[發(fā)明專利]半導體裝置及其制造方法和使用電腦設(shè)計其布局的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611219689.2
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106952869B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳於貝;魏圣軒;李莉渝;吳岱洋;陳殿豪;鄭價言
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/522;H01L21/762
• 代理公司: 72003 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李昕巍;章侃銥

本公開實施例提供一種半導體裝置，包括設(shè)置于基板上方的第一層間介電層，金屬導線，設(shè)置于第一層間介電層和金屬導線上方的第二層間介電層，第一空氣間隙和第二空氣間隙。金屬導線內(nèi)嵌于第一層間介電層中，金屬導線之間以第一間隙或第二間隙配置，第二間隙的長度大于第一間隙的長度。第一空氣間隙，利用第二層間介電層形成，第一空氣間隙形成于第一區(qū)域中，且夾設(shè)于以第一間隙配置的相鄰兩條金屬導線之間。第二空氣間隙，利用第二層間介電層形成，第二空氣間隙形成于第二區(qū)域中，且夾設(shè)于以大于第一間隙的一間隙配置的相鄰兩條金屬導線之間。沒有相鄰兩條金屬導線以小于第一間隙的一間隙配置。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開實施例涉及一種半導體集成電路及其制造方法，特別涉及一種在金屬導線之間具有空氣間隙(air gap)的半導體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導體工業(yè)導入具有更高性能和更多功能的新一代集成電路(IC)，會增加形成的元件密度且同時縮小集成電路的構(gòu)件或元件之間的尺寸和間隙，這會導致各種問題。舉例來說，對于任兩個相鄰的導電物而言，當減少導電物之間的距離時，會增加得到的電容(寄生電容(parasitic capacitance))。上述增加的電容會導致功率消耗的增加，和電阻-電容時間常數(shù)(resistive-capacitive(RC)time constant)的增加，意即增加信號延遲(signal delay)。兩個相鄰的導電物(例如，金屬導線)之間的電容為填充上述兩個相鄰導電物之間的間隙的一絕緣材料的介電常數(shù)(dielectric constant(k value))的函數(shù)(也為兩個相鄰導電物之間的一距離和導電物的側(cè)面的尺寸的函數(shù))。因此，半導體集成電路和功能的持續(xù)提升是取決于具低介電常數(shù)的絕緣(介電)材料。由于具最低介電常數(shù)的物質(zhì)為空氣(k＝1.0)，所以成空氣間隙(air-gap)可進一步降低金屬導線層的有效介電常數(shù)(effective k value)。

發(fā)明內(nèi)容

依據(jù)本公開一些實施例，提供一種半導體裝置的制造方法。上述半導體裝置的制造方法包括于一基板上方形成一第一層間介電層。于上述多個第一層間介電層中形成第一凹陷。于上述多個第一凹陷中形成金屬導線。于上述多個金屬導線和上述多個第一層間介電層上方形成一遮罩層。通過圖案化上述遮罩層形成一第一開口和一第二開口。通過蝕刻上述多個第一層間介電層形成對應(yīng)于上述第一開口的一第一槽和對應(yīng)于上述第二開口的一第二槽。形成一第二層間介電層，以便于上述第一槽中形成一第一空氣間隙，且于上述第二槽中形成一第二空氣間隙。上述多個金屬導線之間以一第一間隙或一第二間隙配置，上述第二間隙的長度大于上述第一間隙的長度。沒有兩條相鄰的上述多個金屬導線的一間隙配置為小于上述第一間隙。于一第一區(qū)域中形成的上述第一空氣間隙是夾設(shè)于以上述第一間隙配置的兩條相鄰的上述多個金屬導線之間。于一第二區(qū)域中形成的上述第二空氣間隙是夾設(shè)于以上述第二間隙配置的兩條相鄰的上述多個金屬導線之間。

依據(jù)本公開一些實施例，提供一種半導體裝置。上述半導體裝置包括設(shè)置于一基板上方的一第一層間介電層，金屬導線，設(shè)置于上述第一層間介電層和上述金屬導線上方的一第二層間介電層，一第一空氣間隙和一第二空氣間隙。上述多個金屬導線內(nèi)嵌于上述第一層間介電層中，上述多個金屬導線之間以一第一間隙或一第二間隙配置，上述第二間隙的長度大于上述第一間隙的長度。上述第一空氣間隙，利用上述第二層間介電層形成，上述第一空氣間隙形成于一第一區(qū)域中，且夾設(shè)于以上述第一間隙配置的相鄰兩條金屬導線之間。上述第二空氣間隙，利用上述第二層間介電層形成，上述第二空氣間隙形成于一第二區(qū)域中，且夾設(shè)于以大于上述第一間隙的一間隙配置的兩條相鄰的上述多個金屬導線之間。沒有兩條相鄰的上述多個金屬導線以小于上述第一間隙的一間隙配置。