096]如图12所示，在半导体器件上方沉积介电层216之后，由于两个邻近的金属线之间的开口的较高的高宽比(即，间隙高度和间隙宽度之间的比率)，可以形成两个气隙232和234。如图12所示，窄的间隙宽度可以导致在间隙的上部形成突出部分(overhang)。这样的突出部分可以防止介电材料填充开口，从而使得形成如图12所示的气隙232和234。
[0097]如图12所示，气隙232和234的顶面为泪滴形状。还应该注意，图12中示出的形状仅是为了说明的目的而选择的，并不旨在限制本发明的各个实施例。例如，对于气隙232和234包括其他形状(诸如但不限于椭圆形、正方形、三角形等)，这在本发明的范围和精神内。
[0098]具有图12中示出的气隙232和234的一个有利特征是气隙232和234中的空气展示约等于1的介电常数。这样的低介电常数有助于进一步减小邻近的金属线(例如，金属线220和224)之间的电容耦合。这样的减小的电容耦合可以有助于改进包括VBD、TDDB、较低泄漏等的可靠性特性。
[0099]图13示出了根据本发明的另一实施例的气隙的截面图。图13中示出的气隙1301和1303类似于图12中示出的气隙232和234，除了一些介电材料可以在电介质沉积工艺期间落入两条邻近的金属线之间的窄隙之外。结果，第一介电底层1302形成在气隙1301中。同样地，第二介电底层1304形成在气隙1303中。
[0100]图14示出了根据本发明的又另一实施例的气隙的截面图。图14中示出的气隙1401和1403类似于图13中示出的气隙1301和1303，除了在电介质沉积工艺期间在气隙1401和1403中形成两个介电侧壁之外。如图14所示，在气隙1401中可以形成有两个介电侧壁1402和1404。同样地，在气隙1403中形成介电侧壁1412和1414。
[0101]图15示出了根据本发明的各个实施例的在形成通孔之后的图12中示出的半导体器件的截面图。在金属线212上方形成通孔214。通孔214可以使用合适的半导体制造工艺形成。例如，在介电层216的表面上沉积掩模层。通过蚀刻工艺形成开口。在开口中填充导电材料(诸如钨或铜)以形成通孔214。
[0102]应该注意，本领域已知的其他方法和材料也可以用于形成通孔214。还应该注意，通孔214可以包括其他合适的导电层。例如，通孔214可以包括势皇层、粘合层、多个导电层等。
[0103]图16示出了根据本发明的各个实施例的图15中示出的半导体器件的顶视图。金属线220和224具有圆形顶面。金属线212和218具有平坦顶面。气隙232位于金属线220和金属线224之间。气隙234位于金属线224和金属线218之间。在金属线212上方形成通孔214。
[0104]图17示出了根据本发明的另一实施例的图15中示出的半导体器件的顶视图。金属线220具有圆形顶面。金属线224包括圆形表面部分1706和平坦表面部分1708。如图17所示，气隙232位于金属线220和224之间。气隙234位于金属线224和金属线218之间。在金属线212上方形成通孔214。在金属线224的平坦表面部分上方可以形成有第二通孔264。
[0105]图18示出了根据本发明的各个实施例的用于形成图1中示出的半导体器件的方法的流程图。该流程图仅是实例，其不应该不适当地限制权力要求的范围。本领域普通技术人员应该认识到许多变化、改变和修改。例如，可以添加、去除、替换、重新排列和重复如图18所示的各个步骤。
[0106]在步骤1802中，可以在衬底上方的金属化层中形成多条金属线。在步骤1804中，对过量的材料施加CMP工艺，直到金属线的顶面与金属化层的顶面基本上齐平。
[0107]在步骤1806中，在金属化层上方形成硬掩模层。图案化硬掩模层以暴露非通孔定位区中的两条金属线的顶面。在步骤1808中，对金属化层的暴露部分施加诸如RIE工艺的合适的电介质回蚀刻工艺。电介质回蚀刻工艺中的等离子体轰击从非通孔定位区中的金属线的暴露表面敲掉一些材料，从而形成两条圆形金属线。电介质回蚀刻工艺也在相同的制造步骤期间去除两条圆形金属线之间的介电材料。
[0108]在步骤1812中，通过在圆形金属线上方沉积额外的介电材料，形成两个气隙。在步骤1814中，在通孔定位区中的金属线上方形成通孔。
[0109]根据实施例，一种装置包括位于衬底上方的第一导电线，第一导电线具有第一截面形状的第一部分，第一截面形状包括第一圆形顶面、位于第一导电线的第一侧壁和第一圆形顶面之间的第一圆角以及位于第一导电线的第二侧壁和第一圆形顶面之间的第二圆角。
[0110]该装置还包括第二导电线以及位于第一导电线和第二导电线的侧壁之间的第一气隙。
[0111]根据实施例，一种器件包括位于衬底上方的金属化层中的第一圆形金属线、位于金属化层中的第二圆形金属线、位于第一圆形金属线和第二圆形金属线的侧壁之间的第一气隙、位于金属化层中的第一金属线，其中，第一金属线的顶面高于第二圆形金属线的顶面，并且第一金属线的底面与第二圆形金属线的底面基本齐平，以及位于第二圆形金属线和第一金属线的侧壁之间的第二气隙。
[0112]根据实施例，一种方法包括在衬底上方的介电层中形成第一导电线和第二导电线，每条导电线均具有平坦顶面，对介电层施加回蚀刻工艺，直到已去除第一导电线和第二导电线之间的电介质部分，并且第一导电线和第二导电线具有包括圆形表面和两个圆角的相应的截面形状，以及在衬底上方沉积介电层，同时在第一导电线和第二导电线之间留下第一气隙。
[0113]上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的各方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实施与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此他们可以做出多种变化、替换以及改变。
【主权项】
1.一种装置，包括: 第一导电线，位于衬底上方，所述第一导电线具有第一截面形状的第一部分，所述第一截面形状包括: 第一圆形顶面； 第一圆角，位于所述第一导电线的第一侧壁和所述第一圆形顶面之间；和 第二圆角，位于所述第一导电线的第二侧壁和所述第一圆形顶面之间； 第二导电线；以及 第一气隙，位于所述第一导电线和所述第二导电线的侧壁之间。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二导电线包括第二截面形状，所述第二截面形状包括: 第二圆形顶面； 第三圆角，位于所述第二导电线的第一侧壁和所述第二圆形顶面之间；以及 第四圆角，位于所述第二导电线的第二侧壁和所述第二圆形顶面之间。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一导电线具有第三截面形状，所述第三截面形状包括: 第一平坦顶面； 第一锐角拐角，位于所述第一导电线的所述第一侧壁和所述第一平坦顶面之间；以及 第二锐角拐角，位于所述第一导电线的所述第二侧壁和所述第一平坦顶面之间。4.根据权利要求1所述的装置，还包括: 第三导电线，位于所述衬底上方，其中: 所述第三导电线的顶面高于所述第一导电线的所述第一圆形顶面；以及 所述第三导电线的底面与所述第一导电线的底面基本齐平。5.根据权利要求4所述的装置，还包括: 第二气隙，位于所述第三导电线和所述第一导电线之间。6.根据权利要求5所述的装置，还包括: 第四导电线，位于所述衬底上方，其中，所述第四导电线的顶面与所述第三导电线的顶面基本齐平。7.根据权利要求6所述的装置，还包括: 通孔，位于所述第四导电线上方，其中，介电材料填充在所述第三导电线的侧壁和所述第四导电线的侧壁之间。8.一种器件，包括: 第一圆形金属线，位于衬底上方的金属化层中； 第二圆形金属线，位于所述金属化层中； 第一气隙，位于所述第一圆形金属线和所述第二圆形金属线的侧壁之间； 第一金属线，位于所述金属化层中，其中: 所述第一金属线的顶面高于所述第二圆形金属线的顶面；以及 所述第一金属线的底面与所述第二圆形金属线的底面基本齐平；以及 第二气隙，位于所述第二圆形金属线和所述第一金属线的侧壁之间。9.根据权利要求8所述的器件，其中: 所述第一气隙和所述第二气隙的顶部是泪滴形状。10.一种方法，包括: 在衬底上方的介电层中形成第一导电线和第二导电线，每条导电线均具有平坦顶面；对所述介电层施加回蚀刻工艺，直到已去除所述第一导电线和所述第二导电线之间的电介质部分，并且所述第一导电线和所述第二导电线具有包括圆形表面和两个圆角的相应的截面形状；以及 在所述衬底上方沉积介电层，同时在所述第一导电线和所述第二导电线之间留下第一气隙。
【专利摘要】本发明提供了一种器件，包括位于衬底上方的金属化层中的第一圆形金属线、位于金属化层中的第二圆形金属线、位于第一圆形金属线和第二圆形金属线的侧壁之间的第一气隙、位于金属化层中的第一金属线，其中，第一金属线的顶面高于第二圆形金属线的顶面，并且第一金属线的底面与第二圆形金属线的底面基本齐平，以及位于第二圆形金属线和第一金属线的侧壁之间的第二气隙。本发明还提供了形成金属线的方法。
【IPC分类】H01L21/768, H01L23/528, H01L23/522
【公开号】CN105321925
【申请号】CN201410807978
【发明人】高祥伦, 刘相玮, 杨岱宜, 陈建华, 廖御杰, 王永智, 林天禄
【申请人】台湾积体电路制造股份有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年12月22日
【公告号】US20160020168