專利名稱：互連裝置以及所屬的制造方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種互連裝置(Leitbahnanordnung)以及所屬的制造方法，并且尤其是涉及一種具有改進(jìn)的電特性的互連裝置，如該互連裝置可以在DRAM存儲(chǔ)單元中被用作位線那樣。
背景技術(shù)：
尤其是在半導(dǎo)體技術(shù)中，互連裝置被用于實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的布線。在這種情況下，通常在諸如半導(dǎo)體襯底的導(dǎo)電的載體襯底上構(gòu)造介電層或絕緣層，并且在該介電層或絕緣層上構(gòu)造導(dǎo)電的互連層，其中，結(jié)構(gòu)化之后的互連層是最終的互連。然后相繼構(gòu)造了其他的絕緣層和導(dǎo)電層，由此產(chǎn)生了多層堆疊，該多層堆疊也實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的布線結(jié)構(gòu)。
互連裝置的電特性在這種情況下決定性地與所應(yīng)用的材料并且尤其是與互連的導(dǎo)電性、以及與互連的每個(gè)面積段或長(zhǎng)度段的寄生電容有關(guān)。
尤其是在諸如DRAM存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元中，將所存儲(chǔ)的信息通過位線傳輸?shù)椒治鲭娐?。圖12示出了這樣的傳統(tǒng)的DRAM存儲(chǔ)單元的簡(jiǎn)化的等效電路圖，其中，諸如溝道式電容器或者M(jìn)IM電容器的存儲(chǔ)電容器CS通過選擇晶體管AT被連接到位線BL上。通過字線WL可以這樣來控制選擇晶體管AT，使得通過位線BL可以讀出被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器CS上的電荷或信息。在這種情況下，由其長(zhǎng)度1或每個(gè)長(zhǎng)度單位的導(dǎo)電性、和每個(gè)長(zhǎng)度單位或面積單位的寄生電容CP決定性地確定了位線的電特性。根據(jù)圖12，寄生電容CP必須由被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)電容器CS中的電荷來充電或放電。為了因此盡可能少地削弱原始信號(hào)，位線的寄生電容以及未示出的寄生的線路電阻應(yīng)該盡可能小。
通常曾通過優(yōu)化位線的長(zhǎng)度、也就是縮短位線的長(zhǎng)度來解決該問題。
從文獻(xiàn)US 5461003 A中公知一種互連裝置，在該互連裝置中，為了減小相鄰互連之間的電容耦合，首次應(yīng)用了氣隙或不導(dǎo)電的氣體或者真空，其中，在同時(shí)確保足夠的機(jī)械穩(wěn)定性時(shí)，曾將多孔的介電覆蓋層用于除去對(duì)于氣隙所必需的犧牲層。

發(fā)明內(nèi)容
從現(xiàn)在起，本發(fā)明所基于的任務(wù)是創(chuàng)造一種互連裝置以及所屬的制造方法，在該互連裝置中繼續(xù)改善電特性。
根據(jù)本發(fā)明，在互連裝置方面通過空腔來實(shí)現(xiàn)該任務(wù)，該空腔至少位于互連之下，并且因此位于互連和載體襯底之間。因此也可以首次這樣來減小寄生的互連/襯底電容，使得可以首次實(shí)現(xiàn)完全新型的半導(dǎo)體器件和尤其是半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元。
優(yōu)選地通過多孔的介電層來限定空腔，該多孔的介電層同時(shí)粘附在互連上，并且因此支持著該互連，由此防止了互連降落或者下落到載體襯底上。
可替代地，也可以通過支承結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)要被看作為懸掛互連的固定可能性，其中在空腔中構(gòu)造從下方來支承互連的介電支承元件。
在這種情況下，互連可以具有接觸通孔和/或偽接觸通孔，這些通孔從互連引向襯底表面，并且要么電接觸或連接襯底，要么雖然碰觸該襯底，但是與該襯底不電連接。在該附加的可能性中，將無論如何存在的接觸或另外添加的偽接觸用作針對(duì)互連的其他的支承結(jié)構(gòu)，由此可靠地防止了互連下落到載體襯底上或互連與載體襯底短接。
為了避免互連材料擴(kuò)散到載體襯底中，互連可以具有阻擋層?？墒?，以類似的方式，也可以在空腔中的載體襯底的表面上構(gòu)造殘余分解層，以相同的方式可以將該殘余分解層用作阻擋層，并且可以說作為除去空腔的犧牲層時(shí)的副產(chǎn)品形成該殘余分解層。
在制造方法方面，為了實(shí)現(xiàn)互連的懸掛，在導(dǎo)電的載體襯底上構(gòu)造犧牲層，在犧牲層上構(gòu)造互連層，并且將該互連層與犧牲層一起結(jié)構(gòu)化。然后整個(gè)面積地構(gòu)造多孔的介電層，并且除去犧牲層，用于在互連之下構(gòu)造空腔。利用該方法能首次也在互連之下實(shí)現(xiàn)空腔。
優(yōu)選地，將一種直至約300-400攝氏度熱穩(wěn)定的聚合物用作犧牲層，其中，為了除去犧牲層，優(yōu)選地執(zhí)行在300至600攝氏度的溫度下的熱轉(zhuǎn)換，該熱轉(zhuǎn)換使得因此形成的氣態(tài)分解產(chǎn)物能夠通過多孔層來逸出。
在用于實(shí)現(xiàn)互連的支承的可替代的制造方法方面，首先在載體襯底上構(gòu)造支承結(jié)構(gòu)，然后整個(gè)面積地構(gòu)造犧牲層，并且直至支承結(jié)構(gòu)的表面來平面化，以便最終在平面化的表面上構(gòu)造和結(jié)構(gòu)化互連層。然后除去犧牲層，用于至少在互連之下構(gòu)造空腔，并且在互連之上構(gòu)造封閉的介電覆蓋層。在該替代方案中，互連因此不從上方來固定或懸掛，而是從下方通過多個(gè)支承元件或支柱來承載。在這種情況下，支承元件可以線狀地并基本上垂直于互連地來布置，或者支承元件可以是互連在其上延伸的單個(gè)島。
當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)上述替代方案的組合。
在其他的從屬權(quán)利要求中表征了本發(fā)明的其他有利的改進(jìn)方案。


以下借助實(shí)施例參考附圖來詳細(xì)闡述本發(fā)明。
其中圖1A-1C至圖5A-5C示出了用于說明在制造根據(jù)第一實(shí)施例的互連裝置時(shí)的主要方法步驟的簡(jiǎn)化的剖視圖或俯視圖；圖6A-6C至圖10A-10B示出了用于說明在制造根據(jù)第二實(shí)施例的互連裝置時(shí)的主要方法步驟的簡(jiǎn)化的剖視圖或俯視圖；和圖11示出了根據(jù)第三實(shí)施例的互連裝置的簡(jiǎn)化的俯視圖；圖12示出了這樣的傳統(tǒng)的DRAM存儲(chǔ)單元的簡(jiǎn)化的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A-5C示出了用于說明在制造根據(jù)第一實(shí)施例的互連裝置時(shí)的主要方法步驟的簡(jiǎn)化的剖視圖以及俯視圖，其中，可以說從上方或在側(cè)面通過懸掛來支持互連。相應(yīng)的圖C在這種情況下示出了俯視圖，其中，圖A和B分別是沿所屬圖C的剖面A-A和B-B的所屬的剖視圖。
根據(jù)圖1A至1C首先在載體襯底1上構(gòu)造犧牲層2，該載體襯底1例如是半導(dǎo)體襯底和尤其是單晶的硅半導(dǎo)體襯底，該犧牲層2可以具有延伸直至載體襯底1的開口0，用于實(shí)現(xiàn)稍后的接觸。例如，將一種直至約300-400攝氏度熱穩(wěn)定的材料和尤其是聚合物用作犧牲層2，如尤其是也從開頭所述文獻(xiàn)US 5461003 A中所公知的那樣。此外，在更多的細(xì)節(jié)方面，明確地參閱在該文獻(xiàn)中所述的材料。
因此尤其是將聚酰胺、聚對(duì)二甲苯基或者特氟隆用于該耐高溫的聚合物，例如離心涂鍍或者通過CVD沉積該聚合物。
根據(jù)圖2A至2C然后可以在犧牲層2的表面上或在開口0之內(nèi)、也在載體襯底1的表面上構(gòu)造可選的阻擋層3，該阻擋層3防止了稍后構(gòu)造的互連材料尤其是擴(kuò)散到載體襯底1中。例如對(duì)于可選的阻擋層3，可以借助濺射法PVD(物理氣相沉積(Physical VaporDeposition))沉積TiN層。只要已構(gòu)造了這樣的阻擋層，然后就整個(gè)面積地、也就是要么直接在結(jié)構(gòu)化的犧牲層2上要么在阻擋層3上構(gòu)造互連層4。例如可以借助鎢CVD法(化學(xué)氣相沉積(ChemicalVapor Deposition))來構(gòu)造導(dǎo)電的鎢層4，該鎢層4在開口0之內(nèi)同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了通向載體襯底的接觸通孔。尤其是對(duì)于這樣的金屬沉積，要求犧牲層2直至至少300攝氏度的高的溫度穩(wěn)定性。尤其是具有直至約450攝氏度的熱穩(wěn)定性的聚酰亞胺因此特別適用于犧牲層2。
可是，用于構(gòu)造互連層或互連的可替代的方法原則上也是可能的，其中，尤其是指電鍍法。在這種情況下，例如首先借助濺射法在犧牲層2的表面上構(gòu)造阻擋層。然后在開口0中電鍍地產(chǎn)生例如銅插塞作為接觸通孔V，并且最后例如借助PVD法整個(gè)面積地沉積和結(jié)構(gòu)化Al層。在這樣的PVD/電鍍法中，對(duì)于犧牲層2的熱穩(wěn)定性的要求是顯著較低的，由此也可以將只直至100攝氏度是熱穩(wěn)定的材料用于犧牲層2。
根據(jù)圖3A至3C，在下一個(gè)步驟中，與犧牲層2一起結(jié)構(gòu)化由阻擋層3和鎢層4組成的互連層，由此獲得了互連的實(shí)際的形狀或結(jié)構(gòu)。更確切地說，在這種情況下例如可以應(yīng)用各向異性的蝕刻(RIE，反應(yīng)式離子蝕刻(Reactive Ion Etch))，其中，單步的和兩步的蝕刻法都是可以設(shè)想的。在兩步蝕刻法中，例如將相同的離子蝕刻法用于犧牲層2，如在圖1A中用于構(gòu)造開口0那樣。以此方式獲得了圖3中示出的線狀或條狀的互連，其中，犧牲層2只保持在互連之下，而此外完全除去了直至載體襯底1的表面的材料。當(dāng)然，接觸通孔V應(yīng)該位于由互連所覆蓋的地點(diǎn)上。接觸通孔V的寬度優(yōu)選地小于互連的寬度。
雖然以上建議了一種用于結(jié)構(gòu)化互連的減去的結(jié)構(gòu)化方法，也可以相同的方式借助所謂的大馬士革(Damascene)法或者雙大馬士革法來制造該互連，其中，在未示出的、位于犧牲層的表面上的SiO2層中，除了犧牲層2還構(gòu)造了相應(yīng)的互連凹痕或溝道，并且然后將這些互連凹痕或溝道利用互連材料來充滿以及平面化。在這種情況下，優(yōu)選地借助PVD法(物理氣象沉積)沉積薄的阻擋層和種子層(Seedschicht)，并且在其上借助ECD法(電化學(xué)沉積(Electrochemical Deposition))沉積銅層，以及借助CMP法(化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing))使之平面化。在蝕刻掉SiO2層和結(jié)構(gòu)化聚合物層之后，存在著與圖3A至3C中相同的結(jié)構(gòu)，在蝕刻掉SiO2層和結(jié)構(gòu)化聚合物層時(shí)使用金屬薄條(Metallbahn)作為掩模。
根據(jù)圖4A至4C，在下一個(gè)步驟中，在載體襯底1的表面和結(jié)構(gòu)化的犧牲層2及由層4以及可選的阻擋層3組成的互連的表面上，構(gòu)造多孔的介電層5A。更確切地說，沉積多孔的電介質(zhì)，該電介質(zhì)完全充滿了互連之間的缺口，并且同時(shí)可靠地覆蓋了該互連。應(yīng)該這樣來選擇該多孔電介質(zhì)的特性，使得存在著與互連、例如鎢層4和阻擋層3的高的粘著能力，以便在隨后除去犧牲層2時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于互連的足夠的粘著力。
優(yōu)選地，整個(gè)面積地沉積多孔的SiO2作為多孔的介電層，其中，可是也可以借助自旋(Spin-on)法離心涂鍍所謂的基于二氧化硅的干凝膠。在這種情況下，應(yīng)該這樣來設(shè)計(jì)該多孔介電層5A的微孔或開口的尺寸，使得在下一個(gè)分解步驟中可以由此可靠地消散分解產(chǎn)物。
根據(jù)圖5A至5C，從現(xiàn)在起實(shí)現(xiàn)犧牲層2的除去，用于在互連或阻擋層3之下構(gòu)造空腔6。優(yōu)選地，在這種情況下執(zhí)行犧牲層2的熱轉(zhuǎn)換，其中，犧牲層2的氣態(tài)分解產(chǎn)物通過多孔層5A逸出，并且因此形成了氣隙或空腔6。在將聚酰亞胺用作犧牲層2時(shí)，因此將整個(gè)的多層堆疊加熱到大于450攝氏度的溫度，由此燒毀了聚合物或犧牲層2，并且燃燒氣體通過多孔的電介質(zhì)5A逸出?？墒?，該溫度步驟不應(yīng)超過600攝氏度，因?yàn)榉駝t尤其是在制造半導(dǎo)體電路時(shí)，可能損壞以半導(dǎo)體材料來構(gòu)造的摻雜結(jié)(pn)。只要將另外的材料用作犧牲層2，已經(jīng)在300至600攝氏度的溫度范圍中的熱處理也足夠了。在這種情況下，環(huán)境大氣優(yōu)選的是空氣或純氧。
犧牲層2可替代地也可以借助氧等離子體或氫等離子體來分解，并且通過多孔電介質(zhì)5A的微孔來消散。互連之下的、由此形成的氣隙或空腔6在這種情況下不是問題，因?yàn)橥ㄟ^在側(cè)面和在互連表面上毗鄰的多孔層5A的粘著力或支持力足夠確保機(jī)械穩(wěn)定性。以這種方式獲得了互連和襯底1之間的寄生面積電容的必需的電介質(zhì)。
此外，在犧牲層2化學(xué)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)分解產(chǎn)物時(shí)，也可以在空腔6之內(nèi)的載體襯底1的表面上沉積或沉淀固體的殘余分解產(chǎn)物作為殘余分解層7，其中，在應(yīng)用適當(dāng)?shù)牟牧蠒r(shí)，可以自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)用于保護(hù)載體襯底1和尤其是半導(dǎo)體襯底的其他的擴(kuò)散阻擋層。半導(dǎo)體電路的電特性因此保持不受影響，而尤其是在寄生電容方面顯著改善了互連的電特性。
尤其是在實(shí)現(xiàn)位線BL時(shí)，如在圖12中所示出的那樣，因此可以實(shí)現(xiàn)具有大大改善的電特性的DRAM存儲(chǔ)單元，或在這些DRAM存儲(chǔ)單元中可以顯著縮小存儲(chǔ)電容器CS。因此顯著提高了集成密度。
圖6A至10D示出了用于說明在制造根據(jù)第二實(shí)施例的互連裝置時(shí)的主要方法步驟的簡(jiǎn)化的剖視圖以及俯視圖，其中，基本上從下方實(shí)現(xiàn)了互連的支承。
雖然在上述的第一實(shí)施例中已經(jīng)可以顯著改善互連相對(duì)于導(dǎo)電的載體襯底1的寄生電容，但仍然能繼續(xù)觀察到不受歡迎的寄生電容，這些寄生電容尤其是從斜向位于互連之下的區(qū)域中得到。更確切地說，這樣的以一相對(duì)互連的角度向下朝向載體襯底1所處的寄生電容具有多孔層5A作為電介質(zhì)，該多孔層5A在應(yīng)用二氧化硅時(shí)約為k＝3.9(介電常數(shù))。
根據(jù)第二實(shí)施例，因此不僅直接在互連之下構(gòu)造空腔，而且將互連之下的整個(gè)平面確定為空腔，由此對(duì)于所有的寄生的襯底電容獲得了k＝1的最佳的介電常數(shù)。
在以下第二實(shí)施例的說明中，其中，從下方、也就是從載體襯底來執(zhí)行互連的支承，并且?guī)缀鯇⒒ミB平面之下的完整的平面確定為空腔，相同的參考符號(hào)表示與圖1至5中相同的或類似的層或元件，因此以下免去了重復(fù)的說明。
根據(jù)圖6A至6C，因此在根據(jù)第二實(shí)施例的載體襯底1上，首先構(gòu)造針對(duì)稍后的互連的支承結(jié)構(gòu)10。更確切地說，例如條狀或線狀地在載體襯底1的表面上構(gòu)造介電的支承元件，并且利用犧牲層2來覆蓋。優(yōu)選地，通過沉積非多孔的SiO2層，利用以下的結(jié)構(gòu)化來制造介電的支承結(jié)構(gòu)，其中，尤其是可以將各向異性的干蝕刻法用于結(jié)構(gòu)化，可是原則上也可以將濕蝕刻法用于結(jié)構(gòu)化。替代優(yōu)選應(yīng)用的介電的支承結(jié)構(gòu)10的SiO2材料，尤其是也可以應(yīng)用所謂的低k材料，這些低k材料的介電常數(shù)k顯著小于二氧化硅的介電常數(shù)k。二氧化硅的k值或介電常數(shù)約位于3.9，并且在這種情況下用作用于分類所謂的低k材料和高k材料的參考值。
雖然優(yōu)選地將上述材料和尤其是耐熱的聚酰亞胺用于犧牲層2，可替代地也仍然可以將Si3N4用于支承結(jié)構(gòu)10，而將SiO2用作犧牲層2，其中，在下一個(gè)用于除去犧牲層2的除去步驟中執(zhí)行HF蝕刻。由于Si3N4和SiO2在任何標(biāo)準(zhǔn)過程中均可供使用，所以得出了一種特別簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方案。
可是以下繼續(xù)對(duì)于作為犧牲層2的聚合物并且尤其是對(duì)于作為支承結(jié)構(gòu)10的SiO2來說明第二實(shí)施例。
隨后根據(jù)圖7A至7C實(shí)現(xiàn)了犧牲層2的平面化，用于露出支承結(jié)構(gòu)10的表面。優(yōu)選地，在這種情況下借助CMP法(化學(xué)機(jī)械拋光)將聚合物2直至支承結(jié)構(gòu)10的上邊緣返回拋光。此外，在此時(shí)刻可以通過將犧牲層2蝕刻直至載體襯底1來構(gòu)造如實(shí)施例1中那樣的可能必要的接觸開口0。
從現(xiàn)在起，根據(jù)圖8A至8C又在平面化的表面上、也就是在犧牲層2和支承結(jié)構(gòu)10的表面上構(gòu)造具有必要時(shí)可選的阻擋層3的互連層4。在這種情況下，又可以如在第一實(shí)施例中那樣，在接觸開口O之內(nèi)實(shí)現(xiàn)接觸通孔V或者也實(shí)現(xiàn)所謂的偽接觸通孔，其中，接觸通孔V實(shí)現(xiàn)了到載體襯底1的電接觸，而在偽接觸通孔中，例如由于互連4和載體襯底1之間的未示出的絕緣的基層，沒有建立電接觸。又要么執(zhí)行用于例如沉積鎢的上述的CVD法，要么執(zhí)行上述的PVD/電鍍法，在該P(yáng)VD/電鍍法中，例如在接觸通孔中電鍍地構(gòu)造銅插塞并且在其上例如借助濺射法沉積Al層。對(duì)犧牲層2的溫度要求相應(yīng)地不同于在實(shí)施例1中的溫度要求。
除此之外，根據(jù)圖8A至8C也執(zhí)行例如由鎢層4和阻擋層3組成的互連層的結(jié)構(gòu)化，由此產(chǎn)生了通常線狀或條狀的互連。在應(yīng)用條狀或線狀的支承結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選地基本上垂直于支承結(jié)構(gòu)10來布置互連，由此能實(shí)現(xiàn)一種很簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)?？墒窃瓌t上也可以相對(duì)互連為任意的角度來布置支承結(jié)構(gòu)。
如在第一實(shí)施例中那樣，為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的互連，替代上述的減去的結(jié)構(gòu)化方法，可以借助光敏漆、曝光和隨后的蝕刻，也可以借助所謂的大馬士革法或者雙大馬士革法來構(gòu)造互連。在這種情況下，在根據(jù)圖7A至7C的步驟中的平面化之后，又可以例如在犧牲層2的表面上構(gòu)造SiO2層，其中，通過該SiO2層中的溝道(Graben)制造稍后的互連線。如在第一實(shí)施例中那樣，在這種情況下又借助PVD法(物理氣象沉積)來沉積薄的阻擋層和種子層，并且借助ECD法(電化學(xué)沉積)在其上沉積銅層，以及借助CMP法(化學(xué)機(jī)械拋光)來平面化。
如圖8A和8B中示出的那樣，在該蝕刻過程中，例如犧牲層2優(yōu)選地完全保持。但是原則上也可以部分地除去該犧牲層2，如在圖3B中那樣。
根據(jù)圖9A至9C然后幾乎完全除去犧牲層2，用于構(gòu)造除了支承結(jié)構(gòu)10之外的幾乎完整的空腔6，該空腔6至少包括一個(gè)或多個(gè)互連3、4之下的整個(gè)平面。如在第一實(shí)施例中那樣，在這種情況下又可以執(zhí)行熱轉(zhuǎn)換，其中，在300至600攝氏度的溫度下將聚合物化學(xué)轉(zhuǎn)換或燒毀。也可以又在載體襯底1的表面上構(gòu)造殘余分解層7，該殘余分解層7必要時(shí)作為其他的阻擋層來防止例如來自互連的材料擴(kuò)散到半導(dǎo)體材料中。
由于在該第二實(shí)施例中的開放的裝置，替代該熱轉(zhuǎn)換或替代應(yīng)用替代闡述的氧等離子體或氫等離子體，也可以應(yīng)用傳統(tǒng)的各向同性的蝕刻法和尤其是HF濕蝕刻法，其中，如已經(jīng)提及的那樣，也可以將Si3N4用作支承結(jié)構(gòu)10，而將SiO2用作犧牲層2。應(yīng)相應(yīng)地選擇針對(duì)阻擋層3和實(shí)際的互連層4的材料，以致在除去犧牲層2時(shí)不執(zhí)行蝕刻。此外，可替代地還可以執(zhí)行各向同性的等離子體蝕刻，以此完全除去犧牲層2。
因此僅僅通過支承結(jié)構(gòu)10，并且必要時(shí)通過接觸通孔V或可選的偽接觸通孔V，從下方來支承或承載互連。
根據(jù)圖10A和10B在最終的步驟中，在互連3、4之上構(gòu)造了封閉的介電覆蓋層5B。在這種情況下，優(yōu)選非共形地(nicht-konformal)這樣沉積非多孔的電介質(zhì)(例如SiO2)，使得互連或位線之間的缺口完全閉合，并且能夠?qū)崿F(xiàn)隨后的層結(jié)構(gòu)的平的平面。在這樣的非共形的沉積法中，互連只部分地在其側(cè)面上利用電介質(zhì)來覆蓋，因此以有利的方式也能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰互連之間的在側(cè)面的空腔6A。
在該第二實(shí)施例中，因此獲得既相對(duì)于載體襯底1、又相對(duì)于相鄰互連的寄生電容的最大可能的降低，因?yàn)椴粌H互連之下的整個(gè)平面是一個(gè)空腔6而且因此利用空氣或不導(dǎo)電的氣體或真空來充滿，而且在互連旁邊的側(cè)面至少部分地實(shí)現(xiàn)了具有k＝1的最佳k值的空腔6A。與非共形的覆蓋層5B、也就是與具有不同層厚的層相組合，支承結(jié)構(gòu)10以及接觸通孔V具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，以便在隨后的層中實(shí)現(xiàn)其他的所謂的金屬化平面。
圖11示出了根據(jù)第三實(shí)施例的互連裝置的簡(jiǎn)化的俯視圖，其中，基本上島狀地構(gòu)造了支承結(jié)構(gòu)。在這種情況下，矩形的支承元件10A可以在側(cè)面探出互連寬度外，或者作為正方形的支承元件10B也可以具有比互連寬度小的寬度。在該實(shí)現(xiàn)方案中，稍微繼續(xù)改善了寄生電容。
以此方式獲得具有最大可能減少的寄生電容的互連裝置，其中，至少直接在互連之下或在互連和載體襯底之間構(gòu)造空腔。在這種情況下，該空腔可以只在互連之下隧道形地分布，或者占據(jù)了互連之下的整個(gè)平面，或者甚至在側(cè)面延伸直到互連之間。
尤其是在將這樣的互連裝置用作根據(jù)圖12的半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元中的位線時(shí)，可以顯著減少在其中所示出的存儲(chǔ)電容器CS，并且顯著提高諸如讀出速度的電特性。
以上借助所選出的材料已闡述了本發(fā)明?？墒?，本發(fā)明不局限于此，并且以相同的方式也包括了其他的可替代的材料，需要這些材料用于產(chǎn)生與必要的支持元件或支承元件相結(jié)合的本發(fā)明的空腔。此外，也可以組合上述的實(shí)施例，其中，尤其是也提及了將多孔材料用于覆蓋層5B。以相同的方式，本發(fā)明不僅局限于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中的互連裝置，而且以相同的方式包括了諸如在印刷電路等等中的所有其他的互連裝置，在這些印刷電路中，互連的電特性和尤其是寄生電容是重要的。
參考符號(hào)列表1載體襯底2犧牲層3阻擋層4互連層5A 多孔的介電層5B 非多孔的介電層6，6A空腔7殘余分解層10，10A，10B 支承結(jié)構(gòu)V接觸通孔O接觸開口
權(quán)利要求
1.互連裝置，其具有導(dǎo)電的載體襯底(1)；被構(gòu)造在所述載體襯底(1)之上的介電層，和被構(gòu)造在所述介電層之上的導(dǎo)電的互連(3，4)，其特征在于，至少在所述互連(3，4)之下的所述介電層是空腔(6)。
2.按權(quán)利要求1所述的互連裝置，其特征在于，所述空腔(6)利用空氣、真空或者不導(dǎo)電的氣體來充滿。
3.按權(quán)利要求1或2所述的互連裝置，其特征在于限定所述空腔(6)的、附著在所述互連(3，4)上的多孔的介電層(5A)。
4.按權(quán)利要求3所述的互連裝置，其特征在于，所述多孔層(5A)具有多孔的SiO2。
5.按權(quán)利要求1或2之一所述的互連裝置，其特征在于，在所述載體襯底(1)的表面上的空腔(6)中，構(gòu)造支承所述互連(3，4)的介電的支承元件(10；10A，10B)。
6.按權(quán)利要求5所述的互連裝置，其特征在于，在所述互連(3，4)之上這樣構(gòu)造非多孔的介電的覆蓋層(5B)，使得所述空腔(6A)也位于所述互連(3，4)的側(cè)面。
7.按權(quán)利要求5或6所述的互連裝置，其特征在于，線狀和基本上垂直于所述互連(3，4)地來構(gòu)造所述支承元件(10)。
8.按權(quán)利要求5至7之一所述的互連裝置，其特征在于，島狀地構(gòu)造所述支承元件(10A，10B)。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的互連裝置，其特征在于，所述互連(3，4)具有接觸通孔(V)，該接觸通孔(V)從所述互連(3，4)引向所述襯底表面(1)，并且電連接所述襯底。
10.按權(quán)利要求1至9之一所述的互連裝置，其特征在于，所述互連(3，4)具有偽接觸通孔，該偽接觸通孔從所述互連(3，4)引向所述襯底表面(1)，并且沒有電連接所述襯底。
11.按權(quán)利要求1至10之一所述的互連裝置，其特征在于，所述互連具有阻擋層(3)，該阻擋層(3)防止互連材料擴(kuò)散到所述載體襯底(1)中。
12.按權(quán)利要求1至11之一所述的互連裝置，其特征在于，在所述載體襯底(1)的表面上的空腔(6)中構(gòu)造殘余分解層(7)。
13.按權(quán)利要求1至12之一所述的互連裝置，其特征在于，所述互連(3，4)是DRAM存儲(chǔ)單元的位線(BL)。
14.用于制造互連裝置的方法，其具有以下的步驟a)在導(dǎo)電的載體襯底(1)上構(gòu)造犧牲層(2)；b)在所述犧牲層(2)上構(gòu)造互連層(3，4)；c)結(jié)構(gòu)化所述互連層和所述犧牲層，用于在所述結(jié)構(gòu)化的犧牲層(2)上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的互連(3，4)；d)在所述載體襯底(1)和所述結(jié)構(gòu)化的互連(3，4)以及犧牲層(2)的表面上構(gòu)造多孔的介電層(5A)；和e)除去所述犧牲層(2)，用于在所述互連(3，4)之下構(gòu)造空腔(6)。
15.按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在步驟a)中構(gòu)造針對(duì)所述犧牲層(2)中的接觸通孔(V)或者偽接觸通孔的開口(0)。
16.按權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，在步驟a)至c)中，執(zhí)行大馬士革法或者雙大馬士革法。
17.按權(quán)利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，在步驟a)中，將直至約300攝氏度熱穩(wěn)定的聚合物用作犧牲層(2)。
18.按權(quán)利要求14至17之一所述的方法，其特征在于，整個(gè)面積地沉積多孔的SiO2作為多孔的介電層(5A)。
19.按權(quán)利要求14至18之一所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，尤其是在300至600攝氏度的溫度范圍中執(zhí)行所述犧牲層(2)的熱轉(zhuǎn)換，其中，所述氣態(tài)分解產(chǎn)物通過所述多孔層(5A)逸出。
20.按權(quán)利要求14至19之一所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，在所述載體襯底(1)的表面上構(gòu)造殘余分解層(7)。
21.用于制造互連裝置的方法，其具有以下的步驟a)在載體襯底(1)上構(gòu)造支承結(jié)構(gòu)(10)；b)在所述載體襯底(1)和所述支承結(jié)構(gòu)(10)的表面上構(gòu)造犧牲層(2)；c)平面化所述犧牲層(2)，用于露出所述支承結(jié)構(gòu)(10)的表面；d)在所述犧牲層(2)和所述支承結(jié)構(gòu)(10)的表面上構(gòu)造互連層(3，4)；e)結(jié)構(gòu)化所述互連層，用于產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的互連(3，4)；f)除去所述犧牲層(2)，用于至少在所述互連(3，4)之下構(gòu)造空腔(6)；和g)在所述互連(3，4)之上構(gòu)造封閉的介電的覆蓋層(5B)。
22.按權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在步驟a)中整個(gè)面積地沉積和結(jié)構(gòu)化SiO2層作為支承結(jié)構(gòu)(10)，并且在步驟b)中將直至約300攝氏度熱穩(wěn)定的聚合物用作犧牲層(2)。
23.按權(quán)利要求21或22之一所述的方法，其特征在于，在步驟e)之后構(gòu)造針對(duì)所述犧牲層(2)中的接觸通孔(V)或者偽接觸通孔的開口(O)。
24.按權(quán)利要求21至23之一所述的方法，其特征在于，在步驟f)中，尤其是在300至600攝氏度的溫度范圍中，執(zhí)行所述犧牲層(2)的熱轉(zhuǎn)換。
25.按權(quán)利要求21至24之一所述的方法，其特征在于，在步驟f)中，在所述載體襯底(1)的表面上構(gòu)造殘余分解層(7)。
26.按權(quán)利要求21至25之一所述的方法，其特征在于，在步驟a)中，線狀或島狀地構(gòu)造所述支承結(jié)構(gòu)。
27.按權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在步驟a)中，整個(gè)面積地沉積和結(jié)構(gòu)化Si3N4層作為支承結(jié)構(gòu)(10)；在步驟b)中，整個(gè)面積地沉積SiO2層作為犧牲層(2)；以及在步驟f)中執(zhí)行HF蝕刻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種互連裝置以及所屬的制造方法，其中，在導(dǎo)電的載體襯底(1)上構(gòu)造具有位于其上的導(dǎo)電的互連的介電層。在這種情況下，在互連之下或在互連(3，4)和載體襯底(1)之間構(gòu)造了空腔(6)，由此可以顯著減少互連的寄生電容。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1832160SQ20061000957
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者M·恩格爾哈德特, W·帕姆勒, G·辛德勒 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份公司