉 由 噴 濺 法 或 是 1 1 I C V D 法 在 絕 緣 層 3 2 上 以 及 掩 罩 材 3 6 上 形 成 例 如 由 1 1 1 鉬 所 構 成 的 配 線 保 護 層 5 1 a 5 1 b 0 藉 由 噴 濺 法 或 是 C V D 法 > 在 配 線 保 護 層 5 1 a j 1 5 1 b 上 形 成 由 銅 \ 鋁 合 金 等 所 構 成 之 金 靥 3 5 a 1 3 5 b 〇 又 贅 藉 由 化 學 機 械 硏 磨 ( C Μ Ρ ) 讓 配 線 保 護 1 I 層 5 1 a 9 5 1 b 以 及 金 屬 層 3 5 a t 3 5 b 只 殘 留 在 位 1 I 1 在 碳 層 之 間 的 溝 內 9 而 形 成 配 線 W 2 ο 1 1 此 外 9 亦 可 取 代 C Μ Ρ » 而 改 採 異 方 性 蝕 刻 或 是 等 方 1 1 性 蝕 刻 來 形 成 配 線 W 2 0 1 1 藉 由 噴 濺 法 y 在 掩 罩 材 3 6 上 以 及 配 線 W 2 上 形 成 絕 1 1 本紙張尺度適用中國囷家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -133 - A 7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（131) 緣層（例如矽氧化層）3 7。之後，則使碳層灰化，而使 碳靥轉換成主要充滿了氧◦ 2與二氧化碳C 0 2之混合氣體 的空洞3 8。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 Wl，W2之溝的絕緣層，且當在溝內形成配線後，使該 碳層灰化而轉換成充滿了氣體的空洞。因此很容易提供圖 8 6之半導體裝置。 圖1 0 2係表與本發明之第1 9實施形態有關的半導 裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化靥 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極•汲極領域24a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣厝2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成》 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP)而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域2 4 a ，2 4 b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金靥所構成$ 導電層26a，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電餍2 6 a (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 134 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7____五、發明説明（132) ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的配線保護層50a ’ 50b所構成 〇 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體’鎢等之高熔點金 靥所構成。 又，配線保護層50a，50b可以由例如氮化鈦、 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層50a，50b只要是具有導電性 ，而很難爲藥品所腐蝕或是氧化者即可。 -在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層' 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上積層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0上形成有絕緣層3 2。絕緣層3 2例如 由矽氧化曆所構成，在絕緣層3 2則形成有可以到達配線 W 1的接觸孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金屬所構成的 導電層33a ，33b。但是該導電層33a ，33b也 可以由髙熔點金屬以外的其他材料所構成。 (請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁)
、1T ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 A7 B7__五、發明説明（133) 配線W2被配置在絕緣厝3 2上，而與導電層3 3 a ，3 3 b相連接，而配線W2係由銅、鋁合金等之金屬 35a ，35b以及用於覆蓋該金靥35a，35b之底 面與側面之U字溝狀的配線保護層5 1 a ’ 5 1 b所構成 〇 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金羼 所構成。 又，配線保護層51a，51b可以由例如氮化鈦、 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金靥或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層51a，51b只要是具有導電性 ，而很難爲薬品所腐蝕或是氧化即可。 在配線W2的上部形成有絕緣層3 7，該絕緣層3 7 係由配線W2所支撐，且配線W2之間則成爲空洞（ cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧02與二氧 化碳C 0.2之混合氣體。絕緣層3 7除了對於在配線W2 之間設置空洞3 8時極爲重要外，對於成爲在絕緣餍3 7 上稹層時之基底也極爲重要。該絕緣層3 7例如由矽氧化 物膜等所構成。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W 1之間則形成 有充滿了氧02與二氧化碳C0 2之混合氣體的空洞3 1 ，.. 而在配線W 2之間則形成有充滿了氧〇2與二氧化碳c 02 之混合氣體的空洞3 8。 該混合氣體的介電率ε爲1 . 0左右。藉此與在配線 本紙張尺度ϋ用巾關家制T( CNS ) Α4胁（210X 297公釐)" -136 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ· 訂 317010 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印裂 五、發明説明（134 ) 1 ! W 1之 間以 及配 線 W 2 之 間填 滿 矽 氧 化 層 等 之 絕 緣 層 的 情 1 1 形 相比 較， 可以 大 幅 地 降 低介 電 率 〇 1 1 因 此可 以同 時 達 成 提升元 件 之稹 體 程 度 與 提 昇 L S I 1 | 之 性能 的目 的。 請 先 閱 1 | 又 ，由 於至 少 配 線 W 1， W 2 的 側 面 由 配 線 保 護 層 讀 背 1 1 I 5 0 a ，5 Ob 9 5 1 a ，5 1 b 所 覆 蓋 » 因 此 白 晶 片 的 之 注 意 1 1 I 周 緣經 由空 洞3 1 3 8 而進 入 的 水 分 不 會 直 接 到 達 配 線 事 項 再 1 1 I W 1， W 2 的金 靥 〇 填 寫 本 因 此可 以分 別 保 護 配 線W 1 t W 2 免 於 遭 受 水 分 頁 1 1 Η 2〇的侵入。 1 1 又 ，在 搭載 有 該 實 施 形態 之 半 導 體 裝 置 ( 晶 片 ) 的 封 1 1 裝 (package)上 若是設置用於連接封裝外部與內部的 訂 | 孔 時， 則空 洞3 1 3 8 會爲 空 氣 所 充 M#; 澜 且 藉 著 使 該 空 1 1 氣 循環 ，可 以使 在 晶 片 內 所產 生 的 熱 被 有 效 率 地 排 出 到 封 1 1 I 裝 的外 部。 1 1 I 1 因 此能 夠提 供 很 難 因 爲熱 而 產 生 不 良 狀 態 的 半 導 體 裝 5 又 ，由 於配 線W 1 W 2 爲 配 線 保 護 膜 5 0 a 1 I 1 5 Ob ，5 1 a > 5 1 b 所被 覆 9 因 此 很 難 在 配 線 W 1 9 1 I W 2上 產生 龜裂 0 1 I 其 次則 說明 圖 1 0 2 之半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 〇 1 1 I 首 先， 如圖 1 0 3 所 示， 到 在絕 緣 層 2 5 上 形 成 碳 層 1 1 3 9爲 止， 則是 藉 由 與 上 述第 1 8 實 施 形 態 之 製 造 方 法 相 1 1 同 的方 法來 進行 〇 1 1 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印裝 A7 B7五、發明説明（135) 亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場 氧化層2 2。又，在由場氣化層2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極23以及源極·汲極領域24a ，24b的 Μ 0 S電晶體。 在半導體基板21之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5形成可 以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸孔》藉由選 擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金靥所構成的導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣餍2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他的材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層3 9。在此’ 碳層3 9的厚度則被設定爲與L S I之內部配線的厚度相 等的值（例如約0. 7〜1. 2//m)。 藉由噴濺法，在碳層39上形成約0. 05ym厚度 的掩罩材（例如砂氧化物層或是氮氧化物層）。利用 P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻’對掩罩材進行 圖案處理。將該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層 3 9進行蝕刻。 Λ 此外，不藉由Ρ Ε Ρ直接對碳層3 9實施蝕刻，而是 將經Ρ Ε Ρ加工之掩罩材當作掩罩對碳層3 9實施蝕刻的 ，則是與在上述第2實施形態中的製造方法中所說明的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -138 - A7 B7 經濟部中央梯準局負工消费合作杜印製 五、發明説明（136 ) 1 I 相 同 〇 1 1 因 此 > 當 導 電 層 2 6 a t 2 6 b 爲 高 熔 點 金 靥 時 9 則 1 1 以 經 P E P 加 工 之 掩 罩 材 當 作 掩 罩 而 對 碳 層 3 9 進行 蝕 /-—S 1 | 刻 〇 而 當 導 電 層 2 6 a 9 2 6 b 爲 不 會 爲 Η 2】 SO 4 與 請 先 閲 1 I Η 2〇2 之 藥 液 所 腐 蝕 的 材 質 時 > 則 也 可 以 將 光 抗 蝕 層 當 作 讀 背 1 1 | 掩 罩 » 而 對 碳層 3 9 進 行蝕 刻 〇 之 注 意 1 1 1 之 後 » 則 除 去 掩 罩 材 9 藉 由 噴 濺 法 或 是 C V D 法 在 事 項 再 1 1 絕 緣 層 2 5 上 以 及 碳 層 3 9 上 形 成 例 如 由 鉬 等 所 構 成 的 配 填 寫 本 -〆、· | 線 保 護 層 5 0 P 頁 1 1 其 次 9 如 圖 1 0 4 所 示 藉 由 噴 濺 法 或 是 C V D 法 » 1 1 在 配 線 保 護 層 5 0 上 形 成 由 銅 、 鋁 合 金 等 所 構 成 的 金 靥 層 1 | 2 8 〇 此 外 配 線 W 2 並 不 限 於 銅 > 銘 合 金 等 的 金 屬 也 訂 I 可 以 爲 例 如 包 含 雜 質 之 多 矽 等 的 半 導 體 、 鎢 等 之 高 熔 點 金 1 1 | .屬 0 1 1 其 次 如 圚 1 0 5 所 示 藉 由 化 學 機 械 研 磨 ( C Μ Ρ 1 1 崎 1 ) 讓 配 線 保 護 層 5 0 a 5 0 b 以 及 金 屬 2 8 a » 2 8 b 只 殘 留 在位 在 碳 層 3 9 之 間 的 溝 內 而 形 成 配 線 0 1 1 此 外 也 可 取 代 C Μ P 1 而 改 採 異 方 性 蝕 刻 或 是 等 方 1 1 性 蝕 刻 來 形 成 配 線 W 1 〇 1 I 其 次 9 如 圖 1 0 4 所 示 1 藉 由 噴 濺 法 » 在 碳 層 3 9 上 1 1 I 以 及 配 線 W 1 上 形 成 絕 緣 層 ( 例 如 矽 氧 化 物 層 ) 3 0 0 在 m- 1 1 此 > 絕 緣 層 3 0 最 好 是 不 要 藉 由 C V D 法 而 形 成 〇 而 此 是 1 1 因 爲 » 在 形 成 絕 緣 層 3 0 時 的 反 f7ftf 懕 氣 體 中 包 含 有 氧 氣 因 1 1 此 > 在 形 成 絕 緣 層 3 0 時 > 碳 層 3 9 有 被 除 去 的 可 能 使 然 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -139 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 317010_^_ 五、發明説明（137 ) 〇 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在〇· 01〜〇lam的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 其次，如圖107以及圖108所示，使碳層39灰 化，將該碳層3 9轉換成主要充滿了氧0 2與二氧化碳 C〇2之混合氣體的空洞31。至於碳層39的灰化，則 可藉由以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 -4 5· 〇°C，時間2小時左右）。該方法，由於使碳層39 轉換成二氧化碳C 0 2的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之體稹膨脹導致絕緣層2 9， 3 0發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層3 9轉換成二氧化碳C〇2的反應係快速地進行，.因此 ，其優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳厝3 9之體積的膨脹而導致絕緣層3 0發生破裂的可能 性變髙的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層2 9 ， 30之性質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 < .其次，如圖1 0 9所示，利用CVD法，在絕緣層 3 0上形成具有低介電率（例如包含氟之ρ Ε Ο S等）的 絕緣層3 2。 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) —140 - 3l7〇i〇 a? B7 經濟部中央標準局属工消费合作社印装 五、發明説明（13Ϊ |) 1 I 其 次 I 如 圖 1 1 0 所 示 » 利 用 P E Ρ ( 照 相 蝕 刻 工 程 1 1 ) 以 及 R I E ( 反 nkg 應 性 離 子 蝕 刻 ) » 在 絕 緣 層 3 0 » 3 2 1 1 上 設 置 可 以 到 達 配 線 W 1 的 經 由 孔 〇 1 1 請 1 I 其 次 f 如 圖 1 1 1 所 示 > 利 用 選 擇 成 長 法 t 讓 由 鎢 等 先 閲 1 I 之 髙 熔 點 金 屬 所 構 成 的 導 電 靥 3 3 a ， 3 3 b 只 埋 入 到 經 讀 背 Λ 1 I 由 孔 內 σ 此 外 » 在 絕 緣 層 3 0 » 3 2 之 經 由 孔 內 也 可 以 埋 之 注 意 1 1 I 入 高 熔 點 金 屬 以 外 的 其 他 材料 〇 事 項 再 1 1 1 其 次 » 如 圖 1 1 2 所 示 藉 由 與 在 形 成 配 線 W 1 時 所 寫 本 ✓七 使 用 之 工 程 同 樣 的 工 程 來 形 成 配 線 W 2 〇 頁 1 1 亦 即 9 首 先 藉 由 噴 濺 法 在 絕 緣 層 3 2 上 形 成 碳 層 1 1 〇 在 此 碳 5¾ JW 的 厚 度 被 設 定 爲 配 線 W 2 之 厚 度相 等 的 值 0 1 I 藉 由. 噴 濺 法 在 碳 層 上 形 成 大 約 0 0 5 a m 厚 度 的 掩 罩 訂 I 材 ( 例 如 矽 氧 化 物 層 或 是 矽 A=r Mi 化 物 層 等 ) 0 1 1 | 之 後 則 利 用 P E P ( 照 相 蝕 刻 工 程 ) 以 及 異 方 性 蝕 1 1 | 刻 對 掩 罩 材 3 6 進 行 圖 案 處 理 0 將 掩 罩 材 3 6 當 作 掩 罩 1 1 藉 由 異 方 性 蝕 刻 對 碳 層 進 行 蝕 刻 0 又 藉 由 噴 濺 法 或 是 C V D 法 在 絕 緣 層 3 2 上 以 及 碳 層 上 形 成 例 如 由 鉬 所 構 1 1 成 的 配 線 保 護 層 5 1 a 5 1 b 〇 1 1 藉 由 噴 濺 法 或 是 C V D 法 在 配 線 保 護 層 5 1 a 1 I 5 1 b 上 形 成 由 銅 、 鋁 合 金 等 所 構 成 之 金 靥 3 5 a ， ：1ι 1 1 1 3 5 b 〇 又 9 藉 由 化 學 機 械 硏 磨 ( C Μ Ρ ) 9 該 配 線 保 m 1 1 層 5 1 a 9 5 1 b 以 及 金 屬 層 3 5 a 9 3 5 b 只 殘 留 在 位 1 1 在 碳 層 之 間 的 溝 內 » 而 形 成 配 線 W 2 〇 1 1 此 外 9 亦 可 取 代 C Μ Ρ » 而 改 採 異 方 性 蝕 刻 或 是 等 方 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210X297公釐> -141 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 317010 Λ7 B7_五、發明説明（139) 性蝕刻來形成配線W2。 藉由噴濺法，在掩罩材3 6上以及配線W2上形成絕 緣層（例如矽氧化層）3 7。之後，則使碳層灰化，而使 碳層轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C〇2之混合氣體 的空洞3 8。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1 ，W2之溝的絕緣餍，且當在溝內形成配線後，使該 碳層灰化而轉換成充滿了氣體的空洞。因此很容易提供圖 86之半導體裝置。 又，掩罩材，在對碳層進行圖案處理後，在使碳層灰 化之前會被除去，因此可以迅速且正確地使碳屠灰化。 圖係表與本發明之第2 0實施形態有關的半導體 裝置。β 在半導體基板（例如货晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 絕緣曆2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域2 4 a，2 4 b的接觸 孔。 本紙法尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '-142 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Μ A7 B7 五、發明説明（140 ) 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金靥所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由高熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，2 8b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的配線保護層5 0 a ，5 0 b所構成 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 此外，配線W1並不限於銅、 可以由例如包含雜質之多矽等的半 屬所構成。 又，配線保護層50a，50 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金屬 成。亦郎，配線保護層50a，5 ，而很難爲藥品所腐蝕或是氧化者 在配線W1的上部則形成有絕 3 0爲配線W1所支撐，而配線W cavity) 3 1。在·該空洞3 1則主 化碳C Ο 2的混合氣體。 此外，絕緣層2 9係用於決定 如由矽氧化層或是矽氮化層所構成 絕緣層3 0除了對於在配線W 極爲重此外，絕緣層2 9係用於決 例如由矽氧化厝或是矽氮化層所構 鋁合金等的金屬，其也 導體，鎢等之髙熔點金 b可以由例如氮化欽、 或是其合金、鉬等所構 0 b只要是具有導電性 即可β 緣層3 0 »該絕緣層 1之間則成爲空洞（ 要充滿了氧〇 2與二氧 配線W1之圖案者，例 〇 1之間設置空洞3 1時 定配線W1之阖案者， 成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α· 訂 Τ-. 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ).Α4規格（210Χ297公釐） 143 - 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 ___B7 __五、發明説明（141) 在絕緣靥3 0則形成有可以到達配線W 1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上形成由銅、鋁合金等之金靥層 35a，35b以及用於覆蓋該金靥層25a，35b之 底面與側面的配線保護層5 1 a ，5 1 b所構成的配線 W 2。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金靥 所構成》 又，配線保護靥51a，51b可以由例如氮化鈦、 鈦與鎢的合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即配線保護層5 1 a，5 l b只要是具有導電性， 且很難爲薬品所腐蝕、或是氧化的材質即可。 在配線W2之上部與下部之間則形成有障壁層（例如 矽氧化層）4 3 »該絕緣層4 3係由配線W2所支撐。配 線W2的下部呈柱狀，又，配線W2的上部呈線狀，而被 配置在絕緣層43上。 在配線W2上則形成有絕緣層（例如矽氧化物層） 3 7。配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W2 之間）乃成爲空洞（cavity) 4 0。在該空洞4 0內則主 要充滿了氧〇2與二氣化碳C0 2的混合氣體。 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）乃成舄 空洞3 8。在該空洞3 8內主要充滿了氧〇 2與二氧化碳 C 0 2的混合氣體。 此外，藉著使空洞3 1 ’ 38 ’ 40在製造時與空氣 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 -144 - 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 317010 A7 _ _B7_五、發明説明（l42 ) 接觸，或是在封裝上設置孔，可以在空涧3 1 ，3 8， 4 0充滿了空氣。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W1之間形成可 以充滿了氧0 2與二氧化碳C02的混合氣體的空洞31 ， 在配線W 2之間則形成充滿了氧〇 2與二氧化碳C 0 2的混 合氣體的空洞3 8。 更者，在導電層35a，35b之間，亦即在配線. W1與配線W2之間，則形成充滿了氧Ο 2與二氧化碳 C 02的混合氣體或是空氣的空洞4 0。 該混合氣體的介電率爲1. 0左右。因此，與在同一 餍（左右）之配線之間之及不同層（上下）之配線之間填 滿砂.氧化層等的絕緣厝的情形相比較，可以大幅地降低介 電率。 因此，可以同時達成提升元件之積體程度以及L S I 之性能的。 又，由於至少配線W1 ，W2的规面係由保護$ 5 0 a，5 0 b，5 1 a，5 1 b所覆蓋，因此自._|技的 ............................ " * *' 周緣經由空洞3 1，3 8而進入的水分不會直接到達配線 ^ -1 ...W g 的氧靥。 一 因此可以分別保護配線W1，W2免於遭受水分 Η 2 0的侵入。 . 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的封 裝（package)上，若是設置用於連接封裝外部與內部的 孔時，則空洞31，38會爲空躉所充滿，且藉著使該空 ---------------- ....... ......—-------—------- I Tf (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、!! 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中夬榡準局工消費合作杜印袈 A7 ---_ 五、發明説明（143) 氣循瑨，可以使在晶片包所產生的熱被.有·效率地排-，屮,田丨封· 裝氣。 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導體裝 置。 又，由於配線wi ，w 2爲配5 0 a ， 50b，51a ，51b所被覆，因此很難在配線W1 ， -一 1 w 2上產生龜裂。 '——--—.. 其次則說明圖1 0 2之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 1 4所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1爲止，則是藉由與上述第1 8實施形態之製造方法相 同的方法來進行。 .亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場 氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極23以及源極·汲極領域24a ，24b的 Μ 0 S電晶體》 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP (照相轴刻工程），在絕緣層2 5形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，禳由鎢等之高熔點金靥所構成的導電層2 6 a_. ’ 26b只埋入到絕緣層2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 屬以外的其他的材料。 (请先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁)
11T 本紙張尺度適用中國國家揉準（.CNS ) A4規格（210X297公釐） -146 - 146 經濟部中央揉準局負工消費合作社印裝 .A7 _B7_五、發明説明（I44 ) 藉由噴濺法，在絕緣厝2 5上形成碳層3 9。在此， 碳層3 9的厚度則被設定爲與L S I之內部配線的厚度相 等的值（例如約0. 7〜約1. 2//m)。 藉由噴濺法，在碳層39上形成約〇· 05μιη厚度 的掩罩材（例如矽氧化物層或是氮氧化物層）。利用 Ρ Ε Ρ (照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材進行 圖案處理。將該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層 3 9進行蝕刻。 此外，不藉由Ρ Ε Ρ直接對碳層3 9實施蝕刻，而是 將經Ρ Ε Ρ加工之掩罩材當作掩罩對碳層3 9實施蝕刻的 理由，則是與上述第2實施形態的製造方法中所說明的理 由相.同。 因此，當導電靥26a ，26b爲髙熔點金屬時，則 以經Ρ Ε P加工之掩罩材當作掩罩，而對碳層進行蝕刻。 而當導電贗2 6 a ，2 6 b爲不會爲H2S 04與11202之 藥液所腐蝕的材質時，則也可以將光抗蝕層當作掩罩，而 對碳靥3 9進行蝕刻。 之後，則藉由噴濺法或是CVD法，在掩罩材2 9上 以及形成在碳層之溝內形成例如由鉬所構成的配線保護層 50a，50b。又，藉由噴濺法苹是CVD法，在配線 保護層5 0 a ，5 0 b上形成由銅、鋁合金等所構成的金 屬層 28a ，28b。 此外，配線並不限於銅、鋁等的金靥，也可以由爲例 如包含雜質的半導體、或是鎢、钽等的高熔點金屬。 本紙張尺度遥用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -147 - 317010 A7 經濟部中央標準局負工消費合作社印袈 _ B7五、發明説明（145 ) 藉由化學機械硏磨（CMP)，讓配線線保護靥 50a ，50b以及金屬層28a ，28b只殘留在位在 碳層之間的溝內。而形成配線W1。此外，也可以取代 CM P，而改採異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0。在此，絕緣層3 0最好是 不要藉由CVD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣餍 3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在0. 01〜0· lj^m的範圍內，而此對於不 使絚緣曆3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質 而有所不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳餍轉換成主要充滿了氧 02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 1。 在藉由以上之工程形成配線W1後，則藉由噴輝法， 在絕緣層3 0上形成碳層41。又，藉由噴濺法，在碳層 4 1上形成約0 . 0 5 /zm厚度的絕緣厝（例如矽氧化物 層或是矽氮化物層）43。 此外，絕緣層4 3最好是不要由CVD法來形成。@ 此是因爲在形成絕緣層4 3時之反應氣體中包含有氧氣 氧02，而在形成絕緣層4 3時，碳靥4 1有被除去之可 能使然。 ^紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-148 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _B7_ 五、發明説明（146 ) 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化層時 ，則位在0. 01〜0_ lem的範圍內’而此對於不使 絕緣層4 3發生破裂而進行灰化十分適合。但是絕緣層 4 3之最適當的厚度則會因爲絕緣層4 3之種類或是性質 而有所不同" 接著，則藉由噴濺法，在絕緣層4 3上形成碳層4 4 〇 之後，則對碳餍4 4進行圖案處理’在碳餍4 4上設 置用於形成配線的溝，對於碳層4 4的圖案處理則有利用 P E P (照相蝕刻工程）與R I E的方法以承將經過 P E P與R I E所加工的掩罩材當作掩罩而進行圖案處理 的工程方法。 在本實施例中，則就利用P E P與R I E的方法加以 說明。亦即，在碳層4 4上形成光抗蝕層4 5。在對光抗 蝕靥4 5進行圖案處理後，將該光抗蝕層4 5當作掩罩， 藉由異方性蝕刻對碳層4 4進行蝕刻，而在碳層4 4上形 成溝》 之後，則利用H2S 02與H202的藥液來除去光抗蝕 層4 5。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層，因此該氧電 漿處理並未被應用在光抗蝕層4 5·的剝離上。 其次，如圚115所示，在碳層44上再形成光抗_ 層4 6。在對光抗蝕層4 6實施圖案處理後，將該光抗蝕 層4 0當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對露出於溝之底部的 絕緣層4 3以及碳層4 1進行蝕刻。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -149 - A7 B7 經濟部中央梂準局肩工消費合作社印裝 五、發明説明（147) I 之後，則利用H2S04與H2〇2的藥液來除去光抗蝕 層4 6。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層4 6 ，因此該 氧電漿處理至未被應用在光抗蝕層4 6的剝離上。 其次，如圖1 1 6所示，利用異方性蝕刻，對露出於 溝之底部的絕緣層3 0進行蝕刻，而形成可以到達配線W 1的經由孔。 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層4 4上，位在碳層 4 4之間的溝內以及碳靥4 1乏經由孔內形成例如由鉬所 構成的配線保護層51。又，藉由噴濺法或是CVD法， 在配線保護層5 1上形成由銅、鋁合金等所構成的金屬層 3 5° -其次，如圖1 1 7所示，藉由化學機械硏磨（CM· P )或是蝕刻分別使配線保護層5 1 a，5 1 b以及金靥層 3 5 a，3 5 b殘留在位在碳層4 4之間的溝內以及碳靥 4 1的經由孔內。 又，藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05em 厚度的絕緣層（例如矽氧化物層）37。 此外，絕緣層37，43的厚度，當絕緣層37， 43係由矽氧化物層所構成時，則位在0· 01〜0.1 以m的範圍內，而此對於不使絕緣.餍3 7，4 3發生破裂 而進行灰化非常適合。但是絕緣層37，43之最適當昀 厚度則因爲絕緣層3 7，4 3的種類或是性能會有所不同 〇 其次，如圖1 1 8以及圖1 1 9所示，藉由在氧環境 本紙張又度遥用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装.
•1T 經濟部中央標準局貝工消費合作社印氧 317010_^_五、發明説明（us ) 下的熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ’ 4 4同時 灰化，而使碳層4 1轉換成主要充滿了氧〇 2與二氧化碳 C02之混合氣體的空洞4 0，而使碳層4 4轉換成主要 充滿了氧〇2與二氧化碳C 02之混合氣體的空洞3 8。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1 ，W2的溝或是經由孔的絕緣層，且當在溝內以及經 由孔內形成配線後，使該碳層灰化，而轉換成充滿了氣體 的空洞。 又，配線W2，由於不使用接觸插頭（Contact plug )，而直接連接到配線W1，因此與上述第2〜第7實施 形態之製造方法相比較，可以大幅地減少工程數目。 -藉此，在多層配線構造之半導體裝置中，在同一層'( 左右）的配線之間會充滿了氧0 2與二氧化碳C Ο 2的混合 氣體或是空氣，且在不同層（上下）的配線之間也會充滿 了氧02與二氧化碳C 02的混合氣體或是空氣。 圖1 2 0係表與本發明之第2 1實施形態有關的半導 體裝置》 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極.汲極領域24a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋M OS電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210.X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 訂 -151 - 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A 7^17010_Ξ_五、發明説明（I49 ) 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的配線保護層5 0 a ，5 0 b所構成 〇 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 靥所構成。 又，配線保護層50a，50b例如由氮化鈦、鈦與 鎢之合金，白金等之過渡金靥或是其合金、鉬等所構成。 亦即，配線保護層5 0a，50b只要是具有導電性，而 很難爲藥品所腐蝕或是氧化者即可。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1 »在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------^ .4------1T------1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -152 - 317m〇 l〇 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（iso ) 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由矽氧化膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由銅、鋁合金等之金屬 層3 5 a ，3 5 b以及用於覆蓋該金屬層35 a，35b 之底面與側面之配線保護層5 1 a，5 1 b所構成的配線 W 2。. 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金屬 所構成。 又，配線保護層5 1 a ，5 1 b可以由例如氮化鈦、 鈦與_鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層5 1 a ，5 1 b只要是具有導電性 ，且很難爲藥品所腐蝕或是氧化的材質即可。 在配線W2之上部與下部之間則形成有絕緣層（例如 矽氧化層）4 3。該絕緣層4 3係由配線W2所支撐’配 線的下部呈柱狀，又’配線W2之上部呈線狀，且被配置 在絕緣層4 3上。 在配線W2上形成有絕緣層（例如矽氧化層）3 7 ’ 而配線W2之下部之間（上下之配槔W1與配線W2之間 )則成爲空洞（cavity) 4 0。在該空洞4 0則主要充碑 了氧02與二氧化碳C 02的混合氣體。 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）則成爲 空洞（cavity) 3 8 °在該空洞3 8則主要充滿了氧〇2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 153 A7 B7 五、發明説明（151 ) 與二氧化碳C 02的混合氣體》 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧02與二氧化碳C〇2之混合氣體的空洞3 1 ，在 配線W2之間形成有充滿了氧0 2與二氧化碳C0 2之混合 氣體的空3 8。 更者，在導電層35a，3 5b之間，亦即在配線 W1與配線W2之間則形成有充滿了氧02與二氧化碳 C02之混合氣體的空洞40。 該混合氣體的介電率爲1. 0左右，因此與在同一層 (左右）之配線之間以及不同層（上下）之配線之間填滿 矽氧化層等之絕緣層之情形相比較，可以大幅地降低介電 ........ ——........ 率。. 因此可以同時達成提升元件之積體程度以及L S I之 性能的。 又，由於至少配線Wl，W2的側面係由配線保護層 --- 50a ，50b，51a ，51b所覆蓋，因此自晶片的 周緣經由空洞3 1 ，3 8而進入的水分不會直接到達配線 ™ ..............―― W 1 W 2的金屬。 因此可以分別保護配線Wl，W2免於遭受水分 H 20的侵入。 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的g 裝（package )上，若是設置用於連接封裝外部與內部的 孔時，則空洞3 1 ，3 8會爲空氣所充滿，且藉著使該空 氣mm.，可以使在晶片內所產生的熬^有效率地排出到封* 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X；297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-°
I 經濟部中央標準局貝工消费合作社印褽 -154 - B7 B7 經濟部中央梂準扃負工消費合作社印裝 五、發明説明（152 ) 裝的外部。 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導體裝 置。 又，由於配線W1 ，W2爲配線保護膜50a ， 50b，51a ，51b所被覆，因此很難在配線W1 ， ---、 W 2上良连_^裂。 其次則說明圖1 2 0之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 2 1所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1爲止，則是藉由與上述第1 9實施形態之製造方法相 同的方法來進行》 亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場 氧化.層2 2。又，在由場氧化層2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極23以及源極·汲極領域24a ，24b的 Μ 0 S電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP(照相蝕刻工程），在絕緣層25形成可 以到達源極.汲極領域2 4 a ，2 4 b的接觸孔。藉由選 擇成長法，讓由鎢等之高熔點金屬所構成的導電層2 6 a ’ 26b只埋入到絕緣層25的接觸孔內》 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 羼以外的其他的材料。 藉由噴濺法’在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（i53) 3 9的厚度則被設定爲與L S I之內部配線的厚度相等‘的 值（例如約0. 7〜1. 2#m)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約0· 0 5//m厚度的掩 罩材（例如矽氧化層或是氮氧化層）。利用PEP (照相 蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材進行圖案處理。將 該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層實施蝕刻，而是將經 P E P加工之掩罩材當作掩罩對碳層，實施蝕刻的理由， 則是與在上述第2實施形態中所製造方法中所說明的理由 相同。 因此，當導電層26a ，26b爲高熔點金屬時，則 以經.P E P加工之掩罩材當作掩罩，而對碳層，進行触刻 。而當導電層26a，2613爲不會爲112504與11202 之薬液所腐蝕的材質時，則也可以將光抗蝕層當作掩罩， 而對碳層進行蝕刻。 之後，則藉由噴濺法或是CVD法，在絕緣層2 5上 以及碳層上形成例如由錳所構成的配線保護層5 0 3， 5 0 b。又，藉由噴濺法或是CVD法，在配線保護層 5 0 a ，5 0 b上形成由銅、鋁合金等所構成的金靥層 2 8 a ，2 8 b。 此外，配線並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可以由 爲例如包含雜質的半導體、或是鎢、鉅等的高·熔點金靥。 藉由化學機械研磨（CMP)，該配線線保護厝 50a，50b以及金靥層28a，28b只殘留在位在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ -156 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
317〇ί〇 Α7 Β7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（l54 ) 碳層之間的溝內。而形成配線W1。此外，也可以取代 CMP，而改採異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）3 0。在此，絕緣層3 0最好是 不要藉由C V D法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層 3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲氧化物層時 ，則位在0. 01〜0. 1/zm的範圍內，而此對於不使 絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣層 3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0時種類或是性質而 有所-不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 〇2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 1。 在藉由以上之工程而形成配線W1後，則藉由噴濺法 ，在絕緣層30上形成碳層41。又，藉由噴濺法，在碳 層4 1上形成約0. 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化 物層或矽氮化物層）4 3。 此外，絕緣層4 3最好是不要由CVD法來形成。而 此是因爲在形成絕緣層4 3時之反鹰氣體中包含有氧氣 氧〇2，而在形成絕緣層4 3時，碳層4 1有被除去之可 能使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化物層 時，則位在0· 01〜0· l#m的範圔內，而此對於不 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -157 — 157 A7 B7 經濟部中央棵準局員工消費合作社印裝 五、 發明説明（I55 ) 1 I 使 絕 緣 層 4 3 發 生 破 裂 而 進 行 灰 化 + 分 適 合 〇 但 是 絕 緣 層 I 1 4 3 之 最 適 當 的 厚 度 則 會 因 爲 絕 緣 靥 4 3 之 種 類 或 是 性 質 1 1 而 有 所 不 同 〇 1 I 接 著 則 藉 由 噴 濺 法 9 在 絕 緣 層 4 3 上 形 成 碳 層 4 4 請 先 llfl 1 I ΚΙ 讀 1 〇 背 1 * I 之 後 > 則 對 碳 層 4 4 進 行 圖 案 處 理 ， 在 碳 層 4 4 上 設 之 注 | 意 I 置 用 於 形 成 配 線 的 溝 對 於 碳 層 4 4 的 圖 案 處 理 則 有 利 用 事 項 1 I 再 I P E P ( 照 相 蝕 刻 工 程 ) 與 R I Ε 的 方 法 以 及 將 經 過 填 % 本 I P E P 與 R I E 所 加 工 的 掩 罩 材 當 作 掩 罩 而 進 行 圖 案處 理 頁 、〆 1 1 的 工 程 方 法 〇 1 I 在 本 實 施 例 中 則 就 利 用 Ρ Ε Ρ 與 R I Ε 的 方 法 加 以 1 I 說 明- 〇 亦 即 在 碳 層 4 4 上 形 成 光 抗 蝕 層 4 5 〇 .在 對 光 抗 1 訂 1 蝕 層 4 5 進 行 圖 案 處 理 後 將 該 光抗 蝕 層 4 5 當 作 掩 罩 > 1 1 藉 由 異 方 性 蝕 刻 對 碳 層 4 4 進 行 触 刻 而 在 碳 層 4 4 上 形 1 1 成 溝 〇 1 1 之 後 則 利 用 Η 2 S 0 2 與 Η 2 〇 2 的 藥 液 來 除 去 光 抗 蝕 層 4 5 〇 此 外 由 於 氧 電 漿處 理 會 消 滅 碳 層 因 此 該 氧 電 1 I 漿 處 理 並 未 被 應 用 在 光 抗 蝕 層 4 5 的 剝 離 上 〇 1 1 1 其 次 如 圖 1 2 2 所 示 在 碳 層 4 4 上 再 形 成 光 抗 蝕 1 1 層 4 6 〇 在 對 光 抗 蝕 層 4 6 實 施 圖 % 處 理 後 將 該 光 抗 蝕 1 1 層 4 0 當 作 掩 罩 藉 由 異 方 性 蝕 刻 > 對 露 出 於 溝 之 底 部 的 1 1 絕 緣 層 4 3 以 及 碳 餍 4 1 進 行 蝕 刻 〇 1 1 之 後 > 則 利 用 Η 2 S 0 4 與 Η 2 0 2 的 藥 液 來 除 去 光 抗 蝕 1 I 層 4 6 0 此 外 > 由 於 氧 電 漿處 理 會 消 滅 碳 層 4 6 > 因 此 該 1 1 1 張 紙 本 隼 標 家 國 國 中 用 遑 釐 公 7 29 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（l56 ) 氧電漿處理至未被應用在光抗蝕層4 6的剝離上。 其次，如圖1 2 3所示，利用異方性蝕刻，對露出於 溝之底部的絕緣層3 0進行蝕刻’而形成可以到達配線W 1的經由孔β 藉由噴猫法或是C VD法，在碳層4 4上，位在碳厝 4 4之間的溝內以及碳層4 1之經由孔內形成例如由鉬所 構成的配線保護層51。又’藉由噴濺法或是CVD法， 在配線保護層5 1上形成由銅、鋁合金等所構成的金屬層 3 5。 其次，如圖1 24所示，藉由化學機械研磨（CMP )分別使配線保護層51a ’ 51b以及金靥層35a ’ 3 5. b殘留在位在碳層4 4之間的溝內以及碳層4 1的經 由孔內。 又，藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05em 厚度的絕緣層（例如矽氧化物層）3 7。 此外，絕緣層37，43的厚度，當絕緣層37， 43係由矽氧化物層所構成時，則位在〇. 01〜0. 1 β m的範圍內，而此對於不使絕緣層3 7 ’ 4 3發生破裂 而進行灰化非常適合。但是絕緣層37，43之最適當的 厚度則因爲絕緣層3 7，4 3的種類或是性能會有所不同 〇 ·* 其次，如圖1 2 5以及圖1 2 6所示，藉由在氧環境 下的熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ，4 4同時 灰化，而使碳層4 1轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -159 - ----------------ΪΤ------β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 _B7___五、發明説明（l57 ) C 02之混合氣體的空洞4 0 ’而使碳層4 4轉換成主要 充滿了氧〇2與二氧化碳c〇2之混合氣體的空洞3 8 ° 根據上述製造方法’利用碳層作爲具有用於形成配線 Wl ，W2的溝或是經由孔的絕緣層’且當在溝內以及經 由孔內形成配線後，’使該碳層灰化’而轉換成充滿了氣體 的空洞。 又，配線W2，由於不使用接觸插頭（Contact plug )，而直接連接到配線W1’因此與上述第2〜第7實施 形態之製造方法相比較，可以大幅地減少工程數目。 藉此，在多層配線構造之半導體裝置中，在同一層（ 左右）的配線之間會充滿了氧〇2與二氧化碳C02的混合 氣體.或是空氣，且在不同層（上下）的配線之間也會充滿 了氧〇2與二氧化碳C 0 2的混合氣體或是空氣。 圖1 2 7係表與本發明之第2 1實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2 »而在由場氧化層2 2所包圔之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a ，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶犛。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦》在絕緣層2 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
.V 訂 -160 - A7 B7 經濟部中央標準局月工消費合作社印製 五、發明説明（158 ) 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔》 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金屬所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a，26b也 可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金屬 28a ，28b以及用於覆蓋該金靥28a ，28b之底 面與側面之U字溝狀的配線保護層5 0 a，5 0 b所構成 〇 此外，配線W1並不限於銅 '鋁合金等的金靥’其也 可以_由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點金 屬所構成。' 又，配線保護層50a，50b例如由氮化鈦、鈦與 鎢之合金，白金等之過渡金靥或是其合金、鉬等所構成。 亦即，配線保護層5 0 a.，5 0 b只要是具有導電性’而 很難爲薬品所腐蝕或是氧化者即可。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1 »在該空洞3 1則主p充滿了氧〇 2與二氧 化碳C 0 2的混合氣體。 .. 此外，絕緣層2 9係用於決定配線W1之圖案者。例 如由矽氧化物層或是矽氮化物層所構成。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X29·/公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 M! -161 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（159 ) 極爲重要外，對於成爲在絕緣靥3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0上形成絕緣層3 2。該絕緣層3 2係例 如由矽氧化物層所構成，在絕緣層3 2形成可以到達配線 W 1的接觸孔》 在該接觸孔內埋入由鎢等之高熔點金屬所構成之導電 層33a，33b。但是該導電層33a，33b也可以 藉由髙熔點金屬以外之其他材料來構成》 此外，配_線界2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金靥 所構成。 -又，配線保護層5 1 a，5 1 b可以由例如氮化鈦、 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層51a，51b只要是具有導電性 ，而很難爲薬品所腐蝕或是氧化的材質即可。 在配線W2之上即形成有絕緣靥3 6，37，該絕緣 層3 6，37係由配線W2所支撐，而配線W2之間則成 爲空洞3 8。在該空洞3 8內則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層3 6係用於決定配線W2之圖案者’例 如由矽氧化物層或是矽氮化物層等所構成》絕緣層3 7$ 了對於在配線W2之間形成空洞3 8時極爲重要外’對於 成爲在絕緣層3 7上稹餍時的基底也極爲重要。絕緣層 3 7例如由矽氧化物膜等所構成。 ----------------訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家樑準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） 162 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印策 317〇ί 〇 Α7 Β7五、發明説明d6〇) 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧0 2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 ，在 配線W2之間形成有充滿了氧0 2與二氧化碳C 02之混合 氣體的空洞3 8。 該混合氣體之介電率ε爲1. 0左右，因此與在配線 W1之間以及配線W2之間填滿矽氧化層等之絕緣層的情 形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此可以同時達成提升元件之積體程度而提昇L S I 之性能的目的》 又，由於配線Wl ，W2的側面係由配線保護層5 0 a ，50b，51a ，51b所覆蓋，因此自晶片的周緣經 由空.洞3 1 ，3 8而進入的水分不會直接到達配線W1， W 2的金屬。 因此可以分別保護配線Wl，W2免於遭受水分 Η 2 0的侵入。 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的封 裝（package)上，若是設置用於連接封裝外部與內.部的 孔時，則空洞3 1，3 8會爲空氣所充滿，且藉著使該空 氣循環，可以使在晶片內所產生的熱被有效率地排出到封 裝的外部》 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導體赛 置。 又，由於配線Wl ，W2爲配線保護膜50 a ， 50b，51a，51b所被覆，因此很難在配線Wl ， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇><297公釐）~' " -163 - (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央梯準局員工消費合作社印裝 五 ' 發明説明（161 ) w 2上產生龜裂。 其次則說明圖1 2 7之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 2 8所示》 亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場 氧化層2 2 »又，在由場氧化層2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極2 3以及源極♦汲極領域24a，24b的 Μ 〇 S電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP(照相蝕刻工程），在絕緣層25形成可 以到·達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由·選 擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金靥所構成的導電層2 6 a ’.2 6 b只埋入到絕緣層2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 羼以外的其他的材料。 其次如圚1 2 9所示，藉由噴濺法，在絕緣層2 5上 形成碳層3 9。在此，碳層3 9的厚度則被設定爲與 LSI之內部配線的厚度相等的值（例如約〇. 7〜 約 1 . 2 a m )。 其次’如圖1 3 0所示，藉由噴濺法，在碳餍3 9占 形成約0 05wm厚度的掩罩材（例如矽氧化層或是矽 氮化餍等）。在此，掩罩材29，爲了要防止碳層39被 消滅，不藉由C VD法來形成，而改採噴濺法來形成。 I r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙珉又度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） 164 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _ B7__五、發明説明（162 ) 其次，如圚1 3 1所示，利用PEP (照相蝕刻工程 )以及異方性蝕刻，對掩罩材2 9進行圖案處理。該掩罩 材2 9的圖案則與配線的圖案相同。 其次，如圖1 3 2所示，將掩罩材2 9當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻對碳層3 9進行蝕刻。 此外，在本實施例中，並不是藉由P E P直接對碳靥 3 9進行蝕刻，而是以經P E P加工之掩罩材2 9當作掩 罩，對掩罩3 9進行蝕刻。 其理由如下。因爲使用在P E P的光抗蝕層會因爲氧 電漿處理（asher)或是H2S 04與11202的藥液而被除 去使然。但是當要在氧電漿處理下除去光抗蝕層時，則經 圖案.處理的碳層3 9也會同時被除去。另一方面。當要'藉 *H2S 04與11202的薬液來除去時，則導電層（只在爲 高熔點金靥時）26a，26b會同時被除去。 在此，當導電層26a，26b爲高熔點金屬時，則 也可以將經P E P加工之掩罩材2 9當作掩罩，而對碳層 3 9進行蝕刻- 其次，如圖1 3 3所示，藉由噴濺法或是CVD法， 在絕緣層2 5上、掩罩材2 9上以及形成在碳層3 9之溝 的側壁上形成例如由氧化矽所構成之配線保護層5 〇 a， 50b。又，對該配線保護層50a，50b進行蝕刻， 而讓配線保護層5 0 a，5 0 b只殘留在形成在碳層3 9 之溝的側壁上》 其次，如圖1 3 4所示，藉由噴濺法或是C VD法， 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（2!〇><297公釐） - ' -165 - I-------.—jr.i------ir------β (請先閱讀背面之注意1f項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印¾ A7 ___B7五、發明説明U63) 在配線保謨層5 0上形成由銅、鋁合金等所構成之金屬2 8。此外’配線並不限於銅、鋁合金等之金靥，其也可以 爲例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金羼。 其次’如圚135所示，藉由化學機械研磨（CMP )，讓配線保護層50a，50b以及金屬28a，28 b只殘留在位在碳層3 9之間的溝內，而形成配線W1。 此外，也可取代CMP，而改採異方性.触刻或是等方 性蝕刻來形成配線W1。 其次，如圖1 3 6所示，藉由噴濺法，在掩罩材2 9 上以及配線W1上形成絕緣層（例如矽氧化物層）30^ 在此，絕緣層3 0最好是不要藉由C VD法而形成。而此 是&爲，在形成絕緣層3 0時的反應氣體中包含有氧氣'， 因此，在形成絕緣層3 0時，碳層3 9有被除去的可能使 然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時，則位在0· 01〜0.lym的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類或是性質 而有所不同。 其次，如圖1 3 7以及圖1 3 8所示，使碳層3 9灰 化，將該碳層3 9轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C. 〇2之混合氣體的空洞31。至於碳層39的灰化，則可 藉由以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------Γ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 乂 - 訂 -166 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 3l7〇l〇 a7 _ ΒΊ五、發明説明（164 ) 4 5 Ot，時間2小時左右）。該方法，由於使碳層3 9 轉換成二氧化碳C02的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之體稹膨脹導致絕緣層2 9， 3 0發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層3 9轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行，因此 ，其優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層3 9之體積的膨脹而導致絕緣層2 9 ，3 0發生破裂 的可能性變高的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層 2 9 ，3 0之性質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 其次，如圖139所示，利用CVD法，在絕緣層3 0上.形成具有低介電率（例如包含氟之PEOS等）的絕 緣層3 2。 其次，如圖1 4 0所示，利用P E P (照相蝕刻工程 )以及RIE (反應性離子蝕刻），在絕緣層30，32 上設置可以到達配線W1的經由孔。 其次，如圚1 4 1所示，利用選擇成長法，讓由鎢等 之高熔點金屬所構成的導電層3 3 a ，3 3 b只埋入到經 由孔內。此外，在絕緣層3 0，3 2之經由孔內也可以埋 入髙熔點金靥以外的其他材料。 其次，如圖1 4 2所示，藉由與在形成配線W1時所 使用之工程同樣的工程來形成配線W 2 » 亦即，首先，藉由噴濺法’在絕緣層3 2上形成碳層 。在此，碳層的厚度被設定爲配線W2之厚度相等的值。 本纳^尺度適用中國國家標準（€奶）八4規格（210><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -167 - A 7 B7 經濟部中央橾準局負工消費合作社印策 五、發明説明（165 ) 藉由噴濺法，在碳靥上形成大約0. 0 5 Mm厚度的掩罩 材（例如矽氧化層或是矽氮化層等）3 6。 又，利用噴濺法或是CVD法以及R I E法，在碳層 之側壁形成由例如氧化矽所構成之配線保護層5 1 a ， 5 1b» 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層上以及設在碳層之 溝內形成由銅、鋁合金等所構成之金靥35a ，35b。 藉由化學機械研磨（CMP)，該配線保護靥51 a， 51b以及金屬35a，35b只保留在位於碳靥之間的 溝內而形成配線W2。 此外，亦可取代CMP，而改採異方性蝕刻或是等方 性触.刻來形成配線W 2。 藉由噴濺法，在掩罩材3 6上以及配線W2上形成絕 緣層（例如矽氧化層）3 7。之後，則使碳層灰化，而使 碳層轉換成主要充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體 的空洞3 8。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1 ，W2之溝的絕緣層，且當在溝內形成配線後，使該 碳層灰化而轉換成充滿了氣體的空洞。因此很容易提供圖 126之半導體裝置。 圖1 4 3係表與本發明之第2 3實施形態有關的半等 裝置。 在半導體基板（例如矽晶圚）2 1上形成有場氧化靥 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化靥2 2所包圍之元 (請先閣讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -168 - A7 B7 五、發明説明（16f 丨） 件領 域 則 形成 有 Μ 0 S 電 晶 體 〇 該 Μ 0 S 電 晶 雔 則 具 有 閘 極2 3 以 及源 極 • 汲 極 領 域 2 4 a » 2 4 b 0 絕 緣 層2 5 則 覆 蓋 Μ 0 S 電 晶 體 〇 該 絕 緣 層 2 5 係 例 如由 硼 磷 矽酸 玻璃 ( Β Ρ S G ) 或 是 磷 矽 酸 玻 璃 ( P S G )等 所 構 成。 絕 緣 層2 5 的 表 面 乃 呈 平 坦 〇 該 絕 緣 層 2 5 的 表 面 可 藉由 化 學 機械 研 磨 ( C Μ Ρ ) 而 成 爲 平 坦 0 在 絕 緣 層 2 5 則形 成 有 可以 到 達 源 極 • 汲 極 領 域 2 4 a > 2 4 b 的 接觸 孔。 在 該 接觸 孔 內 則 埋 入 有 由 鎢 等 之 高 熔 點 金 屬 所 構 成 的 導電 層 2 6 a » 2 6 b 0 但 是 9 導 層 2 6 a 2 6 b 也 可以 藉 由 高熔 點 金 靥 以 外 的 其 他 材 料 而 構 成 0 配 線 W 1 被 配 置 在 絕 緣 靥 2 5 上 而 Ct3 與 導 電 餍 2 6 a ，2 6 b 相連 接 〇 配 線 W 1 係 由 銅 、 銘 合 金 等 之 金 屬 2 8 a 2 8 b 以 及 用 於 覆 蓋 該 金 靥 2 8 a 2 8 b 之 底 面與 0 側 面 之U 字 溝 狀 的 配 線 保 護 層 2 7 a 2 7 b 所 構 成 經 濟 此 外 ，配 線 W 1 並 不 限 於 銅 鋁 合 金 等 的 金 屬 其 也 部 t 可以 由 例 如包 含 雜 質 之 多 矽 等 的 半 導 體 > 鎢 等 之 髙 熔 點 金 央 準 屬所 構 成 〇 局 貝 工 又 配線 保 護 層 5 0 a » 5 0 b 可 以 由 例 如 氮 化 鈦 消 費 合 飲與 錫 之 合金 白 金 等 之 過 渡 金 屬 或 是 其 合 金 鉬 等 所 構 作 k 社 印 成。 亦 即 ，配 線 保 謨 層 5 0 a 9 5 0 b 只 要 是 具 有 導 電 性 % ，而 很 難 爲藥 品 所 腐 蝕 或 是 氧 化 者 即 可 0 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 169 — 訂 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 窝 本 頁 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 317010 at _Β7_五、發明説明（ie〇 在配線wi的上部則形成有絕緣層30。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1 »在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 〇2的混合氣體。 絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要。絕緣層3 0例如由氧化物膜等所構成。 在絕緣層3 0上形成絕緣層3 2。該絕緣層3 2例如 由矽氧化物層所構成，在絕緣層3 2則形成有可以到達配 線W 1的接觸孔。 在該接觸孔內埋入由鎢等之高熔點金靥所構成的導電 層3.3a ，33b。但是該導電層33a，33b也可以 由髙熔點金屬以外的其他材料所構成。 配線W2係被配置在絕緣層3 2上，而與導電層3 3 a ，33b相連接，配線W2係由銅、鋁合金等之金屬 35a ，35b以及用於覆蓋該金屬35a ，35b之側 面的配線保護層51a，51b所構成。 此外，配線W 2並不限於銅、銘合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金靥 所構成》 又，配線保護層5 1 a ，5 1 b可以由例如氮化鈦' 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層5 1 a，5 1 b只要是具有導電性 ，而很難爲藥品所腐蝕或是氧化的材質即可。 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — -170 - (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 B7 經濟部中央梯準局貝4消費合作社印装 五、發明説明（168 ) 在配線W2的上部形成有絕緣層3 7，該絕緣層3 7 係由配線W2所支撐，而配線W2之間則成爲空洞3 8。 在該空洞3 8則主要充滿了氧0 2與二氧化碳C 02之混合 氣體》 絕緣層3 7除了對於在配線W2之間設置空洞3 8時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 7上稹層時之基底也極 爲重要。該絕緣厝3 7例如由矽氧化膜等所構成。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W1之間則形成 有充滿了氧02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 ， 而在配線W2之間則形成有充滿了氧0 2與二氧化碳C 02 之混合氣體的空洞3 8。 -該混合氣體的介電率ε爲1. 0左右。因此與在配'線 W 1之間以及配線W 2之間填滿矽氧化層等之絕緣層的情 形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此可以同時達成提升元件之稹體程度與提昇L S I 之性能的目的。 又，由於配線Wl ，W2的側面係由配線保護層 50a ，50b，51a ，51b所覆蓋，因此自晶片的 周緣經由空洞3 1 ，3 8而進入的水分不會直接到達配線 W 1 ，W 2的金屬。 因此可以分別保護配線Wl，W2免於遭受水分 .. Η 2 〇的侵入。 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的封 裝（package)上，若是設置用於連接封裝外部與內部的 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐）一~~ -171 - ----------------’訂------>< (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬揉準局員工消費合作杜印装 A7 __；_B7_五、發明説明（169) 孔時，則空洞3 1 ，3 8會爲空氣所充滿，且藉著使該空 氣循環，可以使在晶片內所產生的熱被有效率地排出到封 裝的外部。 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導體裝 置。 又，由於配線W1 ，W2爲配線保護膜50 a ， 50b，51a，51b所被覆，因此很難在配線W1， W 2上產生龜裂。 其次則說明圖1 4 3之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 4 4所示，到在絕緣層2 5上形成碳層 3 9之前，則是藉由與上述第1 8實施形態之製造方法同 樣的.方法來進行》 亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場 氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極23以及源極·汲極領域24a ，2 4b的 Μ〇S電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（B P SG或P SG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程）.，在絕緣層2 5形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選_ 擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金屬所構成的導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣餍2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ Μ ! 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -172 - 172 317〇j0 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 五、發明説明（170 ) 屬以外的其他的材料》 藉由噴濺法，在絕緣層25上形成碳層39。在此， 碳層3 9的厚度則被設定爲與L S I之內部配線相等的值 (例如約0. 7〜約1. 2 μ m )。 藉由噴濺法，在碳層39上形成約0. 05#m厚度 的掩罩材（例如矽氧化層或是氮氧化層）。利用PEP ( 照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材進行圖案處理 。將該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層3 9進行 蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層3 9實施蝕刻，而是 將經P E P加工之掩罩材當作掩罩對碳層3 9實施蝕刻的 理由.，則是與上述第2實施形態中的製造方法中所說明的 相同》 因此，當導電層26a，26b爲高熔點金靥時，則 以經P E P加工之掩罩材當作掩罩，而對碳層進行蝕刻。 而當導電層2 6 a，2 6 b爲不會SH2S 04與11202之 藥液所腐蝕的材質時，則也可以將光抗蝕層當作掩罩，而 對碳層3 9進行触刻。 之後，則除去掩罩材，藉由噴濺法或是CVD法，在 絕緣靥2 5上以及碳層3 9上形成例如由氧化矽所構成之 配線保護層5 0 ^ 其次，如圖1 4 5'所示，藉由R I E對配線保護層進 行蝕刻’讓配線保護層5 0 a，5 0 b只殘留在碳層3 9 之溝的側壁上。又，藉由噴濺法或是CVD法，在碳曆 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -1 7Q - 173 經濟部中央揉準局員工消費合作社印装 A7 ______B7_ 五、發明説明（171 ) 3 9上以及形成在碳層3 9的溝內形成由銅、鋁合金等所 構成的金屬層2 8。 此外，配線並不限於銅、鋁合金等的金鹛，其也可以 是例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢、鉅等的髙熔點金 屬。
其次’如圖1 4 6所示，藉由化學機械研磨（CMP )’該配線保護層50a ’ 50b以及金屬層28a ， 2 8 b只殘留在位在碳層3 9之間的溝內而形成配線W1 〇 此外’也可取代CMP，而改採異方性蝕刻或是等方 性蝕刻來形成配線W1。 -其次’如圚1 4 7所示，藉由噴濺法，在碳層3 9·上 以及配線W1上形成絕緣層（例如矽氧化物層）3 〇 »在 此’絕緣層3 0最好是藉由CVD法而形成。而此是因爲 ’在形成絕緣層3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此， 在形成絕緣層3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又’絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化物層 時’則位在0. 0‘l〜〇. lem的範圍內，而此對於不 使絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣 層3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類或是性質 而有所不同。 其次’如圖1 4 8以及圖1 4 9所示，使碳層3 9灰 化’將該碳層3 9轉換成主要充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體的空洞3 1。至於碳層3 9的灰化，則可 本紙張又度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -174 - A 7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印褽 五、發明説明（172 ) 藉由以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 -4 5 0 °C，時間2小時左右）^該方法，由於使碳層3 9 轉換成二氧化碳C 0 2的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之體積膨脹導致絕緣層3 0發 生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層轉換成二氧化碳C 0 2的反應係快速地進行，因此，其 優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲碳層 3 9之體稹的膨脹而導致絕緣層3 0發生破裂的可能性變 髙的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層3 0之性質以 及降低氧電漿處理的溫度而避免。 其次，如圖1 5 0所示，利用CVD法，在絕緣層 3 0上形成具有低介電率（例如包含氟之P E 0 S等）的 絕緣層3 2。 其次，如圖151所示，利用PEP(照相蝕刻工程 以及RI E (反應性離子蝕刻），在絕緣層30 ，32上 設置可以到達配線W1的經由孔。 其次，如圖1 5 2所示，利用選擇成長法，讓由鎢等 之髙熔點金屬所構成的導電層3 3.a ，3 3 b只埋入到經 由孔內。此外，在絕緣層3 0，3 2之經由孔內也可以if 入髙熔點金屬以外的其他材料。 其次，如圖1 5 3所示，藉由與在形成配線W1時所 使用之工程同樣的工程來形成配線W2- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -175 - 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 A7 __B7_五、發明説明（m ) 亦即，首先，藉由噴濺法，在絕緣層3 2上形成碳層 。在此，碳層的厚度被設定爲與配線W 2之厚度相等的值 。藉由噴濶法，在碳層上形成大約0. 05em厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是矽氮化物層等）。 之後，則利用P E P (照相蝕刻工程）以及異方性蝕 刻，對掩罩材進行圖案處理。將掩罩材當作掩罩，藉由異 方性蝕刻對碳層進行蝕刻。除去掩罩材，利用噴濺法或是 CVD法以及RIE，在碳層之溝的側壁形成例如氧化矽 所構成的配線保護層51a，51b。 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層上以及形成在碳層 之溝內形成由銅、鋁合金等所構成之金靥35a ，35b 。藉由化學機械研磨（CMP)，讓配線保護層51a'， 5 1 b以及金屬層3 5 a·，3.5 b只殘留在碳層的溝內。 藉由噴濺法，在碳層上以及配線W2上形成絕緣層（ 例如矽氧化靥）3 7。之後，則使碳餍灰化，將碳層轉換 成主要充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體的空洞 3 8。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 Wl ，W2之溝的絕緣層，且當在溝內形成配線後，使該 碳層灰化而轉換成充滿了氣體的空洞》因此很容易製造圖 143之半導體裝置。 又，掩罩材，在對碳層實施圖案處理後，在使碳層灰 化之前會被除去。因此能夠迅速且正確地使碳層灰化。 圖1 5 4係表與本發明之第2 4實施形態有關的半導 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁)
*1T ^ -176 - 經濟部中夬標準局負工消费合作社印策 317〇l〇 A7 __B7__________五、發明説明（I74 ) 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化層）2 2。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MOS電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP)而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24 a ，24b的接觸 孔。. 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金屬所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電層2 6 a ，26b相連接。配線W1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金屬28a ，28b之側 面之配線保護層50a ，50b所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，.其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之高熔點鸯 屬所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之髙熔點金 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A7 ___B7_五、發明説明（l75 ) 屬所構成。 又，配線保護層50a，50b例如由氮化鈦、鈦與 鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構成。 亦即，配線保護層50a ，50b只要是具有導電性，而 很難爲藥品所腐蝕或是氧化者即可。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（ cavity) 3 1。在該空洞3 1則主要充滿了氧〇2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 此外，絕緣層2 9係用於決定配線W1之圖案者，例 如由矽氧化物靥或是矽氮化物層所構成。 .絕緣層3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1•時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要6絕緣層3 0例如由矽氧化膜等所構成。 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上形成由銅、鋁合金等之金靥層 35a ，35b以及用於覆蓋該金靥層35a ，35b之 側面的配線保護層5 1 a ，5 1 b所構成的配線W2。 此外，配線W2並不限於銅、鋁合金等的金屬’也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點金屬 所構成。 .. 又，配線保護層51 a，5 1 b可以由例如氮化鈦、 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金屬或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層5 1 a ’ 5 1 b只要是具有導電性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇>< 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本. 訂 -178 - 經濟部中央揉準局負工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（l76 ) ，而很難爲藥品所腐蝕或是氧化的材質即可。 在配線W2之上部與下部之間則形成有絕緣層（例如 矽氧化層）4 3。該絕緣層4 3係由配線W2所支撐’配 線的下部呈柱狀，又，配線W2之上部呈線狀，且被配置 在絕緣層4 3上。 在配線W2上形成有絕緣層（例如矽氧化物層）3 7 ，而配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W 2之 間）則成爲空洞（cavity ) 4 0。在該空洞4 0則主要充 滿了氧〇2與二氧化碳C 02的混合氣體。 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）則成爲 空洞（cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧〇2 與二氧化碳C02的混合氣體。 此外，'藉著使空洞3 1 ，3 8，4 0在製造時與空氣 接觸，或是在封裝上設置孔，可以在空洞31 ，38， 4 0內充滿空氣。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W 1之間則形成 有充滿了氧0 2與二氧化碳C0 2之混合氣體的空洞3 1 ， 而在配線W 2之間則形成有充滿了氧〇2與二氧化碳C 02 之混合氣體的空洞38。 更者，在導電層35a ，35.b之間，亦即，配線 W1與配線W2之間，則形成充滿了氧〇2與二氧化碳 C02的混合氣體的空洞40 » 該混合氣體的介電率爲1. 0左右。因此與在同一層 (左右）之配線之間以及不同餍（上下）之配線之間填滿 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 羊 訂 -179 - 經濟部中央樣率局貝工消费合作社印裝 A7 _B7 五、發明説明（m ) 矽氧化層等的絕緣層的情形相比較，可以大幅地降低介電 率。 因此，可以同時達成提升元件之稂體程度以及L S I 之性能的。 又，由於配線Wl ’ W2的側面係由配線保護靥 50a ，50b ，51a ，51b所覆蓋，因此自晶片的 周緣經由空洞3 1，38，40而進入的水分不會直接到 達配線Wl，W2的金屬。 因此可以分別保護配線Wl，W2免於遭受水分 Η 2 〇的侵入。 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的封 裝（package)上，若是設置用於連接封裝外部與內部的 孔時，則空洞3 1 ，3 8會爲空氣所充滿，且藉著使該空 氣循環，可以使在晶片內所產生的熱被有效率地排出到封 裝的外部。 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導體裝 置。 又，由於配線Wl ，W2爲配線保護膜50 a ， 50b，51a ，51b所被覆，因此很難在配線Wl ， W 2上產生龜裂。 其次則說明圖154之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 5 5所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1爲止，則是藉由與上述第2 2實施形態之製造方法相 同的方法來進行。 ϋΓ張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐] — -180 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -59 317010 A7
經濟部中央標準局員工消费合作社印I _____B7__五、發明説明G78 ) 亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場 氧化層2 2。又，在由場氧化餍2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極2 3以及源極·汲極領域24a ，24b的 Μ 0 S電晶體》 在半導體基板21之整面形成可以完全覆蓋M〇S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣厝2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層2 5形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，讓由鎢等之高熔點金靥所構成的導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣層2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他的材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 3 9的厚度則被設定爲與L S I之內部配線的厚度相等的 值（例如約0. 7〜約1. 2/zm)。 藉由噴濺法，在碳層上形成約〇_ 05ym厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是氮氧化物層）。利用PEP ( 照相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材進行圖案處理 。將該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳層進行蝕刻 〇 此外，不藉由P E P直接對碳層實施蝕刻，而是將經 P E P加工之掩罩材當作掩罩對碳餍實施蝕刻的理由，則 是與上述第2實施形態中的製造方法中所說明的理由相同 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局負工消费合作社印策 A7 1 B7五、發明説明（i79 ) 0 因此，當導電層26a ，26b爲高熔點金靥時，則 以經P E P加工之掩罩材當作掩罩，而對碳層進行蝕刻。 而當導電層26a，26b爲不會爲^12304與112〇2之 藥液所腐蝕的材質時，則也可以將光抗蝕層當作掩罩，而 對碳層進行蝕刻。 之後，則藉由噴濺法或是CVD法，在掩罩材2 5上 以及形成在碳層之溝內形成例如由氣化矽所構成的配線保 護靥藉由R I E對配線保護層進行蝕刻，讓配線保護餍 50a，50b只殘留在形成在碳層之溝的側壁上。又， 藉由噴濺法或是CVD法，在配線保護層5 0上形成由銅 、錫合金等所構成的金屬層28a，28b。 此外，配線並不限於銅、鋁合金等的金屬，也可以由 爲例如包含雜質的半導體、或是鎢、鉅等的高熔點金靥。 藉由化學機械研磨（CMP)，讓配線線保護層 50a，50b以及金靥層28a，28b只殘留在位在 碳厝之間的溝內。而形成配線W1。此外，也可以取代 C Μ P，而改採異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線。 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）30。在此，絕緣層30最好是 不要藉由CVD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層. 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層 3 0時，碳層有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化層時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） — — -182 - m HH ί l I · nn (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部中央標準局肩工消費合作社印装 A7 _____B7_五、發明説明'(iso) ’則位在O. 0 1〜0. lym的範圍內，而此對於不使 絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣層 3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類或是性質而 有所不同。 之後，則使碳層灰化，使該碳層轉換成主要充滿了氧 〇2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 1 » 在藉由以上之工程而形成配線W1後，則藉由噴濺法 ，在絕緣層30上形成碳層41。又，藉由噴濺法，在碳 層4 1上形成約0. 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化 物層或是矽氮化物層）4 3 · 此外，絕緣層4 3最好是不要由CVD法來形成。而 此是.因爲在形成絕緣層4 3時之反應氣體中包含有氧氣 氧〇2，而茬形成絕緣層4 3時，碳層4 1有被除去之可 能使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化層時 ，則位在0. 01〜0·l#m的範圍內，而此對於不使 絕緣層4 3發生破裂而進行灰化十分適合》但是絕緣層 4 3之最適當的厚度則會因爲絕緣層4 3之種類或是性質 而有所不同。 接著，則藉由噴濺法，在絕緣層4 3上形成碳層4 4 〇 之後，則對碳層4 4進行圖案處理，在碳層4 4上設 置用於形成配線的溝，對於碳層4 4的圖案處理則有利用 P E P (照相蝕刻工程）與R I E的方法以及將經過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -183 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 317010 A7 B7 五、發明説明（181 ) P E P與R I E所加工的掩罩材當作掩罩而進行圖案處理 的工程方法。 在本實施例中，則就利用P E P與R I E的方法加以 說明。亦即，在碳層4 4上形成光抗蝕層4 5。在對光抗 蝕層4 5進行圖案處理後，將該光抗蝕層4 5當作掩罩’ 藉由異方性蝕刻對碳層4 4進行蝕刻，而在碳層4 4上形 成溝。 之後，則利用H2S 〇2與H2〇2的藥液來除去光抗蝕 層4 5。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層，因此該氧電 漿處理並未被應用在光抗蝕層4 5的剝離上。 其次，如圈1 5 6所示，在碳層4 4上再形成光抗蝕 層4 6。在對光抗蝕層4 6實施圖案處理後’將該光抗触 層4 0當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對露出於溝之底部的 絕緣層4 3以及碳層4 1進行蝕刻。 之後，則利用1123 04與^12〇2的藥液來除去光抗蝕 層4 6。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層4 6 ，因此該 氧電漿處理至未被應用在光抗蝕層46的剝離上。. 其次，如圖15 7所示，利用異方性蝕刻，對露出於 溝之底部的絕緣層3 0進行蝕刻，而形成可以到達配線W 1的經由孔。 藉由噴濺法或是CVD法，在位在碳層4 4之間的辑 內以及碳層4 1之經由孔內形成例如由氧化矽所構成的配 線保護層51a ，51b。又，藉由噴濺法或是CVD法 ，在碳層4 4上，位在碳厝4 4之溝內以及碳層4 1之經 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央梂準局月工消费合作社印裝 A7 __B7______五、發明説明（182) 由孔內形成由銅、鋁合金等所構成的金屬層3 5 ° 其次，如圓1 5 8所示，藉由化學機械研磨（CMP )分別使配線保護層以及金雇層3 5 a，3 5 b殘留在位 在碳層4 4之間的溝內以及碳層4 1的經由孔內。 又，藉由噴濺法，在碳層44上形成約0· 05iim 厚度的絕緣層（例如矽氧化物層）3 7。 此外，絕緣層37，43的厚度，當絕緣層37 ’ 43係由矽氧化物層所構成時，則位在0. 01〜〇.1 em的範圍內，而此對於不使絕緣層3 7，4 3發生破裂 而進行灰化非常適合。但是絕緣層3 7，4 3之最適當的 厚度則因爲絕緣層3 7，4 3的種類或是性能會有所不同 〇 其次，如圖1 5 9以及圖1 6 0所示，藉由在氧環境 下的熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ’ 44同時 灰化，而使碳層4 1轉換成主要充滿了氧◦ 2與二氧化碳 C 02之混合氣體的空洞4 0，而使碳層4 4轉換成主要 充滿了氧02與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 8。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1 ，W2的溝或是經由孔的絕緣層，且當在溝內以及經 由孔內形成配線後，使該碳層灰化/而轉換成充滿了氣體 的空洞。 .. 又，配線W 2，由於不使用接觸插頭（Contact plug )，而直接連接到配線W1，因此，可以大幅地減少工程 數目。 本矣氏張尺度適用中國國家橾準（CNS )八4规格（21〇X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂 -185 - 經济部中央樣準局貝工消費合作社印裝 A7 _____B7 五、發明説明（l83 ) 藉此，在多層配線構造之半導體裝置中，在同一靥（ 左右）的配線之間會充滿了氧〇2與二氧化碳co2的混合 氣體或是空氣，且在不同靥（上下）的配線之間也會充滿 了氧〇2與二氧化碳c 〇2的混合氣體或是空氣。 圖1 6 1係表與本發明之第2 1實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶園）2 1上形成有場氧化層 (例如矽氧化靥）2 0。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域則形成有MO S電晶體。該MO S電晶體則具有閘 極23以及源極·汲極領域24a，24b » 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（B PSG)或是磷矽酸玻璃（P SG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP)而成爲平坦。在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24 a，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金屬所構成的 導電層26a，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由髙熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線W1被配置在絕緣層2 5上，而與導電厝2 6 a_. ，2 6 b相連接。配線W 1係由銅、鋁合金等之金靥 28a ，28b以及用於覆蓋該金靥28a ，28b之側 面之配線保護層50a ，50b所構成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ----------^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、vm -186 - 經濟部中央標準局貝工消*1^6作社印製 A7 ____ B7__五、發明説明（184 ) 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢等之髙熔點金 屬所構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金屬，其也 可以由例如包含雜質之多矽等的半導體，鎢、鉅等之髙熔 點金屬所構成。 又，配線保護層50a，50b例如由氮化鈦、鈦與 鎢之合金，白金等之過渡金靥或是其合金、鉬等所構成。 亦即，配線保護層50a，50b只要是具有導電性，而 很難爲薬品所腐蝕或是氧化者即可。 在配線W1的上部則形成有絕緣層3 0。該絕緣層 3 0爲配線W1所支撐，而配線W1之間則成爲空洞（· cavity ) 3 1 »在該空洞3 1則主要充滿了氧0 2與二氧 化碳C 02的混合氣體。 絕緣餍3 0除了對於在配線W1之間設置空洞3 1時 極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹層時的基底也極 爲重要》絕緣層3 0例如由矽氧化膜等所構成》 在絕緣層3 0則形成有可以到達配線W1的接觸孔。 在該接觸孔內以及接觸孔上則形成由鎢、鋁合金等之金靥 層35a ，35b以及用於覆蓋該金屬層35a ，35b 之側面之配線保護層5 1 a，5 1 b所構成的配線W2。 此外，配線W 2並不限於銅、鋁合金等的金靥，也可 以由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金屬 所構成。 請 先 閲 讀 背 面 ί 事 項 再 ik 一 寫 本 頁 裝 訂 本紙張尺度遑用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -187 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（185 ) 又，配線保護層5 1 a ，5 1 b可以由例如氮化欽、 鈦與鎢之合金、白金等之過渡金靥或是其合金、鉬等所構 成。亦即，配線保護層51a，51b只要是具有導電性 ，而很難爲藥品所腐蝕或是氧化的材質即可。 在配線W 2之上部與下部之間則形成有絕緣層（例如 矽氧化層）4 3。該絕緣靥4 3係由配線W2所支撐，配 線的下部呈柱狀，又，配線W2之上部呈線狀，且被配置 在絕緣層4 3上。 在配線W2上形成有絕緣層（例如矽氧化物層）3 7 ，而配線W2之下部之間（上下之配線W1與配線W2之 間）則成爲空洞（cavity ) 4 0。在該空洞4 0則主要充 滿了氧02與二氧化碳C02的混合氣體》 配線W2之上部之間（左右之配線W2之間）則成爲 空洞（cavity) 3 8。在該空洞3 8則主要充滿了氧〇2 與二氧化碳C 02的混合氣體。 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧0 2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 ，在 配線W 2之間形成有充滿了氧02與二氧化碳C 0 2之混合 氣體的空3 8。 更者，在導電層35a ，35b之間，亦即在配線 W 1與配線W 2之間則形成有充滿了氧〇 2與二氧化碳 C0 2之混合氣體的空洞40。 該混合氣體的介電率爲1. 0左右’因此與在同一層 (左右）之配線之間以及不同層（上下）之配線之間填滿 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -188 - 經濟部中央標準局貝工消費含作社印製 31701ο A7 B7 一· " —. .… 一 五、發明説明（I86 ) 矽氧化層等之絕緣層之情形相比較’可以大幅地降低介電 率。 因此可以同時達成提升元件之稹體程度以及L S I之 性能的效果。 又，由於至少配線Wl，W2的側面係由配線保護層 50a ，50b，51a ，51b所覆蓋，因此自晶片的 周緣經由空洞3 1 ，38，40而進入的水分不會直接到 達配線W1W2的金屬8 因此可以分別保護配線W1，W2免於遭受水分 Η 20的侵入。 又，在搭載有該實施形態之半導體裝置（晶片）的封 裝（package)上，若是設置用於連接封裝外部與內部的 孔時，則空洞3 1 ，3 8會爲空氣所充滿，且藉著使該空 氣循環，可以使在晶片內所產生的熱被有效率地排出到封 裝的外部》 因此能夠提供很難因爲熱而產生不良狀態的半導髖裝 置β 又，由於配線W1 ，W2爲配線保護膜50a ’ 50 b，51a，5 lb所被覆，因此很難在配線W1 ， W 2上產生龜裂。 其次則說明圓161之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 6 2所示，到在絕緣層2 5上形成配線 W1爲止，則是藉由與上述第2 3實施形態之製造方.法相 同的方法來進行。 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -189 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A7 ___ B7五、發明説明（187 ) 亦即，藉由LOCOS法在半導體基板2 1上形成場' 氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所包圍的元件領域則 形成具有閘極23以及源極.汲極領域24a ，24b的 Μ 0 S電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣層（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械硏磨（CMP)使絕緣靥2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層25形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，讓由鎢等之高熔黏金屬所構成的導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣靥2 5的接觸孔內》 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他的材料。 藉由噴濺法，在絕緣層2 5上形成碳層。在此，碳層 3 9的厚度則被設定爲與L S I之內部配線的厚度相等的 值（例如約0. 7〜約1. 2#m)。 藉由噴猫法，在碳層上形成約0. 05#m厚度的掩 罩材（例如矽氧化物層或是氮氧化層）。利用P E P (照 相蝕刻工程）以及異方性蝕刻，對掩罩材進行圖案處理。 將該掩罩材當作掩罩，藉由異方性蝕刻對碳餍進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層實施蝕刻，而是將經 P E P加工之掩罩材當作掩罩對碳層實施蝕刻的理由，則 是與在上述第2實施形態中的製造方法中所說明的理由相 同。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -190 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（188 ) 因此，當導電層26a，26b爲高熔點金颶時，則 以經P E P加工之掩罩材當作掩罩，而對碳層進行蝕刻。 而當導電層2 6 a，2 6 b爲不會爲112304與11202之 藥液所腐蝕的材質時，則也可以將光抗蝕餍當作掩罩，而 對碳層進行蝕刻。 之後，則除去掩罩材，藉由噴濺法或是CVD法，在 形成於碳層之溝的側壁上形成例如由氧化矽所構成的配線 保護層50a ，50b。又，藉由噴濺法或是CVD法， 在碳層上以及形成在碳靥的溝內形成由銅、鋁合金等所構 成的金屬層28a，28b。 此外，配線並不限於銅、鋁合金等的金屬，也可以由 爲例如包含雜質的半導體、或是鎢、钽等的髙熔點金屬 藉由化學機械研磨（CMP)，該配線保護層5 0 a ，50b以及金屬層28a ，28b只殘留在位在碳靥之 間的溝內。而形成配線W1。此外，也可以取代CMP， 而改採異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線》 藉由噴濺法，在掩罩材2 9上以及配線W1上形成絕 緣層（例如矽氧化物層）30。在此，絕緣層30最好是 不要藉由CVD法而形成。而此是因爲，在形成絕緣層 3 0時的反應氣體中包含有氧氣，因此，在形成絕緣層 3 0時，碳層3 9有被除去的可能使然。 又，絕緣層3 0的厚度，當絕緣層3 0爲矽氧化層時 ，則位在0. 01〜〇.lMm的範圍內，而此對於不使 絕緣層3 0發生破裂而進行灰化非常適合。但是，絕緣層 本紙張尺度適用^國國家揉準（匚邶）八4規格（210父297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -191 - 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印裝 31701ο μ _____B7 五、發明説明（189 ) 3 0的最適當的厚度會因爲絕緣層3 0的種類或是性質而 有所不同。 之後，則使碳靥灰化，使該碳靥轉換成主要充滿了氧 02與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞3 1。 在藉由以上之工程形成配線W1後，則藉由噴濺法， 在絕緣層3 0上形成碳層4 1。又，藉由噴濺法，在碳層 4 1上形成約0. 0 5 Am厚度的掩罩材（例如矽氧化物 層或矽氮化層等）43。 此外，絕緣層4 3最好是不要由CVD法來形成。而 此是因爲在形成絕緣厝4 3時之反應氣體中包含有氧氣 氧〇2,而在形成絕緣層4 3時，碳層4 1有被除去之可 能使然。 又，絕緣層4 3的厚度，當絕緣層4 3爲矽氧化層時 ，則位在0. 01〜0.lem的範圍內，而此對於不使 絕緣層4 3發生破裂而進行灰化十分適合》但是絕緣層 4 3之最適當的厚度則會因爲絕緣層4 3之種類或是性質 而有所不同。 " 接著，則藉由噴濺法，在絕緣層4 3上形成碳層4 4 〇 之後，則對碳層4 4進行圖案處理，在碳層4 4上設 置用於形成配線的溝，對於碳層4 4的圖案處理則有利用 P E P (照相蝕刻工程）與R ΓΕ的方法以及將經過 P E P與R I E所加工的掩罩材當作掩罩而進行圖案處理 的工程方法。 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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五、發明説明（190 ) 在本實施例中1則就利用P E P與R I E的方法加以 說明》亦即，在碳層4 4上形成光抗蝕層4 5。在對光抗 蝕層4 5進行圖案處理後，將該光抗蝕層4 5當作掩罩， 藉由異方性蝕刻對碳層4 4進行蝕刻，而在碳層4 4上形 成溝。 之後，則利用1125 02與1120 2的藥液來除去光抗蝕 層4 5。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層，因此該氧電 漿；理並未被應用在光抗蝕層4 5的剝離上。 其次，如圖1 6 3所示，在碳層4 4上再形成光抗蝕 層4 6。在對光抗蝕層4 6實施圖案處理後，將該光抗蝕 餍4 0當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對霣出於溝之底部的 絕緣層43以及碳層41進行蝕刻。 之後，則利用1^23 04與1^2〇2的藥液來除去光抗蝕 層4 6。此外，由於氧電漿處理會消滅碳層4 6 ，因此該 氧電漿處理至未被應用在光抗蝕靥4 6的剝離上。 其次，如圖1 6 4所示，利用異方性蝕刻，對露出於 溝之底部的絕緣層3 0進行蝕刻，而在溝之底部的一部分 形成可以到達配線W1的經由孔。 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層4 4之溝的側壁以 及碳層41之孔的側壁形成例如由氧化矽所構成的配線保 護層5 1 a ，5 lb。又，藉由噴濺法或是CVD法’在 碳層4 4上，碳層4 4之溝內以及碳層4 1之經由孔內形 成由銅、鋁合金等所構成的金靥層35。 其次，如圖1 6 5所示，藉由化孿機械研磨（CMP (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線‘ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 193 經濟部中央標準局貝工消ί6作社印製 317010 A7 ____B7_五、發明説明（m) )分別使配線保護層51a ，51b以及金靥層35a ’ 3 5 b殘留在位在碳層4 4之間的溝內以及碳層4 1的經 由孔內。 又，藉由噴濺法，在碳層44上形成約0. 05μιη 厚度的絕緣層（例如矽氣化物屠）3 7。 此外，絕緣層37，43的厚度，當絕緣厝37， 43係由矽氧化屠所構成時，則位在0. 01〜0.1 A m的範圍內，而此對於不使絕緣層3 7，4 3發生破裂 而進行灰化非常適合。但是絕緣層37，43之最適當的 厚度則因爲絕緣層3 7，4 3的種類或是性能會有所不同 〇 其次，如圖1 6 6以及圖1 6 7所示，藉由在氣環·境 下的熱處理或是氧電漿處理，可以使碳層4 1 ，4 4同時 灰化，而使碳層4 1轉換成主要充滿了氧02與二氧化碳 C02之混合氣體的空洞4 0，而使碳層4 4轉換成主要 充滿了氧◦ 2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞38。 根據上述製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配線 W1，W2的溝或是經由孔的絕緣層，且當在溝內以及經 由孔內形成配線後，使該碳層灰化，而轉換成充滿了氣體 的空洞。 又’配線W 2，由於不使用接觸插頭（Contact plug )，而直接連接到配線W 1，因此可以大幅地減少工程數 目。 藉此，在多層配線構造之半導體裝置中，在同一層（ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公；f ) " -194 - A7 B7 經濟部中央樣準局員工消作社印製 五、發明説明（192 ) 1 左右 )的配線 之 間 會充 滿 了 氧 0 2與二氧化碳< ： 3 2 的 混 合 1 1 氣體 或是空氣 且 在不 同 層 ( 上 下 ) 的 配 線 之 間 也 會 充 滿 1 I 了氧 0 2與二氧化碳C 0 2 的 混 合 氣 體 或 是 空 氣 9 /—V 1 I 又，掩罩 材 在對 碳 層 進 行 圖 案 處 理 後 » 在使 碳 層 灰 請 先 閱 1 1 I 化之 前會被除 去 0 因此 能 夠 迅 速 且 正 確 地 使 碳 層 灰 化 〇 讀 背 1 1 圖1 6 8 係 表 與本 發 明 之 第 2 6 * 施 形 態 有 關 的 半 導 之 注 1 I 意 1 I 體裝 置β 事 項 1 I 再 1 I 在半導體 基 板 (例 如 矽 晶 園 ) 2 1 上 形 成有 絕 緣 層 寫 本 、装 1 2 5 。在該絕 緣 層 2 5 上 形 成 配 線 W 1 〇 該 配 線 W 1 係 例 頁 '—^ 1 I 如由 銅、鋁合 金 等 之金 屬 2 8 a 2 8 b 以 及 用 於 覆 蓋 該 1 I 金屬 2 8a， 2 8 b之 底 面 與 側 面 的 U 字 溝 狀 的 障 壁 靥 1 1 | 2 7 a，2 7 b 等 所構 成 〇 1 訂 1 此外，配 線 W 1並 不 限 於 銅 、 鋁 合 金 等 的 金 靥 其 也 1 1 可以 是由例如 包 含 雜質 之 多 矽 等 的 半 導 體 、 鎢 等 之 高 熔 點 1 1 金屬 所構成。 又 障壁 厝 2 7 a 2 7 b 可 例 如 由 鈦 與 氮 1 1 化鈦 的稹層等 所 構 成。 — \練 | 彼此相鄰 之 配 線W 1 的 間 隔 爲 Η 0 當 該 間 隔 Η 非 常 寬 1 I 時， 則在配線 W 1 之間 形 成 假 配 線 D 1 〇 1 1 I 假配線D 1 係 例如 由 銅 、 鋁 合 金 等 之 金 屬 層 2 8 d > 1 1 2 8 d以及用 於 覆 蓋該 金 靥 層 2 8 d f 2 8 d 之 底 面 與 側 1 1 面的 U字溝狀 的 障 壁層 2 7 d » 2 7 d 所 構 成 〇 1 1 此外，假 配 線 D 1 並 不 限 於 銅 、 鋁 合 金 等 的 金 靥 > 其 1 1 也可 以由例如 包 含 雜質 的 多 矽 等 的 半 導 體 鎢 等 之 高 熔 點 1 I 金屬 所構成。 又 » 障壁 層 2 7 d 9 2 7 d 係 例 如 由 欽 與 氮 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇X297公釐） -195 - 經濟部中央標準局員工消itl作社印褽 ^17010 Αν __B7__五、發明説明（I93 ) 化鈦的積層等所構成。 在配線W1的上部形成由絕緣層2 9，3 0。該絕緣 層29，30係由配線W1以及假配線D1所支撐，而配 線W1以及假配線D1之間則成爲空洞3 1。在該空洞內 則主要充滿了氣〇 2與二氧化碳C 0 2的混合氣體。 此外，假配線D1係一用於使絕緣層29，30不致 於落入空洞3 1內者，並不具備一般配線的功能》 又，絕緣層29係一用於決定配線W1以及假配線 D 1的圖案者，例如由矽氧化層或是矽氮化層等所構成。 絕緣層3 0除了對於在配線W1以及假配線D 1之間設置 空洞3 1時極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 0上稹屠時 之基底也極爲重要。絕緣靥3 0例如由矽氧化膜等所構成 〇 在絕緣層3 0上形成有絕緣層3 2。該絕緣層3 2係 例如由矽氧化層所構成。 在絕緣餍3 2上形成有配線W2。該配線W2係例如 由銅、鋁合金等的金靥層3 5 a，3 5 b以及用於覆蓋該 金鷹層3 5 a，3 5 b之底面與側面的U字溝狀的障壁層 34a，34b所構成》 此外，配線W1並不限於銅 '鋁合金等的金靥，其也 可以是由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之髙熔點 金屬所構成》又，障壁層34a，34b可例如由鈦與氮 化鈦的稹層等所構成。 彼此相鄰之配線W2的間隔爲Η。當該間隔Η非常寬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -196 - A7 3ΐ7〇ί〇 _____B7_ 五、發明説明（I94 ) 時，則在配線W2之間形成假配線D 2。 假配線D 2係例如由銅、鋁合金等之金靥層3 5 d， 3 5 d以及用於覆蓋該金靥層3 4 d，3 4 d之底面與側 面的U字溝狀的障壁層27d，27d。 此外，假配線D 2並不限於銅、鋁合金等的金靥，其 也可以由例如包含雜質的多矽等的半導體、鎢等之高熔點 金屬所構成。又，障壁層27d，27d係例如由鈦與氮 化鈦的稹層等所構成。 在配線W2的上部形成由絕緣層3 6，3 7。該絕緣 層36，37係由配線W2以及假配線D2所支撐，而配 線W2以及假配線D2之間則成爲空洞38·在該空洞 3 8內則主要充滿了氧〇2與二氧化碳CO 2的混合氣體。 此外，假配線D 2係一用於使絕緣層3 6，3 7不致 於落入空洞3 8內者，並不具備一般配線的功能。 又，絕緣餍3 6係一用於決定配線W2以及假配線 D 2的圖案者，例如由矽氧化物層或是矽氮化物靥等所構 成。絕緣厝3 7除了對於在配線W2以及假配線D 2之間 設置空洞3 8時極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 7上積 層時之基底也極爲重要。絕緣層3 7例如由矽氧化膜等所 構成。 根據上述構造之半導體裝置’在配線W 1之間則形成 有充滿了氧〇2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞31 ， 而在配線W2之間則形成充滿了氧02與二氧化碳c 02之 混合氣體的空洞3 8。 冢紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇'〆297公釐) ' -197 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本 訂 經濟部中央揉準局員工消it!作社印策 317010 A7 B7 經濟部中央標準局員工消—α作社印裝 五、發明説明（I95 ) 1 J 該 混 合 氣 體 之 介 電 率 a 爲 1 0 左 右 〇 因 此 與 在 配 線 1 1 W 1 之 間 以 及 配 線 W 2 之 間 填 址 Μ 矽 氧 化 物 層 等 之 絕 緣 層 的 1 I 情 形 相 比 較 可 以 大 幅 地 降 低 介 電 率 0 /—V 1 I 因 此 可 以 同 時 達 成 提 升 元 件 之 稹 體 程 度 與 提 昇 L S I 請 k, 閱 1 1 | 之 性 能 的 巨 的 〇 讀 背 面 1 1 | 又 當 互 相 鄰 接 之 配 線 W 1 之 間 隔. Η 非 常 寬 時 則 在 之 注 1 I 意 1 I 配 線 W 1 之 間 形 成 假 配 線 D 1 9 同 樣 地 1 Af·/. 當 互 相 鄰 接 之 配 事 項 1 I 再 1 I 線 W 2 的 間 隔 非 常 寬 時 » 則在 配 線 W 2 之 間 形 成 假 配 線 | 一 S * D 2 〇 頁 '—^ 1 | 因 此 配 線 W 1 > W 2 上 的 絕 緣 層 不 會 崩 落 到 空 洞 1 I 3 1 3 8 內 0 1 1 | 圖 1 6 9 係 表 與本 發 明 之 第 2 7 實 施 形 態 有 關 的 半 導 1 訂 體 裝 置 0 1 1 在 半 導 體 基 板 ( 例 如 矽 晶 圖 ) 2 1 上 形 成 有 絕 緣 層 1 1 2 5 0 在 該 絕 緣 層 2 5 上 形 成 配 線 W 1 0 該 配 線 W 1 係 例 1 I 如 由 銅 鋁 合 金 等 之 金 屬 2 8 a 2 8 b 以 及 用 於 覆 蓋 該 \線 金 靥 2 8 a 2 8 b 之 底 面 與 側 面 的 U 字 溝 狀 的 障 壁 層 1 1 | 2 7 a 9 2 7 b 等 所 構 成 〇 1 1 | 此 外 配 線 W 1 並 不 限 於 銅 > 銘 合 金 等 的 金 屬 其 也 1 1 可 以 是 由 例 如 包 含 雜 質 之 多 矽 等 的 半 導 體 、 鎢 等 之 高 熔 點 1 I 金 靥 所 構 成 〇 又 > ifiy. 障 壁 層 2 7 a 2 7 b 可 例 如 由 鈦 與 氮 1 1 化 鈦 的 稹 層 等 所 構 成 0 1 I 彼 此 相 鄰 之 配 線 W 1 的 間 隔 爲 Η α 當 該 間 隔 Η 非 常 寬 1 1 時 ， 則 在 配 線 W 1 之 間 形 成 假 配 線 D 1 〇 1 1 1 準 標 冢 圈 國 r 通 尺 張 紙 A7 五 '發明黑 經濟部中央標準局員工消1作杜印製 假配線D 1係例如由 2 8 d以及用於覆蓋該金 面的U字溝狀的障壁層2 此外，假配線D 1並 也可以由例如包含雜質的 金靥所構成。又，障壁層 化鈦的積靥等所構成。 .在配線W1的上部形 係由配線W1以及假配線 配線D 1之間則成爲空洞 氧0 2與二氧化碳C 0 2的 此外，假配線D 1係 空洞31內者，並不具備 又，絕緣層30除了 之間設置空洞3 1時極爲 上稹層時之基底也極爲重 膜等所構成。 在絕緣層3 0上形成 例如由矽氧化層所構成。 在絕緣層3 2上形成 由銅、鋁合金等的金屬層 金屬層35a ，35b之 34a，34b所構成。 此外，配線W1並不 B7 銅、鋁合金等之金屬層28d， 靥層2 8 d，'2 8 d之底面與側 7 d，2 7 d » 不限於銅、鋁合金等的金靥，其 多矽等的半導體、鎢等之髙熔點 27d，27d係例如由鈦與氣 成由絕緣層3 0 »該絕緣餍3 0 D 1所支撐，而配線W1以及假 3 1 >在該空洞內則主要充滿了 混合氣體。 一用於使絕緣層3 0不致於落入 一般配線的功能。 對於在配線W1以及假配線D 1 重要外，對於成爲在絕緣層3 0 要。絕緣層3 0例如由矽氧化物 有絕緣層3 2。該絕緣層3 2係 有配線W2 »該配線W2係例如 35a，35b以及用於覆蓋該 底面與側面的U字溝狀的障壁層 限於銅、鋁合金等的金屬，其也 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁)
'1T 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） 317010_^_ 五、發明説明（197 ) 可以是由例如包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點 金屬所構成。又，障壁層34a ，34b可例如由鈦與氮 化鈦的稹層等所構成。 彼此相鄰之配線W2的間隔爲Η。當該間隔Η非常寬 時，則在配線W2之間形成假配線D 2。 假配線D 2係例如由銅、鋁合金等之金靥層3 5 d， 3 5 d以及用於覆蓋該金屬層3 4 d，3 4 d之底面與側 面.的U字溝狀的障壁層27d，27d。 此外，假配線D 2並不限於銅、鋁合金等的金靥，其 也可以由例如包含雜質的多矽等的半導體、鎢等之高熔點 金靥所構成。又，障壁層27d，27d係例如由鈦與氮 化鈦的稹層等所構成。 在配線W2的上部形成由絕緣層3 7。該絕緣層3 7 係由配線W 2以及假配線D 2所支撐，而配線W2以及假 配線D2之間則成爲空洞3 8。在該空洞3 8內則主要充 滿了氧〇2與二氧化碳C 02的混合氣體》 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，假配線D 2係一用於使絕緣層3 7不致於落入 空洞3 8內者，並不具備一般配線的功能。 又’絕緣層3 7除了對於在配線W2以及假配線D 2 之間設置空洞3 8時極爲重要外，對於成爲在絕緣層3 7 上積層時之基底也極爲重要。絕緣層3 7例如由矽氧化物 膜等所構成。 根據上述構造之半導體裝置，在配線W 1之間則形成 有充滿了氧0 2與二氧化碳CO 2之混合氣體的空洞3 1 ， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ -200 - A7 317010_Ξ 經濟部中央標隼局員工消—作杜印策 五、發明説明（198 ) 1 而 在 配 線 W 2 之 間 則 形 成 充 m 了 氧 0 2與二氧化碳C 0 2 之 1 1 混 合 氣 體 的 空 洞 3 8 〇 1 1 該 混 合 氣 體 之 介 電 率 ε 爲 1 0 左 右 因 此 與 在 配 線 ^—S 1 I W 1 之 間 以 及 配 線 W 2 之 間 填 滿 矽 氧 化 物 層 等 之 絕 緣 層 的 請 先 閱 1 1 | 情 形 相 比 較 f 可 以 大 幅 地 降低 介 電 率 0 讀 背 ιέ 1 1 I 因 此 可 以 同 時 達 成 提 升 元 件 之 稹 體程 度與 提 昇 L S I 之 注 1 I 意 I 之 性 能 的 巨 的 〇 事 項 1 I 再 1 I 又 當 互 相 鄰 接 之 配 線 W 1 之 間 隔 Η 非 常 寬 時 則 在 填· 寫 本 、装 | 配 線 W 1 之 間 形 成 假 配 線 D 1 〇 同 樣 地 當 互 相 鄰 接 之 配 頁 1 1 線 W 2 的 間 隔 非 常 寬 時 > 則 在 配 線 W 2 之 間 形 成 假 配 線 1 | D 2 〇 I I 因 此 配 線 W 1 y W 2 上 的 絕 緣 膜 不 會 崩 落到 空 洞 1 訂 I 3 1 3 8 內 〇 1 1 1 圖 1 7 0 係 表 與 本 發 明 之 第 2 8 實 施 形 態 有 關 的 半 導 1 1 體 裝 置 0 1 1 在 半 導 體 基 板 ( 例 如 矽 晶 圓 ) 1 1 上 形 成 絕 緣 層 ( 例 4 、線 1 如 矽 氧 化 層 1 2 ) 〇 配 線 1 3 係 被 配 置 在 絕 緣 層 1 2 上 0 1 | 配 線 1 3 係 由 銅 、 鋁 合 金 等 的 金 屬 包 含 雜 質 之 多 矽 等 的 1 I 半 導 體 、 鎢 等 之 高 熔 點 金 靥 所 構 成 〇 1 1 I 未 填 滿 於 配 線 1 3 之 間 而 呈 板 狀 的 絕 緣 層 1 4 則 是 1 1 以 配 線 1 3 爲 柱 而 被 形 成 在 配 線 1 3 上 〇 亦 即 配 線 1 3 1 1 之 間 成 爲 空 洞 1 5 〇 而 在 空 洞 1 5 內 主 要 充 m 了 介 電 率 爲 1 1 1 0 左 右 的 氣 體 » 亦 即 氧 0 2與二氧化碳C 0 2 的 混 合 1 1 氣 體 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -201 - A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、 發明説明（19ί ) 絕 緣 層 1 4 例 如 由 氧 化 矽 氧 化 锆 氧 化 給 氧 化 鉻 等 所 構 成 0 此 外 » 藉 著 使 空 洞 1 5 在 製 造 時 與 空 氣 接 觸 或 是 在 封 裝 上 設 置 孔 可 以 在 空 洞 1 5 內 充 滿 了 空 氣 〇 更 者 9 在 配 線 1 3 與 絕 緣 層 1 4 之 間 形 成 有 結 合 層 6 1 〇 該 結 合 t. 層 6 1 係 扮 演 蓋 使 配 線 -4- -3 m 絕 緣 層 1 4 彼 此 殚- 固 地 結 合 ---------- 結 合 層 6 1 係 由 構 成 配 線 1 3 的 金 屬 矽 鉻 、 給 、 鉻 等 的 材 料 所 構 成 0 根 據 上 述 構 造 的 半 導 體 裝 置 在 配 線 1 3 之 間 主 要 充 m 了 氧 0 2與二氧化碳C 0 2 的 混 合 氣 體 或 是 空 氣 0 該 混 合 氣 體 或 是 空 氣 的 介 電 率 ε 在 1 0 左 右 〇 藉 此 與在配線 1 3 之 間 填 滿矽 氧 化 層 等 的 絕 緣 層 的 情 形 相 比 較 可 以 大 幅 地 降 低 介 電 率 〇 因 此 可 以 同 時 提 升 元 件 之 積 體 程 度 與 提 昇 L S I 之 性能 的 效 果 0 又 由 於 在 配 線 1 3 與 絕 緣 層 1 4 之 間 形 成 有 結 合 層 6 1 因 此 配 線 1 3 與 絕 緣 層 1 4 可 以 藉 由 該 結 合 層 6 1 彼 此 被 強 固 地 結 合 0 因 此 即 使 在 配 線 之 間 具 有 空 洞 ， 也 能 夠 提 供 充 分 強 度 的 半 導 體 裝 置 〇 其 次 則 就 圖 1 7 0 之 半 導 體 的 製 造 方 法 加 以 說 明 0 首 先 9 如 圖 1 7 1 所 示 在 半 導 體 基 板 1 1 上 形 成 絕 緣 層 1 2 〇 藉 由 噴 濺 法等 在絕 緣 層 1 2 上 形 成 碳 層 1 6 〇 在 此 碳 層 1 6 的 厚 度 則 被 設 定 爲 與 L S I 之 內 部 配 線 的 厚 度 相 等 的 值 ( 例 如 約 0 7 約 0 2 β m ) 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2W公釐） -202 - 經濟部中央標準局員工消ID作社印策 A7 ______^_B7_五、發明説明（2〇0 ) 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層1 6上形成掩罩材 (例如矽氧化層或是矽氮化層等）1 7。在此，當掩罩材 1 7係由氧化物所構成，則掩罩材1 7最好藉由噴濺法來 形成。而此是因爲當利用CVD法時，碳層1 6會被在反 應氣體中的氧消滅使然。 其次，如圖1 7 2所示，在掩罩材1 7上塗佈光抗蝕 靥，利用PEP (照相蝕刻工程），對該光抗蝕層進行圖 案處理。又，將經圖案處理之光抗蝕屠當作掩罩，對掩罩 材1 7進行圖案處理。之後，則使光抗蝕層剝離，將掩罩 材1 7當作掩罩，藉由異方性蝕刻，對碳層1 6進行蝕刻 ，而在碳層16上形成溝。 此外，碳層1 6也可以將光抗蝕層當作掩罩而進行蝕 刻。 至於光抗蝕靥的剝離則是藉由H2S 04與H20 2的薬 液而進行。光抗蝕層雖然是可以藉由氧電漿處理而剝離， 但是當使用氧電漿處理時，碳層1 6會被消滅。 其次’如圖173所示，藉由CVD法或是噴濺法， 在半導體基板11的整面形成由銅等所構成的導電層。藉 由化學機械研磨（CMP)，該導電層只殘留在位在碳層 1 6之間的溝內，而形成配線1 3。 此外’亦可取代CMP，而改利用異方性蝕刻或是異 方性蝕刻來形成配線13 » 之後則使掩罩材1 7剝離》 其次’如圖1 74所示，藉由噴濺法，在配線1 3以 紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ~ 訂 -203 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A 7 _3170^0--^__ 五、發明説明（201 ) 及碳層1 6上形成矽層（非晶矽、多晶矽等）60。 其次，如圖175以及圖176所示，使碳層1 6灰 化，將該碳層1 6轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳 C02之混合氣體的空洞15。至於碳層16的灰化，則 可藉由以下2種方法之其中一者而達成》 其中一者爲在氧環境（指包含氧的環境，也可以爲大 氣環境）下的熱處理（溫度400 — 450 °C，時間2小 時左右）。該方法，由於使碳層39轉換成二氧化碳 C〇2的反應係緩慢地進行，因此，其優點是可以防止因 爲碳層1 6之體稹膨脹導致絕緣層1 4發生破裂，但是相 反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層1 6轉換成二氧化碳C 02的反應係快速地進行，因此 ，其優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層16之體積的膨張而導致絕緣層14發生破裂的可能 性變高的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層1 4之性 質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 在使碳餍1 6灰化之際，矽層6 0會轉變成絕緣層（ 矽氧化層）1 4。亦即，使用在使碳層1 6灰化的氧會與 矽層60發生反應而形成絕緣層14。 又，同時會在配線1 3與絕緣餍1 4之間形成結合層 61。該結合層61，係在使碳層16灰化時，藉由構成 配線1 3之材料（銅、鋁等）與矽發生反應而形成。 此外，在進行灰化處理之前’設在配線1 3上的層並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2l0x297公釐) " -204 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、va 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _________B7___五、發明説明（2〇2 ) 不限於矽層》亦即，最好是由在使碳層1 6灰化時會轉換 成絕緣層，且會與構成配線的材料發生反應，而形成結合 層的材料的構成。 該材料可以考慮使用例如給、锆、鉻等。 根據以上的方法，利用碳層作爲具有用於形成配線之 溝，且在溝內形成配線後，會使該碳層灰化而轉換成充滿 了氣體的空洞。因此很容易提供圖1 7 0的半導體裝置。 又/在使碳層灰化之前，矽靥會轉換成絕緣層，且會在矽 層與配線之間形成結合層，而使矽層與配線被強固地結合 。因此，可以改善在配線之間具有空洞之半導體裝置的機 械強度。 圖1 7 7係表與本發明之第2 9實施形態有關的半導 體裝置》 在半導體基板（例如矽晶圓）1 1上形成絕緣層（例 如矽氧層12)。配線13係被配置在絕緣厝12上。配 線1 3係由銅、鋁合金等的金屬、包含雜質之多矽等的半 導體、鎢等之髙熔點金屬所構成。 在絕緣層1 2與配線1 3之間形成金靥層6 2。該金 屬層62可以藉由鉻、給、鈹、鎂、钪、鈦'錳、鈷、鎳 、釔、銦、鋇、鑭、铈、釕、鉛、鉍、钍、鉻等的材料所 構成。 配線1 3之間則成爲空洞1 5。在空洞1 5內則主要 充滿了介電率爲1. 0左右的氣體，亦即，氧02與二氧 化碳C02的混合氣體。 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（21〇Χ2ί>7公釐） — -205 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
317010 A7 B7 經濟部中央標準局員工消/合作社印裝 五、發明説明（203 ) 在配線1 3的側壁以及配線間的空洞1 5上則形成有 氧化金靥層6 3。該氧化金靥層6 3係由構成金屬層6 2 之材料的氧化物所構成。此外，在配線1 3的側壁以及配 線之間的空洞1 5上也可以不設置氧化金屬層，而改設氮 化金屬層。此時，氮化金屬層係由構成金屬層6 2的材料 的氮化物所構成。 在配線1 3上以及氧化金靥層6 3上形成絕緣層6 4 。該絕緣層6 4例如由氧化矽、氧化鉻、氧化給、氧化鉻 等所構成》 此外，藉著使空洞1 5在製造時與空氣接觸或是在封 裝上設置孔，可以在空洞1 5內充滿了空氣。 根據上述構造的半導體裝置，在配線1 3之間則主要 充滿了氧02與二氧化碳C 02的混合氣體或是空氣。該混 合氣體或是空氣的介電率爲1. 0左右。藉此，與在配線 1 3之間填滿了矽氧化層等的絕緣層的情形相比較’可以 大幅地降低介電率。因此，可以同時達成提高元件之稹體 程度與提昇L S I之性能的目的。 又，在配線1 3的側壁以及配線之間的空洞1 5上形 成氧化金靥層6 3。該氧化金屬層Θ 3由於具有優越的機 械強度，因此即使在配線之間有空洞，也能夠提高充分強 度的半導體裝置。 其次，則就圖1 7 7之半導體的製造方法加以說明。 首先，如圖1 7 8所示，在半導體基板1 1上形成絕 緣層1 2。藉由噴濺法等，在絕緣餍1 2上形成碳厝1 6 请 先 閱 讀 背 之 注
I 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 317010 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7__五、發明説明（2〇4 ) 。在此，碳層1 6的厚度則被設定爲與L S I之內部配線 的厚度相等的值（例如約0. 7〜約0. 2//m)。 藉由噴濺法或是CVD法，在碳層1 6上形成掩罩材 (例如矽氧化層或是矽氮化層等）1 7。在此，當掩罩材 1 7係由氧化物所構成時，則掩罩材1 7最好藉由噴濺法 來形成。而此是因爲當利用CVD法時，碳層1 6會被在 反應氣體中的氧消滅使然。 其次，在掩罩材17上塗佈光抗蝕層，利用PEP ( 照相蝕刻工程），對該光抗蝕層進行園案處理。又*將經 圖案處理之光抗蝕層當作掩罩，對掩罩材1 7進行圖案處 理。之後，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材1 7當作掩罩’ 藉由異方性蝕刻，對碳層1 6進行蝕刻，而在碳層1 6上 形成溝。 此外，碳層1 6也可以將光抗蝕層當作掩罩而進行蝕 刻。 至於光抗蝕層的剝離則是藉*H2S 04與^12〇2的藥 液而進行。光抗蝕層雖然是可以藉由氧電漿處理而剝離’ 但是當使用氧電漿處理時，碳層16會被消滅。 之後，掩罩材1 7會被剝離。 其次•如圖1 7 9所示，藉由CVD法或是噴濶法’ 在半導體基板1 1上的整面，亦即，碳層1 6之溝的內面 以及上面形成金靥層6 2 »該金屬層6 2係由锆、給、鈹 、鎂、航、錳、鈷、鎳、釔、銦、鋇、鑭、铈、釕、鉛、 鉍、钍、鉻等所構成。 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 -207 - 317010 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 五、發明説明（205 ) 接著，藉由CVD法或是噴濺法，在金靥層6 2上形 成由銅、鋁合金等所構成的導電層。又，藉由化學機械研 磨（CMP)，讓導電層只殘留在位在碳層16之間的溝 內，而形成配線1 3。 此外，亦可取代CMP，而改利用異方性蝕刻或是等 方性蝕刻來形成配線1 3。 其次，如圖1 80以及圖1 8 1所示，使碳層1 6灰 化.，將該碳層3 9轉換成主要充滿了氧◦ 2與二氧化碳C 〇2之混合氣體的空洞1 5 ·至於碳層1 6的灰化，則可 藉由以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境（指包含氧的環境，也可以爲大 氧環境）下的熱處理（溫度400 — 450 °C，時間2小 時左右）。該方法，由於使碳層16轉換成二氧化碳 C 02的反應係緩慢地進行，因此，其優點是可以防止因 爲碳層1 6之體積膨脹導致絕緣層1 4發生破裂，但是相 反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層1 6轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行，因此 ，其優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層16之體積的膨脹而導致絕緣層14發生破裂的可能 性變髙的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層1 4之性 質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 其次，如圖1 8 2所示，在氧環境下進行選擇氧化處 理（溫度約4 5 0°C，時間3 0分鐘左右），而使金屬厝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格'(210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費哈作杜印製 317010 at ____^B7五、發明説明（206 ) 6 2之一部分，亦即，位在配線1 3之側壁以及配線間之 空洞1 5上所存在的金屬層6 2變成氧化金屬層6 3。 此外，選擇氧化處理的溫度，時間等，則是根據以存 在於配線1 3正下方的金屬層6 2不會被氧化爲條件而被 決定。又，環境可以是H2，H2〇的環境。 又，在本實施形態中，雖然是利用選擇氧化處理，但 是也可以在氮環境下進行氮化處理。此時，位在配線1 3 之側壁以及配線間之空洞上的金屬層6 2會變成氮化金靥 層9 又，在本實施形態中，雖然碳層1 6的灰化與金靥層 6 2的氧化係藉由個別工程而進行，但是也可以在同一工 程下進行》例如，當金靥層6 2係由給所構成時，則若是 在氧環境下，以溫度約4 0 0 °C、時間1個小時左右進行 灰化處理時，則在使碳層1 6灰化的同時，則只有位在配 線1 3之側壁以及配線間之空洞1 5上的金靥層6 2會被 氧化。 其次，如圚1 8 3所示，藉由CVD法或是噴濺法， 在配線1 3上以及氧化金屬層6 3上形成具有低介電率的 絕緣層6 4。該絕緣層6 4可以使用添加了氟的氧化矽等 〇 根據以上的方法，利用碳層作爲具有用於形成配線之 溝的絕緣層，且在溝內形成配線後，使該碳層灰化，而轉 換成充滿了氣體的空洞。因此很容易提供圖1 7 7的半導 體裝置。又，藉由選擇氧化處理，使位在配線1 3之側壁 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -209 - A7 B7 317010 五、發明説明（2〇7 ) 以及配線間之空洞1 5上的金屬層6 2轉換成氧化金靥層 6 3。該氧化金靥層6 3由於具有優越的機械強度，因此 即使在配線之間具有空洞1 5 ，則該空洞1 5也不會崩潰 〇 圖1 8 4係表與本發明之第3 0實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上乃形成有場氧化 層（例如矽氧化層2 0。而在由場氧化層2 2所包圍之元 件領域，則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具有 閘極23以及源極·汲極領域24a，24b。 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（B P S G )或是磷矽酸玻璃（P S G )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦》該絕緣層2 5的表面可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦》在絕緣層2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之高熔點金靥所構成的 導電層26a ，26b。但是，導電層26a ，26b也 可以藉由髙熔點金屬以外的其他材料而構成。 配線W1則被配置在絕緣層2 5上以及導電層2 6 a ，2 6 b上。又’在配線W1與絕緣層2 5以及導電層 2 6 a ，2 6 b之間則形成有金屬層6 2。 金屬層62係由鉻、給、鈹、鎂、钪、鈦、錳、鈷、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公| ) --- -210 - 317010 A7 B7 五、發明説明（208 ) 鎳、釔、銦、鋇、鑭、铈、釕、鉛、鉍、钍、鉻等的材料 所構成。 因此，配線W1則與導電層26a ，26b呈電氣連 接。配線W1係由銅、鋁合金等的金屬28a ，28b所 構成。 此外，配線W1並不限於銅、鋁合金等的金靥，其也 可以例如包含雜質之多矽等的半導體。鎢等之高熔點金屬 所搆成。又，障壁層27a，27b可以由例如鈦與氮化 鈦的稹層等所構成。 配線W 1之間則成爲空洞3 1 »在該空洞3 1內則主 要充滿了氧〇2與二氧化碳C 02的混合氣體· 在配線W 1以及配線之間的空洞3 1上則形成有氧'化 金屬層6 3。該氧化金屬層6 3係由使構成金屜層6 2之 材料氧化而或者所構成。 此外，在配線W1的側壁以及配線之間的空洞3 1上 ，也可以取代氧化金屬層6 3，而改設氮化金屬層。此時 ，氮化金屬層係藉由使構式金屬層6 2的材料氮化而形成 〇 在配線W1上以及氧化金屬層6 3上則形成有具有低 的介電率的絕緣層6 4。該絕緣層6 4由例如包含氟之氧 化矽等所構成- 根據上述構造的半導體裝置，在配線W 1之間形成有 充滿了氧◦ 2與二氧化碳C 02之混合氣體或是空氣的空洞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消作社印褽 -211 A7 經濟部中央梯率局貝工消費含作社印装 _ B7五、發明説明（2〇9 ) 該混合氣體或是空氣的介電率e爲1. 0左右，因此 與在配線W 1間以及配線W 2之間填滿矽氧化層等之絕緣 層的情形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此，可以同時達成提升元件之積體程度與提昇 L S I之性能的效果。 其次，則則說明圖1 8 4之半導體裝置之製造方法。 首先，如圖1 8 5所示，藉由LOCO S法在半導體 基探2 1上形成場氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所 包圍的元件領域則形成具有閘極2 3以及源極·汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣餍（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械研磨（CMP )使絕緣厝2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP (照相蝕刻工程），在絕緣層25形成可 以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，讓由鎢等之高熔點金靥所構成的導電層2 6 a ，2 6 b只埋入到絕緣層2 5的接觸孔內。 此外，在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入高熔點金 屬以外的其他的材料。 其次如圖1 8 6所示，藉由噴濺法，在絕緣層2 5上 形成碳層3 9。在此，碳靥3 9的厚度則被設定爲與 LSI之內部配線的厚度相等的值（例如約0. 7〜 約 1 . 2 μ m )。 其次，如圖1 8 7所示，藉由噴濺法，在碳靥3 9上 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、tT -212 - 經濟部中央標準局貝工消£1>作社印裝 3170ί0 _______Β7五、發明説明（210 ) 形成約0. 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化層或矽氮 化餍）2 9。 在此，當掩罩材2 9係由氧化物所構成時，爲了要防 止碳層3 9被消滅，最好是不利用CVD法，而改採噴濺 法來形成掩罩材2 9。 其次，如圖1 8 8所示，在掩罩材2 9上塗佈光抗蝕 層’利用PEP (照相蝕刻工程），對該光抗蝕層進行圖 案慮理。又，將經圖案處理之光抗蝕層當作掩罩，而對掩 罩材2 9進行圖案處理。之後，則使光抗蝕層剝離。而掩 罩材2 9的圈案則與配線的圖案相同。 其次，如圖1 8 9所示，將掩罩材2 9當作掩罩，藉 由異方性蝕刻，對碳餍39進行蝕刻。 此外，不藉由P E P直接對碳層3 9實施蝕·刻，而是 特經P E P加工之掩罩材當作掩罩對碳層3 9實施蝕刻。 其理由如下。使用在P E P之光抗蝕層可以藉由氧電 漿處理（asher)或是H2S 04與112〇2的藥劑而被除去 。但是當藉由氧電漿處理來除去光抗蝕靥時，則經圖案處 理的碳層3 9也會同時被除去。另一方面，當藉由 H2S 04與1120 2的藥液來除去光抗蝕層時，則導電層（ 只有高熔點金屬時）26a ，26b也會被同時除去使然 〇 在此，當導電層2 6 a ，2 6 b爲髙熔點金靥時，則 可以將經P E P加工的掩罩材當作掩罩，而對碳層3 9進 行蝕刻。 本紙浪尺度適用中國國家梯準（CNS )八4規格（210X297公釐） ~ ~~~ -213 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
_B7_ 五、發明説明（211 ) 之後，掩罩材2 9會被除去。 其次，如圖19 0所示，藉由噴濺法或是CVD法， 在形成在碳層3 9之溝XX的內面以及碳層3 9的內面形 成金屬層62。該金靥層62係由鉻、給、鈹、鎂、钪、 鈦、錳、鈷、鎳、釔、銦、鋇、鑭、鈽、釕、鉛、鉍、钍 、鉻等的材料所構成。 其次，如圓191所示，藉由噴濺法或是CVD法， 在金屬層6 2上形成由銅、鋁合金等所構成的金靥2 8。 此外，配線並不限於銅 '鋁合金等的金屬，也可以爲例如 包含雜質之多矽等的半導體、鎢等之高熔點金靥。 其次，如圓1 9 2所示，藉由化學機械研磨（CMP )，讓金屬28a，28b只殘留在位在碳層39之間的 溝內，而形成配線W1。此外’也可以取代CMP，而改 採異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線W1。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 其次，如圖1 9 3以及圖1 94所示，使碳層3 9灰 化，將該碳層3 9轉換成主要充滿了氧〇2與二氧化碳C 02之混合氣體的空洞3 1。至於碳層3 9的灰化，則可 藉由以下2種方法之其中一者而達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 _ 450 °C，時間2小時左右）。該方法，由於使碳層39 轉換成二氧化碳C 02的反應係緩慢地進行，因此，其優 點是可以防止因爲碳層3 9之體稹膨脹導致絕緣層2 9， 3 0發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 L_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X29：/公釐） -214 - 317010 A7 B7 五、發明説明（212 ) 層3 9轉換成二氧化碳C02的反應係快速地進行，因此 ，其儍點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層3 9之體積的膨脹而導致絕緣層2 9，3 0發生破裂 的可能性變高的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層 29 ，3 0之性質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 其次，如圚1 9 5所示，在氧環境下進行選擇氧化.處 理（溫度約450°C，時間30分鐘笔_.右），而使金靥層 .2之一部分，亦即，位在配線 之側壁以及配線間之 經濟部中央標準局貝工消f作杜印製 空洞3 1所存在的金屬層6 2變成氧化_.金_置層 此外，選擇氧化處理的溫度，時間等，則 在於配線1 3正下方的金靥層6 2不會被氧化 決定。又，環境可以是H2，H20的環境。 又，在本實施形態中，雖然是利用選擇氧 是也可以在氮環境下進行氮化處理。此時，位 之側壁以及配線間之空洞上的金屬層6 2會變 層。 又，在本實施形態中，雖然碳層1 6的灰 6 2的氧化係藉由個別工程而進行’但是也可 程下進行。例如，當金靥層6 2係由鈴所構成 在氧環境下，以溫度約4 0 0 °C、時間1個小 灰化處理時，則在使碳層1 6灰化的同時，則 線1 3之側壁以及配線間之空洞3 1上的金屬 氧化。 其次，如圖1 9 6所示，藉申CVD法或 6 3。 是根據以存 爲條件而被 化處理，但 在配線1 3 成氮化金靥 化與金屬層 以在同一工 時，則若是 時左右進行 只有位在配 層6 2會被 是噴濺法， (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家樣率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -215 - 215 經濟部中央標準局貝工消£口作社印製 3l7〇i〇 a? B7五、發明説明（213 ) 在配線1 3上以及氧化金靥層6 3上形成具有低介電率的 絕緣層6 4。該絕緣層6 4可以使用添加了氟的氧化矽等 〇 根據以上的方法，利用碳層作爲具有用於形成配線之 溝的絕緣層，且在溝內形成配線後，使該碳層灰化，而轉 換成充滿了氣體的空洞。因此很容易提供K1 8 4之半導 體裝置。又，藉由選擇氧化處理，可以使位在配線2 8 a ，，2 8 b之側壁以及配線間之空洞3 1上的金屬層6 2轉 換成氧化金靥層6 3 »該金屬層6 3由於具有優越的機械 強度，因此即使在配線之間具有空洞1 5 ，則該空洞1 5 也不會崩潰β 在以上所說明之各實施形態中，有關碳層的灰化，則 在氧環境下進行。 圖1 9 7以及圖1 9 8係表當配線使用如銅般之容易 氧化的碳_層的灰化工^。 當配線13使用銅時，爲了要防止配線13與碳層 1 6發生反應，因此，在配線1 3的側面與底面形成防護 ---^ 金靥層6 5。該防護金屬層6 5例如由鈦與氮化鈦的積層 -- 、或是氮化鈦矽等所構成。 但是，在配線13上，爲了要使碳層16灰化，乃形 成有氧化矽層般氧〇 2可M ® W _絕緣層1 4。 因此，在使碳層Γ 6灰化時，則必然地配線1 3的上 面會被氧化，而形成氧化金閨層6 6。該氧化金屬層6 6 會增加配線1 3的電阻值，而使配線1 3的信賴性降低。 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） "-216 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央梯準局貝工消龙合作社印袈 3l7Oj〇 A7 _ ___B7 __ 五、發明説明（2H ) 在以下之實施形態中則提供在使碳層灰化時，不會使 配線1 3產生氧化之半導體裝置及其製造方法。 圖1 9 9係表與本發明之第3 1實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）2 1上乃形成有場氣化 層（例如矽氧化餍2.0 )。而在由場氧化靥2 2所包圍之 元件領域，則形成有Μ 0 S電晶體。該Μ 0 S電晶體則具 有.閘極23以及源極·汲極領域24a，24b » 絕緣層2 5則覆蓋MO S電晶體。該絕緣層2 5係例 如由硼磷矽酸玻璃（BPSG)或是磷矽酸玻璃（PSG )等所構成。 絕緣層2 5的表面乃呈平坦。該絕緣層2 5的表面·可 藉由化學機械研磨（CMP )而成爲平坦。在絕緣靥2 5 則形成有可以到達源極·汲極領域24a ，24b的接觸 孔。 在該接觸孔內則埋入有由鎢等之髙熔點金靥所構成的 導電層26a ，26b。但是，該導電層26a ，26b 也可以藉由高熔點金靥以外的其他材料而構成。 配線2 8 a ，2 8 b則被配置在絕緣層2 5上以及導 電層26a ，26b上》又，配線28a ，28b的側面 以及底面是由防護金屬層6 5所覆蓋。該防護金屬層6 5 係一不會讓氧透過的層，可例如由鈦與氮化鈦的積層、氮 化鈦矽等所構成。 又，配線2 8 a ，2 8 b上面則爲不會該氧透過的防 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 線 -217 - 經濟部中央橾準扃負工消费合作社印策 A7 B7__五、發明説明（215) 護層6 7，例如由鈦與氮化鈦的積層、氮化鈦矽等的金屬 J- — -~~— '1- 層或是氮化矽等的絕緣層所構成° 亦即，用於至少覆蓋配線28a ，28b之下面的防 護層，爲了要與導電層2 6 a，2 6 b達成電氣連接，雖 然必須要由金靥層所構成，但是用於覆蓋配線2 8 a ’ 2 8 b之上面的防護層，可以是金屬靥或是絕緣層。 此外，配線2 8 a ，2 8 b係由銅等之容易氧化的金 靥所構成。 配線28a ，28b之間則成爲空洞3 1。該空洞 3 1內則主要充滿了氧0 2與二氧化碳C 0 2的混合氣體。 在配線28a ，28b上形成有絕緣層68。該絕緣 層68係由氧化矽等所構成。 根據上述構造的半導體裝置，在配線2 8 a ，2 8 b 之間則形成有充滿了氧02與二氧化碳C 〇2的混合氣體或 是空氣的空洞3 1。 該混合氣體或是空氣的介電率爲1. 0左右，因此與 在配線W1之間以及配線W2之間填滿了矽氧化層等之絕 緣層的情形相比較，可以大幅地降低介電率。 因此，可以同時達成或提升元件之稹體程度與提昇 LSI之性能的效果。 又，至少在使碳層灰化時，配線28a，28b會完 全被不會讓氧透過的防護層所覆蓋》 因此，可以防止配線28a ，28b的電阻值增加以 及信賴性的降低》 本紙張尺度遑用中國國家樑準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先g讀背面之注意ί項再填寫本頁) 訂 -218 - Α7 3ΐ7〇ί0 五、發明説明（2丨6 ) 其次，則則說明圖1 1 9之半導體裝置之製造方法》 首先，如圖2 0 0所示，藉由LOCO S法在半導體 基板2 1上形成場氧化層2 2。又，在由場氧化層2 2所 包圍的元件領域則形成具有閘極2 3以及源極·汲極領域 24a ，24b的MOS電晶體。 在半導體基板2 1之整面形成可以完全覆蓋MO S電 晶體的絕緣餍（BPSG或PSG等）。之後，則藉由化 學機械硏磨（CMP )使絕緣層2 5的表面成爲平坦。 藉由PEP 照相蝕刻工程），在絕緣層2 5形成可 以到達源極·汲極領域24a，24b的接觸孔。藉由選 擇成長法，讓由鎢等之髙熔點金屬所構成的導電層2 6 a ’26b只埋入到絕緣層25的接觸孔內》 此外，’在絕緣層2 5之接觸孔內也可以埋入髙熔點金 靥以外的其他的材料。 其次如圖2 0 1所示，藉由噴濺法，在絕緣層2 5上 形成碳層3 9。在此，碳層3 9的厚度則被設定爲與 LSI之內部配線的厚度相等的值（例如約〇. 7〜 約1 . 2以m )。 其次，如圖2 0 3所示，藉由噴濺法，在碳層3 9上 0 5 厚度的掩罩材（例如矽氧化層或矽氮 當掩罩材2 9係由氧化物所構成時，爲了要防 被消滅，最好是不利用CVD法’而改採噴濺 法來形成掩罩材2 9 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 形成約0 化層）2 在此 止碳層3 -219 - A7 B7 五、發明説明（2丨7 ) 其 次 I 如圖 2 0 3 所 示 t 在 掩 罩 材 2 9 上 塗 佈 光 抗 蝕 層 > 利 用 Ρ Ε P ( 照 相 蝕 刻 工 程 ) > 對 該 光 抗 蝕 層 進 行 圖 案 處 理 9 又 ，將 經 圖 案處 理 之 光 抗 蝕 層 當 作 掩 罩 » 而 對 掩 罩 材 2 9 進 行圖 案 處 理 〇 之 後 > 則 使 光 抗 蝕 層 剝 離 0 而 掩 罩 材 2 9 的 圖案 則 與 配 線 的 圇 案 相 同 〇 其 次 » 如圖 2 0 4 所 示 i 將 掩 罩 材 2 9 當 作 掩 罩 > 藉 由 異 方 性 蝕 刻， 對 碳 層 3 9 進 行 蝕 刻 0 此 外 不藉 由 Ρ Ε Ρ 直 接 對 碳 層 3 9 實 施 蝕 刻 » 而 是 將 經 Ρ Ε Ρ 加工 之 掩 罩 材 當 作 掩 罩 對 碳 層 3 9 實 施 蝕 刻 〇 其 理 由 如下 0 使 用 在 Ρ E P 之 光 抗 蝕 層 可 以 藉 由 氧 電 漿 處 理 ( as her) 或是Η 2 S 〇 4與Η 2 〇 2的藥劑而被除去 0 但 是 當 藉 由氧 電 漿 處 理 來 除 去 光 抗 蝕 層 時 則 經 圖 案 處 理 的 碳 層 3 9也 會 同 時 被 除 去 0 另 一 方 面 當 藉 由 Η 2 S 0 4. 與 Η 2 0 2 的 藥 液 來 除 去 光 抗 蝕 層 時 則 導 電 層 ( 只 有髙 熔 點 金靥 時 ) 2 6 a 2 6 b 也 會 被 同 時 除 去 使 然 在 此 當導 電 層 2 6 a 2 6 b 爲 高 熔 點 金 屬 時 則 經 可 以 將 經 P Ε Ρ 加 工 的 掩 罩 材 當 作 掩 罩 而 對 碳 層 3 9 進 濟 部 行 蝕 刻 0 央 橾 準 之 後 » 掩罩 材 2 9 會 被 除 去 〇 局 負 X 其 次 » 如圖 2 0 5 所 示 藉 由 噴 濺 法 或 是 C V D 法 > 消 合 在 形 成 在 碳 層3 9 之 溝 X X 的 內 面 以 及 碳 曆 3 9 的 上 面 則 h 社 印 形 成 有 防 護 金屬 層 6 5 〇 該 防 護 金 屬 層 6 5 係 由 鈦 與 氮 化 製 鈦 的 積 層 氮化 鈦 矽 等 的 材料 所 構 成 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 220 - 請 先 閱 讀 背 * 意 事 項 再 填, 寫 本 頁 訂
經濟部中央標準局員工消¢6作社印製 A7 _B7 _五、發明説明（218 ) 其次，如圖2 6 0所示’藉由噴濺法或是CVD法， 在防護金靥層6 5上形成由銅等之容易氧化之材料所構成 的金靥2 8。 其次，如圖2 0 7所示’藉由化學機械研磨（CMP )，讓金靥28a，28b只殘留在位在碳層39之間的 溝內，而形成配線W1。此外，也可以取代CMP，而改 採異方性蝕刻或是等方性蝕刻來形成配線W1。 ,此時，配線28a，28b的上面則被配置在較碳層 39的上面稍低的高度上。 其次，如圖208所示，在配線28a，28b上以 及碳層3 9上則形成有在3 0 0〜6 0 0 °C之範圍內會防 止氧透過的防護厝6 7。該防護層6 7係例如由鈦與氮化 鈦的稂層。或是氮化鈦矽等的金靥層、或是氮化矽等的絕 緣餍所構成。 此外，之所以在3 0 0°〜6 0 0 °C之溫度範圍內可 以防止氧透過，是因爲碳層的灰化是在上述的溫度範園內 進行使然。 其次，如圖2 0 9所示般進行CMP，而讓防護層 67只殘留在配線28a ，28b上。在此，碳層39的 上面與防護層6 7的上面則被配置在同一面上》 其次，如圚210以及圖211所示，藉由CVD法 或是噴濺法，在碳層3 9以及防護層6 7上形成厚度約 0. 05；tzm的絕緣層68。在此，當絕緣層68係由氧 化物所構成時，則爲了要防止碳層6 9被消滅，乃取代 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ym 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消次合作社印製 3ί 7〇j〇 a? __Β7 __五、發明説明⑻9 ) CVD法，而改採噴濺法來形成絕緣層68。 之後，則使碳層3 9灰化，將該碳層3 9轉換成主要 充滿了氧0 2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞3 1。至 於碳層3 9的灰化，則可藉由以下2種方法之其中一者而 達成。 其中一者爲在氧環境下的熱處理（溫度4 0 0 — 4 5. 0°C，時間2小時左右）。該方法，由於使碳餍39轉換 成.二氧化碳C02的反應係緩慢地進行，因此，其優點是 可以防止因爲碳餍3 9之體稹膨脹導致絕緣層2 9 ，3 0 發生破裂，但是相反地卻具有處理時間變長的決定。 另一者爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使碳 層3 9轉換成二氧化碳C 02的反應係快速地進行，因此 ，其優點是可以使處理時間變短，但是相反地卻具有因爲 碳層3 9之體積的膨脹而導致絕緣層29，3 0發生破裂 的可能性變髙的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層 29，30之性質以及降低氧電漿處理的溫度而避免。 根據上述的製造方法，利用碳層作爲具有用於形成配 線2 8 a ，2 8 b之溝的絕緣層，且在溝內形成配線之後 ，則使該碳層灰化而轉換成充滿了氣體的空洞。因此，很 容易提供圖1 9 9之半導體裝置。又，至少在灰化處理時 ，配線28a ，28b會完全被不會讓氧透過的防護層所 覆蓋，因此，在使碳層39灰化時，配線28a ，28b 不會被氧化，而能夠防止配線28a ，28b之電阻值的 增加以及信賴性的降低。 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS > A4洗格（210X29?公釐） ' -222 - (請先閱讀背面之注意事項再^寫本莧) •裝_ 線 A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消費合作杜印51 五、發明説明（220) 圖2 1 2係表與本發明之第3 2實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶園）7 1上則形成有絕緣層 (例如矽氧化層）7 2 »配線7 3被設置在絕緣層7 2上 。該配線7 3係由銅、鋁合金等的金靥、包含雜質之多矽 等的半導體、鎢等的高熔點金屬所構成。 絕緣層7 4則完全覆蓋配線7 3。但是，絕緣層7 4 則不與配線7 3接觸。因此，在配線7 3與絕緣層7 4之 間則設有空洞7 5。在該空洞7 5內則主要充滿了介電率 e在1. 0左右的氣體，亦即，氧02與二氧化碳<：02的 混合氣體。 絕緣層7 4例如由氧化矽、氧化鉻、氧化給、氧化鉻 等的構成。在絕緣層7 4上則形成有具有低介電率的絕緣 層7 6，例如包含了氟的氧化矽層。 此外，7 7係一在對配線7 3進行圖案處理時所使用 的掩罩材。但是，藉著使空洞7 5在製造時與空氣接觸、 或是在封裝上設置孔，可以在空洞7 5內充滿空氣。 根據上述構造的半導體裝置，配線7 3係由絕緣層 7 4所覆蓋。且，在配線7 3與絕緣層7 4之間則成爲主 要充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體或是空氣的空 洞75。該混合氣體或是空氣的介電率之在1. 0左右。 亦即，由於至少在電荷容易產生集中之配線7 3的角 部形成有空洞，因此與在配線7 3之間完全爲矽氧化.............................................................. 層等之絕緣層所填滿的情形相比較，可以大幅地降低介電 ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閱 背 面 意 事 項 再 i 訂 -223 - _____B7___ 五、發明説明（221 ) 率。藉此可以達成提升元件之積體程度與提昇L S I之性 能的效果。 其次則就圖1 2 2之半導體裝置的製造方法加以說明 〇 首先，如圖2 1 3所示，在半導體基板7 1上形成絕 緣層7 2。又，藉由噴濺法等，在絕緣層7 2上形成金靥 層73a。在此，金屬層73a的厚度被設定爲0· 7〜 0. 2#m。該金屬層73a可以藉由鋁、銅、鈦、氫化 鈦等所構成。 又’藉由噴濺法等，在金屬層7 3 a上形成碳， 80a。更者，藉由噴濺法或是CVD法，在碳層80a 上形成掩罩材（例如矽氧化餍或是矽氮化層等）7 7。在 此’當掩罩材7 7係由氧化物所構成時，則掩罩材7 7最 好是藉由噴濺法而形成。而此是因爲當利用CVD法時， 碳層8 0 a會被反應氣體中的氣所消滅使然。 經濟部中央梂準局員工消費洽作社印製 其次，如圖2 1 4所示，在掩罩材7 7上塗佈光抗蝕 層。利用PEP (照相蝕刻工程）對該光抗蝕層77進行 圖案處理。之後，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材7 7當作 掩罩’藉由異方性蝕刻，對碳層以及金靥層進行蝕刻，而 形成配線1 7 3。 此外，光抗蝕層的剝離係藉由H2S 04與：》202的藥 液而進行。光抗蝕層雖然是可藉由氧電漿處理而剝離，但 是當利用氧電漿處理時，碳層1 6會被消滅。 其次•如圖2 15所示，藉由噴湖法等，在配線7 3 本紙悵尺度適用中國國家榡準（CNS )八4規格（210X297公釐) ' -224 - A7 3ί7〇ϊ〇 ________ B7 五、發明説明（222 ) 的側壁以及配線7 3上形成碳層8 0 b »藉由異方性蝕刻 對8 行蝕刻，而讓該碳曆8 0 b只殘留在配線 7 3的側壁部。 首先，如圖2 1 6以及圖2 1 7所示，藉由噴濶法或 是CVD法，在半導體基板7 1上的整面，亦即，絕緣層 7 2上、碳層8 0 b上以及掩軍材7 7上形成有厚度約 〇. 0 5/zm的絕緣層（例如氧化矽等）74。 .在此，當絕緣層74由氧化物所構成時，則絕緣層 7 4最好是藉由噴濺法而形成。而此是因爲當利用CVD 法時，碳層8 0 a ，8 0 b會被反應氣體中的氧所消滅使 然。 之後，則使碳層80a，80b灰化，使碳層80a ，8 Ob轉換成主要充滿了氧0 2與二氧化碳CO 2之混合 氣體的空洞75。此外，碳層80a，80b的灰化可以 藉由使用以下2種方法之其中任一者而達成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 其中一者則是在氧環境下（指包含氧的環境，也可以 是在大氣中）的熱處理（溫度400 — 450 °C，時間2 個小時左右）。該方法，由於使碳層80a，80b轉換 成二氧化碳C 〇2的反應係緩慢進行，因此雖然具有可以 防止因爲碳層8 0 a ，8 0 b之體稹膨脹導致絕緣層7 4 發生破裂的優點，但是卻也具有處理時間變長的優點。 另一者則爲氧電漿處理（asher)。該方法，由於使 碳層80a ，80b轉換成二氧化碳C02的反應係快速 地進行，因此雖然具有處理時間會縮短的優點’但是卻也 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -225 - 經濟部中央棵準局貝工消背合作社印策 A7 ___B7___五、發明説明（223 ) 具有會因爲碳層80a，80b之體稹膨脹導致絕緣層 7 4發生破裂的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層 7 4的性質或是降低氧電漿處理的溫度而避免。 此外，藉著使空洞7 5在製造時與空氣發生接觸、或 是在封裝上設置孔，可以在空洞7 5內充滿空氣》 其次，如圖2 1 8所示，在絕緣餍7 4上形成具有低 介電率的絕緣層7 6，例如包含了氟的氧化矽層。此外， 絕綠層7 6的表面則藉由CMP法等被平坦化。 根據上述方法，藉著使形成在配線7 3之側面以及上 面之碳層80a ，80b灰化，至少可以使得配線73的 周圍成爲空洞。因此很容易提供圖2 1 2之半導體裝置。 又，在本實施形態中，由於在電荷容易稹蓄之配線7 3'的 邊緣部分設置空洞，因此可以有效地減低在配線之間的寄 生電容。 圚2 1 9係表與本發明之第3 3實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）7 1上則形成有絕緣靥 (例如矽氧化層）7 2。配線7 3被設置在絕緣層7 2上 。該配線7 3係由銅、鋁合金等的金雇、包含雜質之多矽 等的半導體、鎢等的高熔點金靥所構成》 絕緣層7 4則完全覆蓋配線7 3。但是，絕緣層7 4 則不與配線7 3接觸。因此，在配線7 3與絕緣層7 4之 間則設有空洞7 5。在該空洞7 5內則主要充滿了介電率 e在1. 0左右的氣體，亦即，氧〇2與二氧化碳<：02的 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4洗格（210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-226 - A7 B7 經濟部中央標隼局員工消作社印製 五、發明説明（224 ) 混合氣體。 絕緣層7 4例如由氧化矽、氧化锆、氧化給、氧化路 等的構成。在絕緣層7 4上則形成有具有低介電率的絕緣 層7 6 ，例如包含了氟的氧化矽層。 此外，藉著使空洞7 5在製造時與空氣接觸、或是在 封裝上設置孔、可以在空洞7 5內充滿空氣。 根據上述構造的半導體裝置’配線7 3係由絕緣層 7.4所覆蓋。且，在配線7 3與絕緣層7 4之間則成爲主 要充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體或是空氣的空 洞7 5。該混合氣體或是空氣的介電率之在1 . 0左右。 亦即，由於至少在電荷容易產生集中之配線7 3的角 部形成有空洞7 5，因此與在配線7 3之間完全爲矽氣化 層等之絕緣層所填滿的情形相比較，可以大幅地降低介電 率。藉此可以達成提升元件之稹體程度與提昇L S I之性 能的效果。 其次則就圖219之半導體裝置的製造方法加以說明 〇 首先，如圖2 2 0所示，在半導體基板7 1上形成絕 緣層7 2。又，藉由噴濺法等，在絕緣層7 2上形成金屬 厝7 3 a。在此，金颺層73 a的厚度被設定爲0. 7〜 〇 · 2/zm。該金屬層73 a可以藉由鋁、銅、鈦、氮化 鈦等所構成》 又，藉由噴濺法等，在金屬層7 3 a上形成碳層 8 0 a。更者，藉由噴彌法或是CVD法，在碳厝8 0 a (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 本纸張尺度逍用中國囤家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央樣準局員工消龙合作杜印製 五、' 發明説明（22E ) 1 上 形 成 掩 罩 材 ( 例 如 矽 氧 化 層 或 是 矽 氮 化 層 等 ) 7 7 〇 在 1 1 此 > 當 掩 罩 材 7 7 係 由 氧 化 物 所 構 成 時 > 則 掩 罩 材 7 7 最 1 | 好 是 藉 由 噴 濺 法 而 形 成 〇 而 此 是 因 爲 當 利 用 C V D 法 時 1 I 碳 層 8 0 a 會 被 反 應 氣 體 中 的 氣 所 消 滅 使 然 〇 請 先 1 1 I 其 次 7 如 圖 2 2 1 所 示 9 在 掩 罩 材 7 7 上 塗 佈 光 抗 蝕 讀 背 I 1 層 〇 利 用 P Ε P ( 照 相 蝕 刻 工 程 ) 對 該 光 抗 蝕 層 7 7 進 行 1 I 1 I 圖 案 處 理 0 之 後 則 使 光 抗 蝕 層 剝 離 將 掩 罩 材 7 7 當 作 事 項 1 I 再 1 I 掩 罩 > 藉 由 異 方 性 蝕 刻 對 碳 層 以 及 金 屬 曆 進 行 蝕 刻 而 本 、裝 形 成 配 線 1 7 3 0 之 後 則 當 掩 罩 材 7 7 殘 留 下 來 時 則 頁 1 | 使 該 掩 罩 材 7 7 剝 離 〇 1 I 此 外 光 抗 蝕 層 的 剝 離 係 藉 由 Η 2 S 0 4 與 Η 2 〇 2 的 藥 1 1 I 液 而 進 行 0 光 抗 蝕 層 雖 然 是 可 藉 由 氧 電 漿 處 理 而 剝 離 但 1 訂 是 當 利 用 氧 電 漿 處 理 時 碳 層 1 6 會 被 消 滅 0 1 1 其 次 如 圖 2 2 2 所 示 藉 由 噴 漉 法 等 在 配 線 7 3 1 1 的 側 壁 以 及 配 線 7 3 上 形 成 碳 層 8 0 b 0 藉 由 異 方 性 蝕 刻 1 1 對 碳 層 8 0 b 進 行 蝕 刻 而 該 該 碳 層 8 0 b 只 殘 留 在 配 線 S線 I 7 3 的 側 壁 部 〇 1 1 首 先 如 圖 2 2 3 以 及 圖 2 2 4 所 示 藉 由 噴 濺 法 或 I 1 1 是 C V D 法 在 半 導 體 基 板 7 1 上 的 整 面 亦 即 絕 緣 層 1 1 7 2 上 碳 層 8 0 b 上 以 及 掩 罩 材 7 7 上 形 成 有 厚 度 約 1 1 0 0 5 β m 的 絕 緣 層 ( 例 如 氧 化 矽 等 ) 7 4 〇 1 1 在 此 9 當 絕 緣 層 7 4 由 氧 化 物 所 構 成 時 則 絕 緣 層 1 1 7 4 最 好 是 藉 由 噴 濺 法 而 形 成 〇 而 此 是 因 爲 當 利 用 C V D 1 I 法 時 碳 層 8 0 a 1 8 0 b 會 被 反 rrfac 應 氣 體 中 的 氧 所 消 滅 使 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -228 - 317〇1〇 A7 經濟部中央標準局員工消，合作社印裝 五、發明説明（226 ) 然。 之後，則使碳層80a ，80b灰化，使碳層80a ，8 0 b轉換成主要充滿了氧〇 2與二氧化碳C 0 2之混合 氣體的空洞75。此外，碳層80a ，80b的灰化可以 藉由使用以下2種方法之其中任一者而達成。 其中一者則是在氧環境下（指包含氧的環境，也可以 是在大氣中）的熱處理（溫度400 — 450 °C，時間2 個小時左右）。該方法，由於使碳層80a，80b轉換 成二氧化碳co2的反應係緩慢進行，因此雖然具有可以 防止因爲碳層8 0 a ，8 0 b之體稹膨脹導致絕緣餍7 4 發生破裂的優點，但是卻也具有處理時間變長的優點》 另一者則爲氧電漿處理（asher )。該方法，由於使 碳層80 a，80b轉換成二氧化碳C02的反應係快速 地進行，因此雖然具有處理時間會縮短的優點，但是卻也 具有會因爲碳層8 0 a，8 0 b之體稹膨脹導致絕緣層 7 4發生破裂的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層 7 4的性質或是降低氧電漿處理的溫度而避免。 此外，藉著使空洞7 5在製造時與空氣發生接觸、或 是在封裝上設置孔，可以在空洞7 5內充滿空氣。 其次，如圖2 2 5所示，在絕緣層7 4上形成具有低 介電率的絕緣餍7 6，例如包含了氟的氧化矽層。此外， 絕緣層7 6的表面則藉由CMP法等被平坦化。 根據上述方法，藉著使形成在配線7 3之側面以及上 面之碳厝80a ，80b灰化，至少可以使得配線7 3的 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 本 頁 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 229 經濟部中央標準局員工消作社印褽 A7 ____B7_五、發明説明（227 ) 周圍成爲空洞。因此很容易提供圖2 1 2之半導體裝置。 又，在本實施形態中，由於在電荷容易積蓄之配線7 3的 邊緣部分設置空洞，因此可以有效地減低在配線之間的寄 生電容》 圖2 2 6係表與本發明之第3 4實施形態有關的半導 體裝置。 在半導體基板（例如矽晶圓）7 1上則形成有絕緣屠 (例如矽氧化層）72。配線73被配置在絕緣層72上 。該配線7 3係由銅、鋁合金等的金靥、包含雜質之多矽 等的半導體、鎢等的髙熔點金屬所構成。 絕緣層7 4則完全覆蓋配線7 3。但是，絕緣層7 4 則不與配線7 3接觸。因此，在配線7 3之側面與絕緣'厝 74之間則設有空洞75 »在該空洞75內則主要充滿了 - __ 介電率e在1. 〇左右的氣體》 絕緣層7 4例如由氧化矽、氧化锆、氧化給、氣化鉻 等的構成。在絕緣層7 4上則形成有具有低介電率的絕緣 層76，例如包含了氟的氧化矽層。 此外，藉著使空洞7 5在製造時與空氣接觸、或是在 封裝上設置孔，可以在空洞7 5內充滿空氣。 根據上述構造的半導體裝置，配線7 3係由絕緣層 7 4所覆蓋。且，在配線7 3之側面與絕緣層7 4之間則 成爲主要充滿了氧0 2與二氧化碳C 02之混合氣體或是空 氣的空洞7 5。該混合氣體或是空氣的介電率之在1 . 0 左右。 本張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210Χ297公釐） ' -230 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _^ :訂 經濟部中央標準局貝工消作社印裝 A7 ___ B7五、發明説明（228 ) 因此與在配線7 3之間完全爲矽氧化層等之絕緣層所 填滿的情形相比較，可以大幅地降低介電率。藉此可以達 成提升元件之積體程度與提昇L S I之性能的效果》 其次則就圖2 2 6之半導體裝置的製造方法加以說明 〇 首先，如圖2 2 7所示，在半導體基板7 1上形成絕 緣層7 2。又，藉由噴濺法等，在絕緣層7 2上形成金屬 層.7 3a。在此，金屬靥73a的厚度被設定爲0· 7〜 0. 該金屬層73a可以藉由鋁、銅、鈦、氮化 鈦等所構成。 藉由噴濺法或是CVD法，在金屬層7 3 a上形成掩 罩材（例如矽氧化層或是矽氮化層等）。 其次，如圖2 2 8所示，在掩罩材7 7上塗佈光抗蝕 層。利用PEP (照相蝕刻工程）對該光抗蝕層77進行 圖案處理。之後，則使光抗蝕層剝離，將掩罩材7 7當作 掩罩，藉由異方性蝕刻，對碳層以及金屬層進行蝕刻，而 形成配線7 3。之後，當掩罩材7 7殘留下來時，則使該 掩罩材7 7剝離。 此外，在本實施形態中，也可以不利用掩罩材，而將 光抗蝕層當作掩罩，直接對金屬層7 3 a進行蝕刻。 其次，如圖2 2 9所示，藉由噴濺法等，在配線7 3 的側壁以及配線7 3上形成碳層8 0 b。藉由異方性蝕刻 對碳層8 0 b進行蝕刻，而該該碳層8 0 b只殘留在配線 7 3的側壁部。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -231 - 317〇l〇 Μ Β7 經濟部中央標準局員工消it,作社印製 五、發明説明（229 ) 首先，如圖2 3 0以及圚2 3 1所示’藉由噴濺法或 是CVD法，在半導體基板7 1上的整面’亦即’絕緣層 7 2上、碳層8 0 b上以及配線7 3上形成有厚度約 0. 05em的絕緣層（例如氧化矽等）74。 在此，當絕緣層7 4由氧化物所構成時’則絕緣層 7 4最好是藉由噴濺法而形成。而此是因爲當利用c VD 法時，碳餍8 0 b會被反應氣體中的氧所消滅使然。 .之後，則使碳層80b灰化，使碳層80b轉換成主 要充滿了氧〇2與二氧化碳C02之混合氣體的空洞7 5。 此外，碳層8 0 a ’ 8 0 b的灰化可以藉由使用以下2種 方法之其中任一者而達成。 其中一者則是在氧環境下（指包含氧的環境，也可'以 是在大氣中）的熱處理（溫度400 — 450 °C，時間2 個小時左右）。該方法，由於使碳靥80a，80b轉換 成二氧化碳C 〇2的反應係緩慢進行，因此雖然具有可以 防止因爲碳層8 0 a ，8 0 b之體稹膨脹導致絕緣層7 4 發生破裂的優點，但是卻也具有處理時間變長的優點。 另一者則爲氧電漿處理（asher )。該方法，由於使 碳層8 0 a，8 0 b轉換成二氧化碳C 02的反應係快速 地進行，因此雖然具有處理時間會縮短的優點，但是卻也 具有會因爲碳層8 0 a ，8 0 b之體稹膨脹導致絕緣層 7 4發生破裂的缺點。但是該缺點可以藉由改善絕緣層 74的性質或是降低氧電漿處理的溫度而避免。 此外，藉著使空洞7 5在製造時與空氣發生接觸、或 請 閲 讀 背 Sr 之 注 項 再
I 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2丨0'乂297公釐） -232 - A7 __B7_五、發明説明（23〇 ) 是在封裝上設置孔，可以在空洞7 5內充滿空氣。 其次，如圖2 3 2所示，在絕緣層7 4上形成具有低 介電率的絕緣層7 6，例如包含了氟的氧化矽層。此外， 絕緣層7 6的表面則藉由CMP法等被平坦化。 根據上述方法，藉著使形成在配線7 3之側面以及上 面之碳層8 0 b灰化，至少可以使得配線7 3的側壁部成 爲空洞。因此很容易提供圓2 6 6之半導體裝置。 (發明之效果） 如上所述，根據本發明之半導體裝置及其製造方法， 可以得到以下的效果。 在左右之配線之間或是上下之配線之間分別形成主要 充滿了氧02與二氧化碳C 02之混合氣體或是空氣的空洞 。該混合氣體或是空氣的介電率ε在1. 0左右。因此與 在同一層（左右）之配線之間以及不同層（上下）之配線 之間填滿矽氧化層等之絕緣層的情形相比較，可以大幅地 降低介電率。 因此可以同時達成提升元件之稹體程度與提昇L S I 之性能的效果。 又，若是在晶片的周緣部形成環狀的保護環時，則在 自晶圓切出晶片後，可以避免水分氧Η20自晶片的周緣 ’經由空洞到達配線。亦即，藉著設置保護環，可以使晶 片內的配線不致於遭受水分Η20的侵入。 又，至少配線的側面係由配線保護層所覆蓋，因此， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） . 233 - 經濟部中央橾準扃負工消黄合作社印製 A7 ____B7_五、發明説明（231 ) 自晶片的周緣經由空洞而進來的水分1120，不會直接到 達配線的金屬。因此，可以保護各配線不致於遭受1120 的侵入。 若在搭載有上述半導體裝置（晶片）的封裝上設置用 於連接封裝外部與內部的孔時，則空洞內的空氣會循環， 而使在晶片內所產生的熱能夠有效率地排出到封裝外部。 因此，可以提供很難因爲熱而產生不良的半導體裝置。 .又，藉由配線保護餍來覆蓋配線，可以防止龜裂的發 生。 又，配線之間的空洞，可以利用在氧環境下的退火或 是氧電漿處理，使碳餍灰化而簡單地形成β 爲了要增加半導體裝置的機械強度，在碳層上以及配 線上最好是設置可以與矽等之配線產生反應的材料。又’ 即使在空洞上設置氧化金屬層，也能夠增加半導體裝置的 機械強度。 又，在使碳層灰化時，爲了要防止配線產生氧化’配 線也可以藉由不會讓氧透過之防護層所包圍。 圖面之簡單說明： 圖1係表與本發明之第1實施形態有關之半導體裝置 的斷面圚》 圖2係表圖1之半導體裝置之製造方法之一工程的斷 面圖。 圖3係表圖1之半導體裝置之製造方法之一工程的斷 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ---11 線 -234 - A7 B7 五、發明説明（232 ) 面圖。 圖4係表圖1之半導體裝置之製造方法之一工程的斷 面圖 請 先 閱 讀 背 I 事 項 再 圖5係表圖1之半導體裝置之製造方法之—工程的斷 面圖。 圖6係表圖1之半導體裝置之製造方法之—工程的斷 面圖。 .圖7係表與本發明之第2實施形態有關之半導體裝置 的立體圚》 圖8係表圖7之半導體裝置之製造方法之一工程的立 體圖。 訂 圖9係表圖7之半導體裝置之製造方法之—工程的立 體圖。 圖10係表圖7之半導體裝置之製造方法之一工程的 立體圖。 圖11係表圖7之半導體裝置之製造方法之一工程的 立體圖。 經濟部中夬樣準局員工消糞合作杜印褽 圖12係表圖7之半導體裝置之製造方法之一工程的 立體圖。 圖1 3係表圖7之半導體裝置之製造方法之—工程的 立體圖。 圖1 4係表圖7之半導體裝置之製造方法之一工程的 立體圖。 ffll 5係表圖7之半導體裝置之製造方法之一工程的 家iiTcNS ) A4規格（210X297公釐) ~" -235 - 317010 B7 經濟部中夬標準局員工消^合作杜印製 五、 發明説明（233 ) 1 1 立 體 圖 0 1 1 圖 1 6 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 一 工 程 的 ! 1 立 體 圖 〇 1 1 圖 1 7 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 — X 程 的 請 先 閱 1 I 立 體 圖 〇 讀 背 I 1 'A I 圖 1 8 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 一 X 程 的 之 1 I 立 體 圖 〇 事 項 1 I 再 I 圃 1 9 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 — 工 程 的 填-寫一 Νί 本 1 立 體 圖 〇 頁 1 1 圖 2 0 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 —· 工 程 的 1 1 立 體 圖 0 1 I 圖 2 1 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 一 工 程 的 1 訂 I 立 體 圚 0 1 I I 圖 2 2 係 表 圖 7 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 —- 工 程 的 1 I 立 體 圚 〇 1 1 圖 2 3 係 表 與 本發 明 之 第 3 實 施 形 態 有 關 之 半 導 體 裝 l線 1 置 的 立 體 圖 〇 1 1 圖 2 4 係 表 圖 2 3 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 一 工 程 1 I 的 立 體 圖 〇 I I I 圖 2 5 係 表 圖 2 3 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 —. 工 程 1 1 1 的 立 體 圖 〇 1 1 圖 2 6 係 表 圖 2 3 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 一 工 程 1 1 的 立 體 圖 〇 1 1 圖 2 7 係 表 圖 2 3 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之 — 工 程 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -236 - 經濟部中央標準局員工消"合作社印製 A7 ___B7___ 五、發明説明（234 ) 的立體圖。 圚2 8係表圖2 3之半導體裝置之製造方法之—工程 的立體圖。 圖2 9係表圖2 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 0係表圖2 3之半導雔裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 .圖3 1係表圖2 3之半導體裝置之製造方法之—工程 的立體圖》 圖3 2係表圖2 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 3係表圓2 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 4係表與本發明之第4實施形態有關之半導體裝 置的立體圖。 圖3 5係表圖3 4之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 6係表圓3 4之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 7係表圖3 4之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 8係表圖3 4之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖3 9係表圖3 4之半導體裝置之製造方法之一工程 請 先 閲 讀 背 & 之 注 意 事 項 再 寫一 本 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -237 - B7 五、發明説明（235 ) 的立體圖。 經濟部中央標準局員工消^合作社印袋 圚4 0係表與本發明之第5實施形態有關之半導體裝 置的立體圖。 圖4 1係表圖4 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖4 2係表圓4 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 .圖43係表圖40之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖4 4係表圖4 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖* 圖4 5係表圖4 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖4 6係表與本發明之第6實施形態有關之半導體裝 置的立體圖。 圚4 7'係表圖4 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖4 8係表圖4 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圓。 圇4 9係表圖4 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖5 0係表圇4 6之半導體裝置之製造方法之一工择 的立體圖。 圖5 1係表圖4 6之半導體裝置之製造方法之一工程 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) ^規格（210 χ π?公釐) -238 - 經洗部中夬標準局貝工消費合作社印製 A7 B7___五、發明説明（236 ) 的立體圖。 圖5 2係表圖4 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖5 3係表與本發明之第7實施形態有關之半導體裝 置的立體圖。 圖5 4係表圖5 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖5 5係表圖5 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圚》 圖5 6係表圇5 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 -圖5 7係表圖5 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。' 圖5 8係表圖5 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖5 9係表圖5 3之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖6 0係表與本發明之第8實施形態有關之半導體裝 置的立體圖》 圖6 1係表圖6 0之半導體裝茸之製造方法之一工程 的立體圖。 v 圖6 2係表圖6 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖》 圖6 3係表圖6 0之半導體裝置之製造方法之一工程 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------f------ir------Λ_ (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -239 - A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（237 ) 的立體圖。 圖6 4係表圖6 0之半導髖裝置之製造方法之—工程 的立體圖。 圖6 5係表圓6 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖6 6係表圖6 0之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖6 7係表與本發明之第9實施形態有關之半·導體裝 置的立體圖。 圇6 8係表圖6 7之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖6 9係表圖6 7之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖^ 圖7 0係表圖6 7之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖7 1係表圖6 7之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖7 2係表圖6 7之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖7 3係表圖6 7之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖》 / 圖7 4係表與本發明之第1 〇〜第1 7實施形態有關 之晶片的說明圖。 圖7 5係表與本發明之第1 〇〜第1 7實施形態有關 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 、1Τ Μ I. 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中夬揉準局貝工消費合作社印^ A7 B7 五、發明説明（238 ) 之晶片之一部分的說明圖。 圖7 6係表與本發明之第1 0實施形態有關之半導體 裝置的立體圖》 圖7 7係表與本發明之第1 0實施形態有關之半導體 裝置的立體圖》 圖7 8係表與本發明之第1 1實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖7 9係表與本發明之第1 1實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖8 0係表與本發明之第1 2實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 •圖8 1係表與本發明之第1 3實施形態有關之半導'體 裝置的立體圖。 圖8 2係表與本發明之第1 4實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖8 3係表與本發明之第1 5實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖8 4係表與本發明之第1 6實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖8 5係表與本發明之第1 7實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖8 6係表與本發明之第1 8實施形態有關之半導體 裝置的立體圖。 圖8 7係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
Sl7〇l〇 A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（239 ) 的立體圖。 圖8 8係表圚8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖8 9係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 0係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖》 圖9 1係表圚8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 2係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 3係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 4係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體園。 圖9 5係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 6係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 7係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 的立體圖。 圖9 8係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之—工程 的立體圖。 圖9 9係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工程 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -242 - B7 五、發明説明（240 ) 的立體圖。 圖1 0 0係表圖8 6之半導體裝置之製造方法之一工 程的立體圖。 圖1 Ο 1係表圖8 6之半導體裝罝之製造方法之一工 程的立體圖。 圖1 0 2係表與本發明之第1 9實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 0 3係^圓1〇 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 0 4係表圖1 〇 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 •圖1 0 5係表圖1 〇 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 0 6係表圖1 0 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圓。 圖1 0 7係表圖1 0 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印策 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 0 8係表圚1 0 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 0 9係表圖1 0 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 .. 圖1 1 0係表圖ΓΟ 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體園。 圖1 1 1係表圈1 0 2之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -243 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _B7 .__五、發明説明_(241 ) 工程的立體圖。 圚1 1 2係表圖1 〇 2之半導®裝置之製造方法之― 工程的立體圖。 圖1 1 3係表與本發明之第2 〇實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 1 4係表圖1 1 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 1 5係表圖1 1 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 1 6係表圖1 1 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖》 .圖1 1 7係表圖1 1 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖》 圖1 1 8係表圖1 1 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 1 9係表圖1 13之牟導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 0係表舆本發明之第2 1實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 2 1係表圖1 2 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 2係表圓12 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 3係表圖1 2 0之半導體裝置之製造方法之一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董 經濟部中央標準局貝工消費合作社印策 A7 B7___ 五、發明説明（242 ) 工程的立體圖。 圖1 2 4係表圖1 2 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 5係表圖1 2 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 6係表圖1 2 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 7係表與本發明之第2 2實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖128係表圖127之.半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 2 9係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之+ — 工程的立體圖。 圖1 3 0係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖》 圖1 3 1係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圊。 圖1 3 2係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 3 3係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 3 4係表圖12 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 3 5係表圖1 27之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T -245 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A7 _B7___五、發明説明（243 ) 工程的立體圖。 圖1 3 6係表圚1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 3 7係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 3 8係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 3 9係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 0係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 1係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圓1 4 2係表圖1 2 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 3係表與本發明之第2 3實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 4 4係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 5係表圖1 4 3之半導髓裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 6係表圖14 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 7係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、tT ^ -246 - 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印製 A7 _B7 ____ 五、發明説明（244) 工程的立體圖 圖1 4 8係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 4 9係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 5 0係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 5 1係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 5 2係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 溯1 5 3係表圖1 4 3之半導體裝置之製造方法之·一 工程的立體圖。 圇1 5 4係表與本發明之第2 4實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 5 5係表圖1 5 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 5 6係表圖1 5 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 5 7係表圖1 5 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖15 8係表圖15 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 5 9係表圖1 5 4之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣隼局男工消費合作杜印掣 A7 _B7__ 五、發明説明（245) 工程的立體圖。 圖1 6 0係表圖1 5 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 6 1係表與本發明之第2 5實施形態有關之半導 髖裝置的立體圖。 圖1 6 2係表圖1 6 1之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 6 3係表圖1 6 1之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 6 4係表圖1 6 1之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 .圖1 6 5係表圖1 6 1之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圚1 6 6係表圖1 6 1之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 6 7係表圖1 6 1之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖》 圖1 6 8係表與本發明之第2 6實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 6 9係表與本發明之第2 .7實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 7 0係表與本發明之第2 8實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 7 1係表圖1 7 0之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（2丨〇乂^?公釐） 一 248 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央搮準局貝工消費合作社印装
Sl7〇l〇 A7 B7 五、發明説明（246 ) 工程的斷面圚。 圖1 7 2係表圚1 7 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖1 7 3係表圖1 7 〇之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圇1 74係表圖1 7〇之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖1 7 5係表圖1 7 〇之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖* 圖1 7 6係表圚1 7 0之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖1 7 7係表與本發明之第2 9實施形態有關之半導 體裝置的斷面圖》 圖1 7 8係表圖1 7 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖》 圖1 7 9係表圖1 7 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖1 8 0係表圖1 7 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖1 8 1係表圖1 7 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 ·· 圖1 8 2係表圖17 7之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖》 圖1 8 3係表圖1 7 7之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公赛） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
'IT -249 - 經濟部中央椹隼局負工消費合作社印製 A7 _ B7_ 五、發明説明_(247 ) 工程的斷面圖。 圖1 8 4係表與本發明之第3 0實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖1 8 5係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 8 6係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 8 7係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 8 8係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 8 9係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之·一 工程的立體圖。 圖1 9 0係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 9 1係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 9 2係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖1 9 3係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖》 圖1 9 4係表圖18 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圚。 圖1 9 5係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（21〇χ^^--- -250 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Λ ! 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 317 010 Λ, ___Β7_ 五、發明説明（248 ) 工程的立體圖。 圖1 9 6係表圖1 8 4之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圚1 9 7係表碳層之灰化處理之一工程的斷面圖。 圖1 9 8係表碳層之灰化處理之一工程的斷面圖。 圖1 9 9係表與本發明之第3 1實施形態有關之半導 體裝置的立體圖。 圖2 0 0係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 0 1係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 .圖2 0 2係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之'一 工程的立體圖。 圖2 0 3係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 0 4係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圚2 0 5係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 0 6係表圓1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 0 7係表圖19 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 0 8係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 本紙浪尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----------气------1Τ------Λ . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -251 - 經濟部中央標準扃貝工消费合作杜印装 A7 _B7_ 五、發明説明（249 ) 工程的立體圖。 圖2 0 9係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 1 0係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之— 工裎的立體圖。 圚2 1 1係表圖1 9 9之半導體裝置之製造方法之一 工程的立體圖。 圖2 1 2係表與本發明之第3 2實施形態有關之半導 體裝置的斷面圖。 圖2 1 3係表圖2 1 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖2 1 4係表圖2 1 2之半導體裝置之製造方法之'一 工程的斷面圖。 圖2 1 5係表圖2 1 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖。 圖2 1 6係表圖21 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖》 圖2 1 7係表圖2 1 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圚。 圖2 1 8係表圖2 1 2之半導體裝置之製造方法之一 工程的斷面圖》 .. 圖2 1 9係表與本發明之第3 3實施形態有關之半導 體裝置的斷面圖。 圖2 2 0係表圖2 1 9之半導體裝置之製造方法之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -252 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Λ I. 31701ο B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 五、發明説明（25〇 ) 1 1 X 程 的 斷面 圖 0 { 1 圖 2 2 1 係 表 圖 2 1 9 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 1 工 程 的 斷 面 圖 0 /-—S 1 I 圖 2 2 2 係 表 圖 2 1 9 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 請 先 閱 ! 1 I 工 程 的 斷 面 圖 0 背 1 1 I 圖 2 2 3 係 表 圖 2 1 9 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 之 注 I 意 | 工 程 的 斷 面 圖 0 Ψ 項 I 再 I 圖 2 2 4 係 表 圖 2 1 9 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 填 窝 A 本 | 工 程 的 斷 面 圚 0 頁 '—✓ 1 1 圖 2 2 5 係 表 圖 2 1 9 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 I 工 程 的 斷 面 ΓΒΓΐ 圖 0 1 I rg| 圖 2 2 6 係 表 與 本 發 明 之 第 3 4 實 施 形 態 有 關 之 斷面 1 訂 1 圖 0 1 1 I 圖 2 2 7 係 表 圖 2 2 6 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 1 工 程 的 斷 面 圖 〇 1 1 圖 2 2 8 係 表 圖 2 2 6 之 半 導 體 裝 置 之製 造 方 法 之一 典 I 工 程 的 斷面 圖 〇 丨 1 I 圖 2 2 9 係 表 rerr m 2 2 6 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 ! I 工 程 的 斷 面 Π91 圓 〇 1 1 I 圖 2 3 0 係 表 圖 2 2 6 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 1 工 程 的 斷 面 圖 〇 -- 1 1 圚 2 3 1 係 表 圖 2 2 6 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 1 工 程 的 斷 面 圖 〇 1 I 圖 2 3 2 係 表 圓 2 2 6 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 之一 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 3ί7〇ί0 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（251 ) 1 1 工程的 斷 面 圖 〇 1 1 圖 2 3 3 係 表 習 知 半 導 體 裝 置 之 立 體 圖 0 1 1 1 1 、 1 7 半 導 體 基 板 1 1 1 2 、 1 4 、 7 2 、 7 4 、 7 6 絕 緣 層 請 1 1 閲 1 1 3 7 3 、 W 1 W 2 配 線 讀 背 I 面 I 1 5 、 7 5 空 洞 冬 1 I 意 1 1 6 > 3 9 、 4 1 、 4 4 > 8 0 a 、 8 0 b 碳層 事 項 1 1 再 1 I 1 7 、 7 7 掩 罩 材 填 % 1 1 2 1 半 導 體 基 板 頁 '«W*· 1 I 2 2 場 氧 化 層 1 I 2 3 閘 極 1 1 I 2 4 a » 2 4 b 源 極 • 汲 極 領 域 1 訂 2 5 3 2 絕 緣 層 1 1 2 6 a 2 6 C 、 3 3 a 3 3 C 導 電 層 1 1 2 7 a /"«»/ 2 7 d 3 4 a /-s»/ 3 4 d 障 壁 層 1 1 2 8 a 2 8 d 、 3 5 a 3 5 d 金 屬 為 I 2 9 3 0 、 3 6 3 7 4 2 、 4 3 絕 緣 層 1 1 3 1 、 3 8 、 4 0 空 洞 1 1 I 3 2 絕 緣 層 1 1 4 5 4 6 光 抗 蝕 層 ;s 1 1 4 7 晶 圓 1 1 4 8 晶 片 1 | 4 9 切 片 線 1 I 5 0 a 、 5 0 b 5 1 a 5 1 b 配 線 保 護 層 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -254 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 317010 五、發明説明（252 ) 6 0 矽 層 6 1 合 金 層 6 2 金 靥 層 6 3 氧 化 金 屬層 6 4 、6 8 絕緣 6 5 防 護 金 屬層 6 6 氧 化 層 6 7 防 護 層 G 保 護 環 D 1 假 配 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -255 -

Claims (1)

  1. ^17010 A8 B8 C8 D8 成·心4修正 補充 鯉濟部中央標準局貝工消费合作社印策 六、申請專利範圍 第85106346號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 6年6月修正 1 . 一種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基板 、被形成在上述半導體基板上之第1絕緣層、被形成在上 述第1半導體基板上之多個第1配線、使上述多個第1配 線之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第1配線上之 第2絕緣層、被形成在上述第2絕緣層上之多個第2配線 、被埋入到在上述第2絕緣層所形成之經由孔內，而使上 述多個第1配線與上述多個第2配線連接之第2導電層、 以及使上述多個第2配線之間完全成爲空洞，而被形成在 上述多個第2配線上的第3絕緣層。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，在上述多 個第1及及第2配線之間的空洞內則至少充滿了氧與二氧 化碳的混合氣體。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，在上述多 個第1以及第2配線之間的空洞內乃充滿了空氣。 4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，上述第2 絕緣層的表面乃呈平坦" 5. —種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括： 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成固體層的工程、在上述固體層形成多個溝的工程 、將導電體只埋入到上述多個溝內而形成多個配線的工程 、在上述固體層上以及上述多個配線上形成第2絕緣層的 本紙張尺度逍用中國國家搞準（CNS > Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) 裝· 、1T. 經濟部中央揉準局工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 工程、以及藉著使上述固體層氣化，使上述固體層轉換成 氣體層的工程。 6. 如申請專利範園第5項之半導體裝置之製造方法 ，上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可以使上述 多個配線之間至少充滿了氧與二氧化碳的混合氣體。 7. 如申請專利範園第5項之半導體裝置之製造方法 ，上述固體層係由當在形成上述導電體時之溫度以下時爲 固體，而可進行上述多個溝的加工，且藉由氧化很容易變 成氣體層的材料所構成。 8. 如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方法 ，乃包括有：在上述固體層上形成掩罩材之工程、藉由照 相蝕刻工程對上述掩罩材進行加工的工程、當該掩罩材當 作掩罩，藉由異方性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程、 以及將上述掩罩材剝離的工程。 9. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之製造方法 ，當上述掩罩材爲氧化物所構成時，上述掩罩材可藉由噴 濺法被形成。 1 0 .如申請專利範園第5項之半導體裝置之製造方 法，上述多個溝係藉由以下的工程而被形成，亦即，在上 述固體靨上形成光抗蝕層、對上述光抗蝕層實施圖案處理 之工程，將該光抗蝕層當作掩罩，而藉由異方性蝕刻對上 述固體層進行蝕刻的工程、以及將上述光抗蝕靥剝離的工 程。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之半導體裝置之製造 I紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐) — 一 2 一 --------'A装— (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 、1T. 經濟部中央揉準局員工消费合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 方法，上述光抗蝕層可以藉由H2S 04與112〇2的藥液而 被剝離。 1 2 .如申請專利範圏第5項之半導體裝置之製造方 法，當上述第2絕緣膜由氧化物而構成時，則上述第2絕 緣層可以藉由噴濺法而被形成。 1 3 .如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方 法，上述固體層的氧化可以藉由在氧環境下的熱處理或氧 電漿處理而被達成。 1 4 .如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方 法，備有在上述氣體層充滿空氣的工程。 1 5 . —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基 板、被形成在上述半導體基板之表面領域的半導體元件、 在上述半導體基板上形成可覆蓋上述半導體元件的第1絕 緣層、被形成在上述第1絕緣靥上之多個第1配線、被埋 入到在上述第1絕緣厝上所形成之接觸孔內，而使上述半 導體元件與上述多個第1配線連接的第1導電層、以及使 上述多個第1配線之間完全成爲空洞，而被形成在上述多 個第1配線上的第2絕緣層。 1 6 .如申請專利範圓第1 5項之半導體裝置，乃備 有：被形成在上述第2絕緣膜上之多個第2配線、被埋入 到在上述第2絕緣層所形成之經由孔，而使上述多個第1 配線與上述多個第2記線連接的第2導電層、以及上述多 個第2配線之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第2 配線上之第3絕緣層。_ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------、装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -3 - 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印策 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 7 .如申請專利範園第1 6項之半導體裝置，在上 述多個第1配線之間的空洞內以及上述多個第2配線之間 的空洞內則分別至少充滿了氧與二氧化碳的混合氣體· 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項之半導體裝置，在上 述多個第1配線之間的空洞內以及上述多個第2配線之間 的空洞內則分別充滿了空氣· 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之半導體裝置，上述 第2絕緣層以及上述第3絕緣靥的表面乃呈平坦。 2 0 . —種半導體裝置之製造方法，其主要特徴包括 :在半導體基板之表面領域上形成半導體元件的工程，在 上述半導體基板上形成可以覆蓋上述半導體元件之第1絕 緣餍的工程、在上述第1絕緣層形成可以到達上述半導體 元件之接觸孔的工程、將第1導電層埋入到上述第1導電 層上的工程、在上述第1固體屠形成多個第1溝的工程、 將導電體只埋入到上述多個第1溝內，而形成多個第1配 線的工程、在上述第1固體層上以及上述多個第1配線上 形成第2絕緣層的工程、以及藉著使上述第1固體厝氧化 ，可以使上述第1個固體層轉換成第1氧體層的工程。 2 1 .如申請專利範園第2 0項之半導體裝置之製造 方法，具備有：在上述第2絕緣屠上形成第3絕緣層的工 程，在上述第2以及第3絕緣層形成可以到達上述多個第 1配線之經由孔的工程，將第2導電靥埋入到上述經由孔 內之工程、在上述第3 _絕緣層上以及上述第2導電層上形 成第2固體層的工程、在上述第2固體層形成多個第2溝 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ~ -4 - --------(裝------訂------ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 六、申請專利範圍 的工程、將導電體只埋入到上述多個第2溝內，而形成多 個第2配線的工程、在上述第2固體層上以及上述多個配 線上形成第4絕緣層的工程、以及藉著使上述第2固體靥 氧化，可以使上述第2固體層轉換成第2氣體層的工程。 22.如申請專利範圍第21項之半導體裝置之製造 方法，上述第1以及第2固體層爲碳層，藉著使上述碳層 化，可以使上述多個第1以及第2配線之間至少充滿了氧 與二氧化碳的混合氣體。 2 3 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置之製造 方法，上述第1以及第2固體層係由當在形成上述導電體 時之溫度以下時爲固體，而可進行上述多個溝的加工，且 藉由氧化很容易變成氣體層的材料所構成。 24.如申請專利範圍第20項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1溝係藉由以下的工程被形成，亦即， 在上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻 工程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩 ，而藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程、 經濟部中央梂準局貞工消費合作社印袈 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 以及將上述掩罩材剝離的工程。 2 5.如申請專利範圍第2 0項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1 2溝係藉由以下的工程被形成，亦即 ，在上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕 刻工程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩 罩，而藉由異方性蝕刻對上述第1 2固體層進行蝕刻的工 程、以及將上述掩罩材剝離的工程· 本ϋ尺度逍用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - 六、申請專利範圍 2 6 .如申請專利範園第2 1項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成，亦即， 在上述第2固體靥上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工 程對上述掩罩材進行加工的工程、以及將該掩罩材當作掩 罩，藉由異方性蝕刻對上述第2固體層進行蝕刻的工程。 2 7 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成，亦即， 在上述第2固體層上形成掩軍材的工程、藉由照相蝕刻工 程對上述掩罩材進行加工的工程、將該掩罩材當作掩罩， 藉由異方性蝕刻對上述第2固體層進行蝕刻的工程、以及 使上述掩罩材剝離的工程。 28.如申請專利範圍第24至第27項之任一項之 半導體裝置之製造方法，當上述掩罩材由氧化物所構成時 ，則上述掩罩材可以藉由噴濺法被形成。 2 9 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置之製造 方法，當上述第2絕緣層由氧化物所構成時，則上述第2 絕緣層可以藉由噴濺法被形成。 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印装 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 30.如申請專利範圍第20項之半導體裝置之製造 方法，當上述第4絕緣層由氧化物所構成時，則上述第4 絕緣層可以藉由噴濺法被形成。 3 1 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置之製造 方法，上述第1以及第2囿體層的氧化，可以藉由在氧環 境下的熱處理或是氧電漿處理而被達成。 3 2 ·如申請專利範圔第2 1項之半導體裝置之製造 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 — π、申請專利範圍 方法，具備有在上述第1以及第2氣體餍充滿空氣的工程 〇 3 3 種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基 板、被形成在上述半導體基板上之第1絕緣層、被形成在 上述第1絕緣層上之多個第1配線、使上述多個第1配線 之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第1配線上之第 2絕緣層、被形成於在上述第2絕緣層上所形成之接觸孔 內以及上'，而被連接到上述多個第1配線之柱狀的多個導 電靥，使上述多個導電層之間完全成爲空洞，而被形成在 上述多個導電層上的第3絕緣層，被形成在上述第3絕緣 層上，且經由被形成在上述第3絕緣層的接觸孔，而被連 接到上述多個導電層的多個第2配線、以及使上述多個第 2配線之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第2配線 上的第4絕緣層。 經濟部中央標準局爲工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注Ϊ項再填寫本頁) 3 4 .如申請專利範圍第3 3項之半導體裝置，在上 述多個第1配線間之空洞內，上述多個導電層間之空洞內 以及上述多個第2配線間之空洞內，則至少充滿了氧與二 氧化碳的混合氣體。 3 5 .如申請專利範圍第3 3項之半導體裝置，在上 述多個第1配線間之空洞內，上述多個導電層之空洞內以 及上述第2配線間之空洞內，則分別充滿了空氣。 3 6 .如申請專利範圍第3 3項之半導體裝置，上述 第2、第3以及第4絕緣層的表面乃呈平坦。 3 7 . —種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -7 - 31701Q 益 C8 D8 經濟部中央揉準局工消费合作社印製 六、申請專利範圍 :在半導髖基板上形成第1絕緣靥的工程、在上述第1絕 緣層上形成第1固體層的工程、在上述第1固體層形成多 個第1溝的工程、將導電體只埋入到上述多個第1溝內’ 而形成多個第1配線的工程、在上述第1固體層上以及上 述多個第1配線上形成第2絕緣層的工程、使上述第1固 體層氧化，將上述第1固體層轉換成第1氣體層的工程' 在上述第2絕緣層上形成第2固體靥的工程、在上述第2 固體厝以及上述第2絕緣層形成可以到達上述多個第1配 線之多個第1接觸孔的工程、將導電體只埋入到上述多個 第1接觸孔內，而形成柱狀之多個導電層的X程、在上述 第2固體層上以及上述多個導電層上形成第3絕緣層的工 程、在上述第3絕緣靥上形成第3固體層的工程、在上述 第3固體層形成多個第2溝的工程、在上述第3絕緣層形 成可以到達上述多個導電靥之多個第2接觸孔的工程、將 導電體埋入到上述多個第2溝內以及上述多個第2接觸孔 內，而形成多個第2配線的工程、在上述第3固體層上以 及上述多個第2配線上形成第4絕緣層的工程、以及使上 述第2與第3固體層氧化，而使上述第2與第3固體層轉 換成第2與第3氣體層的工程。 3 8 .如申請專利範困第3 7項之半導體裝置之製造 方法，上述第1、第2以及第3固體層爲碳層，藉著使上 述碳層灰化，可以使上述多個第1以及第2配線之間成爲 至少充滿了氧與二氧化碳之混合氣體的空洞。 3 9 ·如申請專利範圃第3 7項之半導體裝置之製造 --------「裝------訂— —---- (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -8 - 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 方法，上述第1、第2以及第3固體餍係由當在上述第1 以及第2溝內、以及上述第1、第2接觸孔內形成導電體 時之溫度以下時爲固體，而可對上述第1或是第2溝進行 加工，或是對上述接觸孔進行加工，且藉由氧化很容易變 成氣體層的材料所構成。 40.如申請專利範園第37項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1 2溝係藉由以下的工程被形成，亦即 ，在上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕 刻工程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩 罩，而藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程 、以及將上述掩罩材剝離的工程》 4 1 .如申請專利範園第3 7項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1 2溝係藉由以下的工程被形成，亦即 ，在上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕 刻工程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩 罩，而藉由異方性蝕刻對上述第1 2固體厝進行蝕刻的工 程、以及將上述掩罩材剝離的工程。 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 42.如申請專利範圍第37項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1接觸孔係藉由以下的工程被形成，亦 即，在上述第2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕 刻工程對上述掩罩材進行加工的工程、以及將該掩罩材當 作掩罩，而藉由異方性蝕刻，對上述第2 3固體層進行蝕 刻的工程。 _4 3.如申請專利範圍第3 7項之半導體裝置之製造 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -9 - 經濟部中央標準局負工消费合作社印策 奶〇1〇 ΒΪ C8 D8 ^·、申請專利範圍 方法，上述多個第1接觸孔係藉由以下的工程被形成’亦 即，在上述第2固體層形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻 工程對上述掩罩材進行加工的工程、將該掩罩材當作掩罩 ，而藉由異方性蝕刻，對上述第2 3固體層進行触刻的工 程、以及使上述掩.軍材剝離的工程。 4 4.如申請專利範圍第3 7項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成’亦即’ 在上述第3固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工 程對上述掩軍材進行加工的工程、以及將該掩罩材當作掩 軍，而藉由異方性蝕刻，對上述第3固體層進行蝕刻的工 程β 4 5.如申請專利範圍第3 7項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第2溝係藉由以下的工程被形成，亦即， 在上述第3固體層形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻工程 對上述掩罩材進行加工的工程、將該掩罩材當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻，對上述第3固體層進行蝕刻的工程、以 及使上述掩罩材剝離的工程。 46. 如申請專利範圍第40項至第45項之任一項 之半導體裝置之製造方法，當上述掩罩材由氧化物所構成 時，則上述掩罩材可以藉由噴濺法被形成。 47. 如申請專利範圍第37項之半導體裝置之製造 方法，當上述第2、第3以及第4絕緣層係由氧化物所構 成時，則上述第2、第3以及第4絕緣層分別可以藉由噴 濺法被形成。 本紙張尺度適用中國國象標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 裝· 訂 -10 - 經濟部中央標準局貞工消费合作社印*. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 8.如申請專利範圍第3 7項之半導體裝置之製造 方法，上述第1、第2以及第3固體層的氧化，可以藉由 在氧環境下的熱處理或是氧電漿處理來達成》 4 9.如申請專利範圍第37項之半導體裝置之製造 方法，具備有在上述第1、第2以及第3空氣餍內充滿空 氣的工程。 5 0 . —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基 板，被形成在上述半導體基板上之第1絕緣層，被形成在 上述第1絕緣層上的多個第1配線、使上述多個第1配線 之間完全成爲空洞，而被形成在上述多個第1配線上的第 2絕緣層、由下部與下部所形成，其中上部被形成爲線狀 ，下部則呈柱狀地被形成於在上述第2絕緣層上的形成之 接觸孔內以及上方，而被連接到上述多個第1配線的多個 第2配線、使上述多個第2配線之下部間完全成爲空洞， 而被形成在上述多個第2配線之上部與下部之間的第3絕 緣靥，以及使上述多個第2配線之上部之間完全成爲空洞 ，而被形成在上述多個第2配線上的第4絕緣層。 5 1 .如申請專利範圍第5 0項之半導體裝置，在上 述多個第1配線間的空洞內以及上述多個第2配線間的空 洞內，分別至少充滿了氧與二氧化碳的混合氣體。 5 2 .如申請專利範圍第5 0項之半導體裝置，在上 述多個第1配線間的空洞內以及上述多個第2配線間的空 洞內，分別充滿了空氣。 5 3 .如申請專利範圍第5 0項之半導體裝置，上述 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I I — I I II 「裝 I I I I I 訂— —--I - i- . (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) -11 - 經濟部中央橾準局貞工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第2、第3以及第4絕緣餍的表面乃呈平坦。 5 4 . —種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括 :在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕 緣層上形成第1固體層的工程、在上述第1固體層形成多 個第1溝的工程、將導電體只埋入到上述多個第1溝內而 形成多個第1配線的工程、在上述第1固體層上以及上述 多個第1配線上形成第2絕緣靨的工程、使上述第1固體 層氧化，將上述第1固體層轉換成氣髋層的工程、在上述 第2絕緣層上形成第2固體層的工程、在上述第2固體層 上形成第3絕緣靥的工程、在上述第3絕緣層上形成第3 固體層的工程、在上述第3固體層形成多個第2溝的工程 、在上述第3絕緣層、上述第2固體層與上述第2絕緣靥 形成可以到達上述多個第1配線之多個接觸孔的工程、將 導電體埋入到上述多個第2溝內與上述多個接觸孔內，而 形成多個第2配線的工程、在上述第3固體厝上與上述多 個第2配線上形成第4絕緣層的工程"以及使上述第2與 _〆 第3固體層氧化，而將上述第2與第3固體層轉換成第2 與第3氣雔餍的工程。 5 5 .如申請專利範圍第5 4項之半導體裝置之製造 方法，上述第1、第2以及第3固體層爲碳層，藉著使上 述碳層灰化，可以使上述多個第1以及第2配線之間成爲 至少充滿了氧與二氧化碳之混合氣體的空洞。 5 6.如申請專利範圍第5 4項之半導體裝置之製造 方法，上述第1、第2以及第3固體層係由當在上述第1 ΜΛ張尺度逍用中國圃家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐 (请先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 裝- 訂 -12 - ο 70J ABCD 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印裝 π、申請專利範圍 以及第2溝內、以及上述接觸孔內形成導電體時之溫度以 下時爲固體，而可對上述第1或是第2溝進行加工，或是 對上述接觸孔進行加工，且藉由氧化很容易變成氣體靥的 材料所構成。 57. 如申請專利範圍第54項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1溝係藉由以下的工程而形成，亦即， 在上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕·刻 工程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩 ，而藉由異方性蝕刻對上述第1固體層進行蝕刻的工程、 以及將上述掩罩材剝離的工程。 58. 如申請專利範圍第54項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第1 2溝係藉由以下的工程而形成，亦即 ，在上述第1 2固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕 刻工程對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩 罩，而藉由異方性蝕刻對上述第1固髋層進行蝕刻的工程 、以及將上述掩罩材剝離的工程。 5 9 .如申請專利範圍第5 7項或第5 8項之半導體 裝置之製造方法，當上述掩罩材由氧化物所構成時，則上 述掩罩材可以藉由噴濺法被形成。 60.如申請專利範圍第54項之半導體裝置之製造 方法，上述多個第2溝係藉由以下的工程而構成’亦即， 在上述第3固體層上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗触 層.進行圖案處理的工程，將該光抗蝕層當作掩罩’藉由異 方性蝕刻對上述第3固體層進行蝕刻的工程、以及使上述 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS > Α4规格（210X297公釐） --------(袈-- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 Λ -13 - A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 光 抗蝕 層 剝離 的 工 程 0 1 1 I 6 1 如 串 請 專 利 範 圍 第 5 4 項 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 1 1 方 法 上 述 多 個 接觸 孔係 藉 由 以 下 的 工 程 而 被形 成 亦 即 1 I 請 1 > 在 上 述 第 3 固 體 層 上 以 及 上 述 第 3 絕 緣 層 上 形 成 光 抗 蝕 先 聞 t# 1 1 層 之 工 程 對 上 述 光 抗 蝕 屠 實 施 圔 案處 理 的 工 程 、 以 該 光 背 少 1 I 抗 蝕 層 爲 掩 罩 藉由 異 方 性 蝕 刻 對 上 述 第 3 絕 緣 層 上 注 1 I 述 第 2 固 m 層 進 行 蝕 刻 的 工 程 > 將 上 述 光 抗 蝕 屠 剝 離 的 工 Ψ 項 再 1 程 、 以 及 對 上 述 第 2 絕 緣 層 進 行 蝕 刻 的 工 程 0 寫 本 裝 I 6 2 如 串 請 專 利 範 圍 第 5 4 項 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 頁 'W 1 I 方 法 當 上 述 第 2 、 第 3 以 及 m _4 絕 緣 層 由 氧 化 物 所 構 成 1 1 時 上 述 第 2 、 第 3 以 及 第 4 絕緣層 分 別 係 由 噴 濺 法所 形 1 I 成 〇 訂 1 6 3 如 串 請 專 利 /w*r 範 圍 第 5 4 項 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 1 I 方 法 上 述 第 1 、 第 2 以 及 第 3 固 體 層 的 氧 化 係 藉 由 在 氣 1 I 環 境 下 的 熱 處 理 或 是 氧 電 漿處 理 而 達 成 0 1 4 6 4 如 串 請 專 利 Ajfc 範 圍 第 5 4 項 之 半 導 體 裝 置 之 製 造 1 方 法 具 備有在 上 述第 1 、 第 2 以 及第 3 氣 體 層 內 充滿 空 1 1 氣 的 工 程 〇 1 1 6 5 如 串 請 專 利 範 園 Ct'T 第 1 項 之 半 導 體 裝 置 備 有 — 1 1 具 有 與 上 述 多 個 配 線 之 構 造 相 同 的 構 造 而 如 包 圍 上 述 多 1 | 個 配 線 般 地 被 形 成 在 上 述 第 1 絕 緣 層 上 的 保 謨 環 〇 1 I 6 6 如 中 請 專 利 範 圍 第 1 6 項 之 半 導 體 裝 置 具 備 1 I 有 保 護 環 該 保 護 環 至 少包括 r 具 有 與 上 述 多 個 第 1 配 線 1 1 1 之 她 稱 造 相 同 的 構 造 而 如 包 n—-t 圍 上 述 多 個 第 1 配 線 般 形 成 在 1 1 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 一 31701ο A8 B8 C8 D8 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 六、申請專利範圍 上述第1絕緣層上的部 構造相同的構造，而如 上述第2絕緣層上的部 6 7 .如申請專利 有保護環，該保護環至 之構造相同的構造，而 成在上述第1絕緣層上 之構造相同的構造，而 成在上述第3絕緣層上 層之構造相同的構造， 在上述多個第1配線與 6 8 .如申請專利 有保護環，該保護環至 之構造相同的構造，而 成在上述第1絕緣層上 線之構造相同的構造， __- 形成在上述第2絕緣曆 6 9 .如申請專利 半導體裝罝被形成在晶 晶片上，而上述導引環 或是上述晶片的周緣部 7 〇 .如申請專利 個配線的底面以及側面 腐蝕，且難以被氧化的 分、以及具有與上 包圍上述多個第 分。 範圍第3 3項之 少包括：具有與 如包圍上述多個 的部分、具有與 如包圍上述多個 的部分、以及具 而如包圍上述多 上述多個第2配 範圍第5 0項之 少包括：具有與 如包圍上述多個 的部分以及具有 而如包圍上述多 上的部分。 範圍第6 5項之 圓之晶片領域或 則被形成在上述 〇 範圍第1項之半 係由具有導電性 配線保護層所覆 述多個第2配線之 2配線般被形成在 半導體裝 上述多個 第1配線 上述多個 第2配線 有與上述 個導電靥 線之間的 半導體裝 上述多個 第1配線 與上述多 個第2配 置，具備 第1配線 般地被形 第2配線 般地被形 多個導電 般被形成 部分。 置，具備 第1配線 般地被形 個第2配 線般地被 半導體裝置，上述 是自晶圖所切出之 晶片領域的周緣部 導體裝置，上述多 ，而很難爲藥品所 蓋* --------^ ^-- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS〉A4规格（210X297公釐） -15 - 經濟部中央橾準局員工消费合作社印氧 3ί7〇1〇 ?8 D8 六、申請專利範圍 7 1 .如申請專利範圍第1項之半導體裝置，上述多 個配線的側面係由很難爲藥品所腐蝕，且很難被氧化的配 線保護層所覆層。 7 2 .如申請專利範圍第1 6項之半導體裝置，上述 多個第1以及第2配線之底面以及側面係由具有導電性， 很難爲藥品所腐蝕，且很難被氧化的配線保護層所覆蓋。 7 3 .如申請專利範園第1 6項之半導體裝置，上述 多個第1以及第2配線的側面係由很難爲藥品所腐蝕，且 很難被氧化的配線保護層所覆蓋。 74.如申請專利範圔第50項之半導體裝置，上述 多個第1以及第2配線之底面以及側面係由具有導電性， 而很難爲藥品所腐蝕，且很難被氣化的配線保護層所覆蓋 〇 7 5 .如申請專利範圍第5 0項之半導體裝置，上述 多個第1以及第2配線的側面係由很難爲藥品所腐蝕，且 很難被氧化之配線保護層所覆蓋。 76.如申請專利範圍第1項之半導體裝置，包括有 一具有與上述多個配線之構造相同的構造，而被形成在上 述多個配線之間，而用於支撐上述第2絕緣層的假配線。 7 7 .如申請專利範園第1 6項之半導體裝置，包括 有：具有與上述多個第1配線之構造相同的構造，而被形 成在上述多個第1配線之間，而用於支撐上述第2絕緣層 的假配線，以及具有與上述多個第2配線之構造相同的構 造，而被形成在上述多個第2配線之間’而用於支撐上述 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) 裝· 訂 -16 - 經濟部中央揉準局—工消费合作社印裝 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 第3絕緣層的假配線。 7 8 . —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基 板、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層、被形成在 上述第1絕緣層上的多個配線，使上述多個配線之間完全 成爲空洞而被形成在上述多個配線上的第2絕緣層、以及 被形成在上述多個配線與上述第2絕緣層之間，而將上述 多個配線與上述第2絕緣層強固地加以結合的結合層。 7 9 .如申請專利範圍第7 8項之半導體裝置，上述 第2絕緣層係由氧化矽所構成，而上述結合層係藉由由構 成上述多個配線的材料與矽所反應而成者的構成。 8 0 .如申請專利範圍第7 8項之半導體裝置，上述 第2絕緣餍係由氧化金屬層所構成，而上述結合層係藉由 由構成上述多個配線的材料與構成上述氧化金靥層的金屬 的反應而成者所構成。 8 1 .如申請專利範圍第7 8項之半導體裝置，在上 述多個配線之間的空洞內至少充滿了氧與二氧化碳的混合 氣體。 8 2 .如申請專利範圍第7 8項之半導體裝置，在上 述多個配線之間的空洞內充滿了空氣。 8 3 .如申請專利範圔第7 8項之半導體裝置，上述 第2絕緣層的表面乃呈平坦》 84.—種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括 :在半導體基板上形成絕緣層的工程、在上述絕緣靥上形 成固體層的工程、在上述固體層形成多數溝的工程、將導 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 1 I------裝 ------訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17 - ABCD 經濟部中央梂準局男工消費合作社印製 六、申請專利範圍 幫體只埋入到上述多數溝內，而形成多數溝的工程.、在上 述固體層上以及上述多個配線上形成的矽層的工程，在藉 著使上述固體層氧化，將上述固體層轉換成氣體層的同時 ，會將上述矽層轉換成氧化矽層，而在上述多個配線與上 述矽層之間形成可以將上述多個配線與上述矽層強固地結 合的結合曆的工程。 8 5 . —種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包括 :在半導體基板上形成絕緣層的工程、在上述絕緣層上形 成固體層的工程、在上述固體層形成多數溝的工程、將導 電體只埋入到上述多數溝內，而形成多個配線的工程、在 上述固體層上以及上述多個配線上形成金屬層的工程、在 藉著使上述固體層氧化，將上述固體層轉換式氣體靥的同 時，也將上述金靥層轉換成氧化金靥層，而在上述多個配 線與上述金屬層之間形成可以將上述多個配線與上述金屬 層強固地結合之結合層的工程。 86. 如申請專利範圍第84項之半導體裝置之製造 方法，上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可以使 上述多個配線之間至少充滿了氧與二氧化碳的混合氣體。 87. 如申請專利範圍第84項之半導體裝置之製造 方法，上述固體層係由在形成上述導電體時之溫度以下時 爲固體1而可進行上述多數溝的加工，且藉著氧化可以容 易變成氣體層的材料所構成。 88. 如申請專利範圍第84項之半導體裝置之製造 方法，上述多數溝係藉由以下的工程而被形成，亦即，在 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先Η讀背面之注$項再填寫本頁) 裝· 訂 _ 18 _ 經濟部中央樑準局工消費合作社印策 咐〇1〇 贛 D8 六、申請專利範圍 上述固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程’對 上述掩罩材進行加工的工程，以該掩罩材當作掩罩，藉由 異方性蝕刻對上述面髖層進行蝕刻的工程，以及使上述掩 軍材剝離的工程。 89. 如申請專利範圍第88項之半導體裝置之製造 方法，當上述掩罩材爲氧化物所構成時，上述掩罩材係藉 由噴濺法被形成。 90. 如申請專利範圈第84項之半導體裝置之製造 方法，上述多數溝係藉由以下的工程被形成，亦即，在上 述固體層上形成光抗蝕層的工程，對上述光抗蝕層進行圖 案處理的工程、將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性蝕刻 ，對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕層剝 離的工程。 9 1 .如申請專利範圍第9 0項之半導體裝置之製造 方法，上述光抗蝕層可以藉由H2 SO 4與《[20 2的薬液而 被剝離》 92. 如申請專利範圍第84項之半導髖裝置之製造 方法，上述固體層的氧化係藉由在氧環境下的熱處理或是 氧電漿處理所達成。 93. 如申請專利範園第84項之半導體裝置之製造 方法，具備有在上述氣體厝內充滿空氣的工程。 9 4 . 一種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體基 板、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層、被形成在 上述第1絕緣層上的多個配線、使上述多個配線之間完全 本紙張尺度逍用中國國象橾率（CNS ) A4洗格（210X297公釐） ------- -「裝------訂----ni^ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) -19 _ A8 打7〇10 g! 經濟部中央樑準局貝工消费合作社印製 六、申請專利範圍 1 I 成 爲 空 洞 9 而 被 形 成 在 上 述 空 洞 上 以 及 上 述 多 個 配 線 之 側 1 1 I 壁 上 的 氧 化 或 是 Jt=t 化 金 屬 層 、 被 形 成 在 上 述 第 1 絕 緣 層 與 1 1 上 述 多 個 配線 之 間 的 金 屬 層 以 及被 形 成 在 上 述 多 個 配 線 1 請 1 I 上 > 與 上 述 氧 化 或 是 氮 化 金 屬 層 上 的 第 2 絕 緣 層 0 先 聞 1 I 1 I 9 5 如 串 請 專 利 Λ〇*τ 範 圔 第 9 4 項 之 半 導 體 裝 置 9 上 述 背 面 1 I 之 1 氧 化 或 是 氮 化 金 屬 層 係 由 上 述 金 屬 層 的 氧 化 物 或 是 Jme m 化 物 注 1 1 I 所 構 成 〇 Ψ 項 再 1 1 9 6 如 串 請 專 利 範 圍 第 9 5 項 之 半 導 體 裝 置 上 述 寫 本 裝 I 金 靥 層 係 由 白 锆 η 給 鈹 、 鎂 、 銃 、 猛 、 鈷 > 線 > 銦 頁 1 1 鋇 、 鑭 釕 、 鉛 鉍 、 钍 \ 鉻 中 所 選 出 之 其 中 —· 個 材料 1 1 所 構 成 0 1 1 9 7 如 中 請 專 利 範 圍 第 9 4 項 之 半 導 體 裝 置 在 上 訂 1 述 第 1 絕 緣 層 設 有 接 觸 孔 將 導 電 層 埋 入 到 上 述 接 觸 孔 內 1 I > 而 上 述 金 羼 屠 與 上 述 導 电 層 接 觸 〇 1 I 9 8 如 串 請 專 利 範 圍 第 9 4 項 之 半 導 體 裝 置 在 上 1 述 多 個 配 線 之 間 的 空 洞 內 至 少 充 滿 了 氧 與 二 氧 化 碳 的 混 合 1 Γ 氣 體 0 1 1 9 9 • 如 串 請 專 利 範 園 第 9 4 項 之 半 導 體 裝 置 在 上 1 1 述 多 個 配 線 之 間 的 空 洞 內 充滿 了 空 氣 〇 1 1 0 0 如 串 請 専 利 範 圍 第 9 4 項 之 半 導 體 裝 置 9 上 1 I 述 第 2 絕 緣 層 的 表 面 係 呈 平 坦 0 1 1 I 1 0 1 一 種 半 導 體 裝 置 之 製 造 方 法 其 主 要 特 徵 包 1 I 括 二 在 半 導 體 基 板 上 形 成 第 1 絕 緣 層 的 工 程 、 在 上 述 第 1 1 1 絕 緣 層 上 形 成 固 體 層 的 工 程 V 在 上 述 固 體 層 形 成 多 數 溝 的 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20 - 經濟部中央標準局工消费合作社印裂 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 工程、在上述多數溝的內面與上述固體層上形成金屬層的 工程，將導電髖只埋入到上述多數溝內，而形成多個配線 的工程、藉著使上述固體層氧化，將上述固體層轉換成氣 體層的工程，只使存在於上述多個配線之側壁與上述氣體 層上的上述金屬層進行氧化或是氮化，而形成第2絕緣層 的工程、以及在上述多個配線上與上述第2絕緣層上形成 第3絕緣靨的工程。 1 0 2 .—種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包 括：在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1 絕緣層上形成固體層的工程、在上述固髗靥形成多數溝的 工程、在上述多數溝的內面與上述固體層上形成金屬靥的 工程，將導電體只埋入到上述多數溝內，而形成多個配線 的工程、藉著使上述固體層氧化，將上述固體層轉換成氣 體靥的同時，只使存在於上述多個配線之側壁與上述氣體 餍上的上述金屬層轉換成氧化金屬層的工程、以及在上述 多個配線上與上述氣化金屬層上形成第3 2絕緣層的工程 〇 1 0 3 .如申請專利範圍第1 0 1項之半導體裝置之 製造方法，上述固體餍爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可 以使上述多個配線之間成爲至少充滿了氧與二氧化碳之混 合氣體的空洞。 1 0 4 .如申請專利範圍第1 0 1項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層係由在形成在上述導電體時之溫度 以下爲固體，而可進行上述多數溝的加工，且藉著氧化可 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------Λ装------訂------《 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -21 - ABCD 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 以容易變成氣體層的材料所構成。 10 5 .如申請專利範園第1 0 1項之半導體裝置之 製造方法，上述多數溝係溝由以下的工程被形成，亦即， 在上述固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程， 對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，而 藉由異方性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上 述掩罩材剝離的工程。 1 0 6 .如申請專利範圍第1 0 5項之半導體裝置之 製造方法，當上述掩罩材由氧化物所構成時，上述掩罩材 可藉由噴濺法被形成。 1 0 7.如申請專利範圍第1 0 1項之半導體裝置之 製造方法，上述多數溝係藉由以下的工程被形成，亦即， 在上述固體層上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕層實 施圖案處理之工程\，將該光抗蝕層當作掩罩，而藉由異方 性蝕刻，對上述固體層進行蝕刻的工程、以及將上述光抗 蝕層剝離的工程。 1 0 8 .如申請專利範圍第1 0 7項之半導體裝置之 製造方法，上述光抗蝕層係藉*h2s 〇4與h2o2的藥液 而被剝離。 1 0 9 .如申請專利範圍第1 0 1項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層的氧化係藉由在氧環境下的熱處理 或是氧電漿處理而達成。 1 1 0 .如申請專利範圍第1 0 1項之半導體裝置之 製造方法，具備有在上述氣體層內充滿空氣的工程。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------(裝------訂------^1. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -22 - 鋰濟部中央標率局属工消費合作社印装 A8 B8 C8 ______ D8 六、申請專利範圍 1 1 1 .如申請專利範園第1 Ο 1項之半導體裝置之 製造方法，上述金靥層係藉由在氧環境或是氮環境下的熱 處理被氧化或是氮化。 1 1 2 · —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體 基板、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣贗、被形成 在上述第1絕緣層上的多個配線、覆蓋上述多個配線的側 面與底面，具有氧不會透過之性質的防護金屬層、覆蓋上 述多個配線上面，具有氧不會透過之性質的防護層，以及 使上述多個配線之間完全成爲空涧，而被形成在上述空洞 上與上述防護靥上的第2絕緣層。 1 1 3 .如申請專利範圍第1 1 2項之半導體裝置， 上述防護金屬層係由鈦與氮化鈦的積層，以及氮化鈦矽中 之其中一者所構成。 1 1 4.如申請專利範圍第1 1 2項之半導體裝置， 上述防護層係由鈦與氮化鈦的稹層、氮化鈦矽以及氮化矽 中之其中一者所構成。 1 1 5 .如申請專利範圔第1 1 2項之半導體裝置， 在上述第1絕緣層設有接觸孔，將導電餍埋入到上述接觸 孔內，而上述金屬層則與上述導電層接觸》 1 1 6 .如申請專利範画第1 1 2項之半導體裝置， 在上述多個配線間的空洞內至少充滿了氧與二氧化碳的混 合氣體。 1 1 7.如申請專利範圔第1 1 2項之半導體裝置， 在上述多個配線之間的空洞內充滿了空氣β 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐〉 --------Λ衮— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -23 - A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 8 .如申請專利範圍第1 12項之半導體裝置， 上述第2絕緣層的表面係呈平坦。 1 1 9 . 一種半導體裝置之製造方法，其主要特徵包 括：在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1 絕緣靥上形成固體層的工程，在上述固體層形成多數溝的 工程，在上述多數溝的內面以及上述固體層上形成具有防 止氧透過之功能之防護金靥層的工程、在上述防護金靥層 上形成導電體的工程、對上述防護金靥層與上述導電體進 行研磨或是蝕刻，而使上述防護金靥層與上述導電體只殘 留在上述多數溝內，而形成多個配線的工程、只在上述多 個配線上形成具有防止氧透過之功能之防護層的工程、在 上述固體層上與上述防護層上形成第2絕緣層的工程、以 及藉著使上述固體層氧化|可以使上述固體層換成氣髖層 的工程。 1 2 0 .如申請專利範圍第1 1 9項之半導體裝置之 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注^項再填寫本頁) 製造方法，對於上述防護金屬餍與上述導電體所進行之研 磨或是蝕刻，則必須進行到使上述防護金屬層與上述導電 體之表面的高度較上述固體靥之表面的髙度爲低爲止。 1 2 1 .如申請専利範圍第1 1 9項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可 以使上述多個配線之間形成爲至少充滿了氧與二氧化碳之 混合氣體的空洞。 1 2 2 .如申請專利範圍第1 1 9項之半導髖裝置之 製造方法，上述固體餍係由在形成上述導電體之溫度以下 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24 - 8888 ABCD 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 爲固體，而可進行上述多條溝的加工，且藉由氧化可以很 容易變成氣體層的材料所構成。 1 2 3 .如申請專利範園第1 1 9項之半導體裝置之 製造方法，上述多條溝係藉由以下的工程而形成，亦即， 在上述固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程， 對上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，藉 由異方性蝕刻，對上述固體層進行蝕刻的工程，以及使上 述掩罩材剝離的工程。 1 2 4 .如申請專利範園第1 2 3項之半導體裝置之 製造方法，當上述掩罩材係由氧化物所構成時，上述掩罩 材可以藉由噴濺法被形成。 1 2 5 .如申請專利範圍第1 1 9項之半導體裝置之 製造方法，上述多條溝係藉由以下的工程而形成，亦即， 在上述固體層上形成光抗蝕層的工程，對上述光抗蝕靥實 施圖案處理的工程，將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性 蝕刻，對上述固體層實施蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕 層剝離的工程。 1 2 6 .如申請專利範圍第1 2 5項之半導體裝置之 製造方法，上述光抗蝕層可以藉由H2S 04與1^202的薬 液被剝離。 1 2 7 .如申請專利範圍第1 2 5項之半導體裝置之 製造方法，當上述第2絕緣層係由氧化物所構成時，則上 述第2絕緣層可以藉由噴濺法被形成。 1 2 8 .如申請專利範圍第1 1 9項之半導體裝置之 本紙張尺度逋用中囷國家棣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —~ -25 - I"'装 訂— 〈 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 鯉濟部中央橾準局身工消費合作社印策 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 製造方法，上述固體層之氧化係藉由在氧環境下的熱處理 或是氧電漿處理所達成。 1 2 9 .如申請專利範園第1 1 9項之半導體裝置之 製造方法，具備在上述氣體靥內充滿了空氣的工程。 1 3 0 . —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體 基板、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層，被形成 在上述第1絕緣靥上的多個配線、在不接觸上述多個配線 的狀態下，覆蓋上述多個配線的側面以及上面，而使上述 多個配線的周園成爲空洞時第2絕緣層、以及波形成在上 述多個配線之間與上述第2絕緣曆上的第3絕緣層。 1 3 1 . —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體 基板、被形成在上述半傳體基板上的第1絕緣層、被形成 在上述第Ί絕緣厝的多個配線、在不接觸上述多個配線之 側面的狀態下，覆蓋上述多個配線的側面，而在上述多個 配線的側面形成空洞的第2絕緣層，以及被形成在上述多 個配線之間與上述第2絕緣層上的第3絕緣層。 132.如申請專利範圍第130項之半導髖裝置， 在上述多個配線之間的空洞內至少充滿了氧與二氧化碳的 混合氣體。 1 3 3 .如申請專利範圈第1 3 0項之半導體裝置， 在上述多個配線之間的空涧的充滿了空氣。 1 3 4 .如申請專利範圍第1 3 0項之半導體裝置， 上述第3絕緣層的表面乃呈平坦。 1 3 5 . —種半導體裝置之製造方法，其特徵在於： 本紙張尺度適用t國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） _ — -26 - --------装------訂------《 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成導電體的工程、在上述導電體上形成第1固體層 的工程、對上述第1固體靥與上述導電體進行蝕刻，而形 成多個配線的工程、在上述多個配線的側壁形成第2固體 層的工程、以及在上述第1與第2固體層上形成第2絕緣 層的工程、藉著使上述第1與第2固體層氧化，使上述第 1與第2固體層轉換成氣體層，藉由上述氣體層包圍上述 多個配線的工程。 1 3 6 .如申請專利範圍第1 3 5項之半導體裝罝之 製造方法，上述第1與第2固體層爲碳靥，藉著使上述碳 層灰化，可以使上述多個配線的周圍成爲至少充滿了氧與 二氧化碳之混合氣體的空洞。 1 3 7 .如申請專利範圍第1 3 5項之半導體裝置之 製造方法，上述第1與第2固體層係由可進行上述多數溝 的加工，|且藉由氧化容易變化成氣體層的材料所構成。 1 3 8 .如申請專利範圍第1 3 5項之半導體裝置之 製造方法，上述多個配線係藉由以下的工程而形成，亦即 ，在上述第1固體層上形成掩罩材的工程、藉由照相蝕刻 工程對上述掩罩材加工的工程、以及將該掩罩材當作掩罩 ，藉由異方性蝕刻，對上述第1固體層與上述導電體進行 蝕刻的工程。 1 3 9 ·如申請專利範圔第1 3 8項之半導體裝置之 製造方法，當上述掩罩材爲氧化物所構成時’上述掩罩材 可藉由噴濺法被形成》_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------Λ裝------訂------( (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) -27 - 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印装 A8 B8 _m____ 六、申請專利範圍 1 4 Ο .如申請專利範圍第1 3 8項之半導體裝置之 製造方法，具備有在上述蝕刻後使上述掩罩材剝離的工程 〇 1 4 1 .如申請專利範圍第1 3 5項之半導體裝置之 製造方法，上述多個配線係由以下的工程而形成，亦即， 在上述囿體餍上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕層實 施圖案處理的工程、將該光抗蝕餍當作掩罩，藉由異方性 蝕刻’對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕 層剝離的工程。 1 4 2 .如申請專利範圍第1 4 1項之半導髖裝置之 製造方法，上述光抗蝕層係藉由H2S 04與H2〇2的薬液 被剝離。 1 4 3 .如申請専利範困第1 3 5項之半導體裝置之 製造方法，當上述第2絕緣靥係由氧化物所構成時，則上 述第2絕緣層係藉由噴濺法被形成。 1 4 4 .如申請專利範園第1 3 5項之半導體裝置之 製造方法，上述第1及第2固體厝的氧化係藉由在氧環境 下的熱處理或是氧電漿處理所達成。 1 4 5 .如申請專利範圍第1 3 5項之半導體裝置之 製造方法，具備有在上述氣體層內充滿了空氣的工程。 1 4 6 . —種半導體裝置之製造方法，其特徵在於： 在半導體基板上形成第1絕緣層的工程、在上述第1絕緣 層上形成導電體的工程，對上述導電靥進行蝕刻，而形成 多個配線的工程、在上述多個配線的側壁形成固體層的工 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐) --------5 装-- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 -28 - 8 88 8 ABCD 經濟部中央梯準局負工消费合作社印製 六、申請專利範圍 程、在上述固體層上形成第2絕緣層的工程，以及藉著使 上述固體層氧化，使上述固體層轉換成氣體層，且藉由上 述氣體層來覆蓋上述多個配線之側面的工程。 1 4 7 .如申請專利範圍第1 4 6項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可 以使上述多個配線的側面成爲至少充滿了氧與二氧化碳之 混合氣體的空洞。 148.如申請專利範圍第146項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層係由可進行上述多數溝的加工，且 藉由氧化很容易變成氣體層的材料所構成。 1 4 9 .如申請專利範圍第1 4 6項之半導體裝置之 製造方法，當上述第2絕緣層由氧化物所構成時，則上述 第2絕緣餍可以藉由噴濺法被形式。 1 5 0 .如申請專利範圍第1 4 6項之半導體裝置之 製造方法，上述固體曆的氧化係藉由在氣環境下之熱處理 或是氧電漿處理而達成。 1 5 1 .如申請專利範圍第1 4 6項之半導體裝置之 製造方法，具備有在上述氣體層內充滿空氣的工程。 1 5 2 . —種固髖層之蝕刻方法，其主要特徵包括： 形成可以藉由氧化變化成氣體靥之固體靥的工程，在上述 固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程，對上述 掩罩材進行加工的工程，以及將該掩罩材當作掩罩，而藉 由異方性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程。 1 5 3 .如申請專利範園第1 5 2項之固镫層之蝕刻 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） --------^&------、訂------( (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) -29 - 經濟部中央梯準局負工消費合作社印製 A8 B8 ^17〇jn _〇8__ 六、申請專利範圍 方法，當上述掩罩材由氧化物所構成時，則上述掩罩材可 以藉由噴濺法被形·成。 154. —種固體餍之蝕刻方法，其特徵在於：形成 可以藉由氧化而變化成氣體層之固體層的工程、在上述固 體層上形成光抗蝕層的工程、對上述光抗蝕層實施圖.案等 處埋的工程，將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性蝕刻， 對上述固體層進行蝕刻的工程，以及藉由H2S 0 4與 H202的藥液使上述光抗蝕層剝離的工程。 155. —種半導體裝置，其主要特徵包括：半導體 基板、被形成在上述半導體基板上的第1絕緣層，被形成 在上述第1絕緣層上的多個配線、以及使上述多個配線之 間成爲至少充滿了二氧化碳之氣體的空間，而被形成在上 述多個配線上的第2絕緣層。 1 5 6 .如申請專利範圍第1 5 5項之半導體裝置， 上述空洞內之二氧化碳的濃度至少較大氣中之二氧化碳的 濃度爲髙。 157.如申請專利範圍第66項半導體裝置，上述 半導體裝置係被形成在晶圓的晶片領域或是自晶圖所切出 之晶片上，上述導引環則被形成在上述晶片領域的周緣部 或是上述晶片的周緣部。 1 5 8 ·如申請專利範園第6 7項半導體裝置’上述 半導體裝置係被形成在晶圖的晶片領域或是自晶圓所切出 之晶片上，上述導引環則被形成在上述晶片領域的周緣部 或是上述晶片的周緣部8 ______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ---------气^— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ A -30 - 經濟部中央梯準局系工消費合作社印策 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 5 9 .如申請專利範圍第6 8項半導體裝置，上述 半導體裝置係被形成在晶圓的晶片領域或是自晶圖所切出 之晶片上，上述導引環則被形成在上述晶片領域的周緣部 或是上述晶片的周緣部。 1 6 0 .如申請專利範画第8 5項之半導體裝置之製 造方法，上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可以 使上述多個配線之間成爲至少充滿了氧與二氧化碳之混合 氣體的空洞。 1 6 1 .如申請專利範圍第8 5項之半導體裝置之製 造方法，上述固體層係由在形成上述導電髖時之溫度以下 爲固體，而可進行上述多數溝的加工，且藉由氧化可以容 易變成氣體層的材料所構式》 1 6 2 .如申請專利範圍第8 5項之半導體裝置之製 造方法，上述多數溝係藉由以下的工程而形成，亦即，在 上述固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程對上 述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，藉由異 方性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程，以及使上述掩罩 材剝離的工程。 1 6 3 .如申請專利範圍第1 6 2項之半導體裝置之 製造方法，當上述掩罩材由氧化物所構成時，則上述掩罩 材可以藉由噴濺法被形成。 1 6 4 .如申請專利範園第8 5項之半導體裝置之製 造方法，上述多條溝係藉由以下的工程而形成，亦即，在 _上述固體層上形成光抗蝕餍的工程，對上述光抗蝕層進行 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------f 装 I-,— 一.——訂------、 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -31 - 經濟部中央梯準局男工消費合作社印装 _ B831701Q_§_六、申請專利範圍 圖案處理的工程，將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性蝕 刻，對上述固體靥進行蝕刻的工程，以及使上述光抗蝕層 剝離的工程。 1 6 5 .如申請專利範園第1 6 4之半導體裝置之製 造方法，上述光抗蝕餍可藉由H2S 04與11202的薬液被 剝離。 1 6 6 .如申請專利範圍第8 5項之半導體裝置之製 造方法，上述固體層的氧化係藉由在氧環境下的熱處理或 是氧電漿處理而達成。 1 6 7 .如申請專利範圍第8 5項之半導體裝置之製 造方法，具備有在上述氣體層內充滿了空氣的工程。 1 6 8 .如申請專利範圍第1 0 2項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層爲碳層，藉著使上述碳層灰化，可 以使上述多個配線之間成爲至少充滿了氧與二氧化碳之混 合氣體的空洞。 1 6 9 .如申請專利範圍第1 0 2項之半導體裝置之 製造方法，上述固髖層係由在形成上述導電髖時之溫度以 下爲固體，而可進行上述多數溝之加工，且藉由氧化很容 易變成氣體層的材料所構成。 1 7 0 .如申請專利範園第1 0 2項之半導體裝置之 製造方法，上述多數溝係藉由以下之工程而形成，亦即， 在上述固體層上形成掩罩材的工程，藉由照相蝕刻工程對 上述掩罩材進行加工的工程，將該掩罩材當作掩罩，藉由 異方性蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程，以及使上述掩 紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） --------^Λ装---------訂------^ (請先W讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -32 - 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央梂準局爲工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 罩材剝離的工程。 1 7 1 .如申請專利範圍第1 7 0項之半導體裝置之 製造方法，當上述掩罩材由氧化物所形成時，則上述掩罩 材可以藉由噴濺法被形成。 1 7 2 .如申請專利範圍第1 0 2項之半導體裝置之 製造方法，上述多條溝係藉由以下之工程而形成，亦即， 在上述固體層上形成光抗蝕靥的工程，對上述光抗蝕層實 施圖案處理的工程，將該光抗蝕層當作掩罩，藉由異方性 蝕刻對上述固體層進行蝕刻的工程、以及使上述光抗蝕層 的工程。 1 7 3 .如申請專利範圍第1 7 2項之半導體裝置之 製造方法，上述光抗蝕層可以藉由H2S 〇4與h2o2的藥 液而被剝離》 1 7 4 ·如申請專利範圍第1 0 2項之半導體裝置之 製造方法，上述固體層的氧化係藉由在氧環境下之熱處理 或是氧電漿處理所達成。 1 7 5 .如申請專利範圍第1 0 2項之半導體裝置之 製造方法，具備有在上述氣體層內充滿了空氣的工程。 1 7 6 如申請専利範圍第1 3 1項之半導體裝置， 在上述多個配線之間的空洞內至少充滿了氧與二氧化碳的 混合氣體。 17 7 ·如申請專利範圔第1 3 1項之半導體裝置， 在上述多個配線之間的空洞內充滿了空氣。 1 7 8 .如申請專利範園第1 3 1項之半導體裝置， 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） ------^---^-- (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 、1T -33 - A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 上述第3絕緣層的表面乃呈平坦 ---------ΟII (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貞工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -34 -
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