内连线结构的制作方法

1.本发明实施例涉及内连线结构，尤其涉及在边缘置换误差发生时减少线路至线路的漏电流的结构与方法。


背景技术：

2.随着半导体产业导入更高功效与更多功能的新世代集成电路，形成集成电路的单元密度增加，而构件或单元读尺寸或彼此之间的空间减少。过去的尺寸缩小只受限于定义结构的光刻能力，但具有尺寸较小的装置其几何形状产生新的限制因素。举例来说，对任何两个相邻的导电结构而言，随着导电结构之间的距离减少，与导电结构之间的距离所分开的绝缘材料的介电常数成一函数的最终电容增加。电容增加会增加导电结构之间的电容耦合、增加能耗、并增加电阻-电容时间常数。


技术实现要素：

3.本公开实施例的目的在于提出一种内连线结构，以解决上述至少一个问题。
4.根据本公开一实施例为内连线结构。结构包括介电层；第一导电结构，位于介电层中；以及导电层，位于介电层上。导电层包括相邻的第一部分与第二部分，且导电层的第二部分位于第一导电结构上。结构亦包括第一阻挡层，接触导电层的第一部分；第二阻挡层，接触导电层的第二部分；以及支撑层，接触第一阻挡层与第二阻挡层。气隙位于第一阻挡层与第二阻挡层之间，且介电层与支撑层暴露至气隙。
5.另一实施例为半导体结构。结构包括装置层；以及内连线结构，位于装置层上。内连线结构包括介电层；第一导电结构，位于介电层中；以及导电层，位于介电层上。导电层包括相邻的第一部分与第二部分，且导电层的第二部分位于第一导电结构上。结构还包括第一阻挡层，接触导电层的第一部分；以及第二阻挡层，接触导电层的第二部分。第一阻挡层与第二阻挡层隔有气隙。结构还包括第一介电材料位于气隙上，且第一介电材料的表面与导电层的第二部分的表面实质上共平面。结构还包括金属氧化物层，位于第一介电材料的表面上；以及第二导电结构，位于导电层的第二部分的表面上。第二导电结构与金属氧化物层相邻并位于金属氧化物层上。
6.本发明又一实施例为内连线结构的形成方法。方法包括形成导电层于介电层上；以及形成一或多个开口于导电层中，以露出介电层的部分。一或多个开口将导电层分成一或多个部分。方法还包括形成第一阻挡层于介电层的露出部分上；形成阻挡层以接触导电层的部分；移除第一阻挡层；形成可降解层于每一开口中；形成支撑层于每一开口中；移除可降解层以形成气隙于每一开口中；形成第一介电材料于支撑层上；形成盖层于导电层的每一部分上；形成第二阻挡层于每一盖层上；形成金属氧化物层于第一介电材料上；以及移除第二阻挡层。
附图说明
7.图1为一些实施例中，制造半导体装置结构的阶段的剖视图。
8.图2a至图2r为一些实施例中，制造内连线结构的多种阶段的侧剖视图。
9.附图标记如下：
10.h1,h2:高度
11.t1:厚度
12.100:半导体装置结构
13.102:基板
14.104:基板部分
15.106:源极/漏极外延结构
16.108:绝缘材料
17.118:接点蚀刻停止层
18.120:层间介电层
19.122,308,334,352:盖层
20.124:硅化物层
21.126:导电接点
22.128:间隔物
23.130:半导体层
24.132:内侧间隔物
25.134:栅极介电层
26.136:栅极层
27.140:自对准接点层
28.200:装置层
29.300:内连线结构
30.302:层状物
31.304:介电层
32.306,350:导电结构
33.310:粘着层
34.312:导电层
35.313,321,330,332,335,339:上表面
36.314,344:硬掩模
37.318:第一阻挡层
38.320,349:阻挡层
39.322:可降解层
40.324:支撑层
41.326:气隙
42.328,342:介电材料
43.336:第二阻挡层
44.338:金属氧化物层
45.340:蚀刻停止层
46.316,346,348:开口
具体实施方式
47.下述详细描述可搭配附图说明，以利理解本发明的各方面。值得注意的是，各种结构仅用于说明目的而未按比例绘制，如本业常态。实际上为了清楚说明，可任意增加或减少各种结构的尺寸。
48.应理解的是，下述公开内容提供许多不同实施例或实例以实施本发明的不同结构。特定构件与排列的实施例用以简化本发明而非局限本发明。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触。此外，本发明的多个实例可重复采用相同标号以求简洁，但多种实施例及/或设置中具有相同标号的元件并不必然具有相同的对应关系。
49.此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“较下方”、“上方”、“较上方”或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90
°
或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。
50.图1显示半导体装置结构100的制造阶段。如图1所是，半导体装置结构100包括基板102，其具有自基板102延伸的基板部分104，以及源极/漏极外延结构106位于基板部分104上。基板102可为半导体基板，比如基体硅基板。在一些实施例中，基板102可为半导体元素(如结晶结构的硅或锗)，半导体化合物(如硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及/或锑化铟)、其他合适材料或上述的组合。基板102亦可包含绝缘层上硅基板。绝缘层上硅基版的制作方法，可采用分离注入氧、晶片接合及/或其他合适方法。基板部分104的形成方法，可为使基板102的部分凹陷。因此基板部分104与基板102可包含相同材料。基板102与基板部分104可包含多种区域，其可适当地掺杂杂质(如p型或n型杂质)。举例来说，掺质可为p型场效晶体管所用的硼，或n型场效晶体管所用的磷。源极/漏极外延结构106可包含半导体材料(如硅或锗)、iii-v族半导体化合物、ii-vi族半导体化合物或其他合适的半导体材料。例示性的源极/漏极外延结构106可包含但不限于锗、硅锗、砷化镓、砷化铝镓、磷砷化镓、磷化硅、砷化铟、砷化铝、磷化铟、氮化镓、砷化镓铟、砷化铝铟、锑化镓、磷化铝、磷化镓或类似物。源极/漏极外延结构106可包含p型掺质如硼、n型掺质如磷或砷及/或含有上述的组合的其他合适掺质。
51.如图1所示，一或多个半导体层130可连接源极/漏极外延结构106，且半导体层130可为场效晶体管的通道。在一些实施例中，场效晶体管为纳米片场效晶体管，其包含多个半导体层130，且栅极层136包覆每一半导体层130的至少一部分。半导体层130的材料可为或包含硅、锗、碳化硅、砷化锗、磷化镓、磷化铟、砷化铟、锑化铟、磷砷化镓、砷化铝铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化镓铟、磷砷化镓铟或其他合适材料。在一些实施例中，每一半导体层130的组成为硅。栅极层136包括一或多层的导电材料，比如多晶硅、铝、铜、钛、钽、钨、钴、钼、氮化钽、镍硅化物、钴硅化物、氮化钛、氮化钨、碳氮化钨、钛铝、氮化钛钽、氮化钛铝、氮化钽、碳氮化钽、碳化钽、氮化钽硅、金属合金、其他合适材料及/或上述的组合。在一些实施例中，栅极层136包括金属。栅极介电层134可位于栅极层136与半导体层130之间。栅极介电层134
可包含两层或更多层，比如界面层与高介电常数的介电层。在一些实施例中，界面层为氧化物层，而高介电常数的介电层包括氧化铪、氧化铪硅、氮氧化铪硅、氧化铪铝、氧化铪镧、氧化铪锆、氧化铪钽、氧化铪钛、氧化镧、氧化铝、氧化铝硅、氧化锆、氧化钛、氧化钽、氧化钇、氮氧化硅、氧化铪-氧化铝合金或其他合适的高介电常数的材料。
52.栅极介电层134与栅极层136可与源极/漏极外延结构106隔有内侧间隔物132。内侧间隔物132可包含介电材料如氮氧化硅、碳氮化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅或氮化硅。间隔物128可位于多个半导体层130上。间隔物128可包含介电材料如氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、碳氧化硅、碳氮氧化硅及/或上述的组合。在一些实施例中，自对准接点层140形成于间隔物128、栅极介电层134、与栅极层136上，如图1所示。自对准接点层140可包含任何合适材料如氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氧化铝、氮氧化铝、氧化锆、氮化锆或上述的组合。
53.接点蚀刻停止层118与层间介电层120位于源极/漏极外延结构106上，如图1所示。接点蚀刻停止层118可包括含氧材料或含氮材料，比如氮化硅、碳氮化硅、氮氧化硅、氮化碳、氧化硅、碳氧化硅、类似物或上述的组合。层间介电层120所用的材料可包含四乙氧基硅烷的氧化物、未掺杂的硅酸盐玻璃、掺杂氧化硅(如硼磷硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃)及/或其他合适的介电材料。盖层122可位于层间介电层120中，而盖层122可包括含氮材料如碳氮化硅。
54.导电接点126可位于层间介电层120之中与源极/漏极外延结构106之上，如图1所示。导电接点126可包含一或多种导电材料，比如钌、钼、钴、镍、钨、钛、钽、铜、铝、氮化钛或氮化钽。硅化物层124可位于导电接点126与源极/漏极外延结构106之间。
55.如图1所示，半导体装置结构100可包含基板102与装置层200位于基板102上。装置层200可包含一或多个装置，比如晶体管、二极管、图像感测器、电阻、电容器、电感、存储器单元、上述的组合及/或其他合适装置。在一些实施例中，装置层200包括晶体管如纳米片场效晶体管，其栅极层包覆多个通道，如上所述。此处所述的用语纳米片指的是纳米尺寸甚至是微米尺寸的任何材料部分，其具有伸长的形状，而不论此部分的剖面形状为何。因此此用语可指具有圆形或实质上圆形的剖面的伸长材料部分，以及束状或棒状材料部分(其可包含圆柱体或实质上矩形的剖面)。半导体装置结构100的栅极层可围绕纳米片通道。纳米片晶体管可视作纳米线晶体管、全绕式栅极晶体管、多桥通道晶体管或具有栅极层围绕通道的任何晶体管。在一些实施例中，装置层200包括平面场效晶体管、鳍状场效晶体管、互补式场效晶体管、叉状场效晶体管或其他合适装置。
56.图2a至图2r为一些实施例中，制造内连线结构300的多种阶段的侧剖视图。如图2a所示，内连线结构300包括层状物302，其可为层间介电层或金属间介电层。在一些实施例中，层状物302可位于层间介电层120(图1)上。在一些实施例中，层状物302可位于盖层122(图1)上。层状物302可包含介电层304、一或多个导电结构306(仅图示一个)位于介电层304中、与视情况形成的盖层308位于每一导电结构306上。介电层304可与绝缘材料108包括相同材料。在一些实施例中，介电层304包括氧化硅。介电层304的形成方法可为化学气相沉积、原子层沉积、旋转涂布或其他合适工艺。导电结构306与盖层308可各自包含导电材料，比如铜、钴、钌、钼、铬、钨、锰、铑、铱、镍、钯、铂、银、金、铝、上述的合金或其他合适材料。在一些实施例中，导电结构306与盖层308可各自包含金属。导电结构306的形成方法可为物理
气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或其他合适工艺。盖层308的形成方法可为物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或其他合适工艺。在一些实施例中，导电结构306的厚度可为约至约而盖层308的厚度可为约至约导电结构306可电性连接至对应的导电接点126(图1)。
57.如图2b所示，形成粘着层310、导电层312、与硬掩模314于层状物302上。在一些实施例中，粘着层310形成于层状物302上，导电层312形成于粘着层310上，而硬掩模314形成于导电层312上。在一些实施例中，粘着层310不存在，而导电层312形成于层状物302上。粘着层310可包含氮化物如金属氮化物，其形成方法可为物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或其他合适工艺。在一些实施例中，粘着层310可包含氮化钛或氮化钽。粘着层310的厚度可为约至约粘着层310可提供导电层312与盖层308(或导电结构306)之间的粘着性。导电层312与导电结构306可包含相同材料，且其形成方法可与导电结构306的工艺相同。导电层312的厚度可与导电结构306相同。硬掩模314可包含氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、类似物或上述的组合，且其形成方法可为化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、旋转涂布或其他合适工艺。
58.如图2c所示，形成开口316于硬掩模314、导电层312、与粘着层310中。开口316的形成方法可为图案化硬掩模314，接着将硬掩模314的图案转移至导电层312与粘着层310。开口316的形成方法可为任何合适工艺，比如湿蚀刻、干蚀刻或上述的组合。在一些实施例中，开口316的形成方法可为一或多道蚀刻工艺。开口316可将导电层312分成一或更多个部分，比如多个部分。在一些实施例中，导电层312的每一部分为导电结构如导电线路。每一开口316可露出硬掩模314与介电层304的介电表面，以及导电层312与粘着层310的导电表面。可进行处理工艺以活化开口316中的介电层304与硬掩模314的介电表面。处理工艺可为等离子体处理工艺，其采用工艺气体如氢气、氨及/或含氧气体。含氧气体可包含氧气、二氧化碳或其他合适的含氧气体。
59.在处理工艺之后，形成第一阻挡层318于硬掩模314与介电层304其活化的介电表面上，如图2d所示。第一阻挡层318包含的化合物可具有硅或碳的末端基团，以键结至活化的介电表面。第一阻挡层318不形成于导电层312与粘着层310的导电表面上。在一些实施例中，第一阻挡层318包括丁基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环戊基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基正辛基硅烷、三乙氧基乙基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三甲氧基甲基硅烷、甲氧基二甲基十八烷基硅烷、甲氧基二甲基正辛基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、三乙氧基正辛基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、三甲氧基丙基硅烷、三甲氧基正辛基硅烷、三乙氧基丙基硅烷、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十五烷、十六烷或其他合适化合物。第一阻挡层318的形成方法可为原子层沉积、化学气相沉积、旋转涂布、浸润、经由端等离子体的自由基反应或其他合适工艺。
60.如图2e所示，阻挡层320形成于每一开口316中的粘着层310与导电层312的露出表面上。阻挡层320可选择性地形成于粘着层310与导电层312的露出表面上，但不形成于第一阻挡层318上。换言之，第一阻挡层318阻挡阻挡层320形成于介电层304与硬掩模314的介电
表面上。阻挡层320可包含氮化物如金属氮化物。在一些实施例中，阻挡层320包括耐火金属的氮化物，比如氮化钛或氮化钽。阻挡层320的形成方法可为任何合适工艺如化学气相沉积或原子层沉积。由于阻挡层320不形成于介电层304上，形成于导电层312的相邻部分上的阻挡层320的部分不相连。因此可减少线路至线路的漏电流，比如导电层312的相邻部分之间的漏电流。
61.在形成阻挡层320之后，可移除第一阻挡层318。移除第一阻挡层318的方法可为任何合适工艺，比如等离子体处理、热处理或选择性等离子体蚀刻。如图2f所示，形成可降解层322于开口316(图2e)之中与硬掩模层314之上。可降解层322可包含聚合物，比如具有碳、氧、氮及/或氢的有机层。在一些实施例中，可降解层322包括聚脲。聚脲的合成方法可为二异氰酸酯与二胺的反应，如下所示。
[0062][0063]
可降解层322的形成方法可为任何合适工艺，比如化学气相沉积、原子层沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体辅助原子层沉积或旋转涂布。
[0064]
如图2g所示，使可降解层322凹陷至低于导电层312的上表面321。可降解层322的凹陷的形成方法可为任何合适工艺，比如热烘烤、紫外线固化、回蚀刻工艺(如等离子体蚀刻工艺)或任何上述的组合。在一些实施例中，可由紫外线固化工艺使可降解层322凹陷，其可暴露可降解层322至紫外线能量，且其能量密度为约10mj/cm2至约100j/cm2。可降解层322的凹陷会部分开启开口316，如图2g所示。在一些实施例中，可降解层322的凹陷可露出开口316中的阻挡层320的至少一部分。保留的可降解层322的高度h1可为约至约
[0065]
如图2h所示，可形成支撑层324于内连线结构300的露出表面上。在一些实施例中，支撑层324形成于可降解层322、阻挡层320、与硬掩模314上。支撑层324可包含硅、氧、氮或任何上述的组合。在一些实施例中，支撑层324可包含氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅。支撑层324可为多孔，使紫外线能量、热能、等离子体或类似能量可达其下方的可降解层322。支撑层324的厚度可为约至约支撑层324的形成方法可为任何合适工艺，比如物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、等离子体辅助化学气相沉积或等离子体辅助原子层沉积。在一些实施例中，支撑层324为原子层沉积或等离子体辅助原子层沉积所形成的顺应性层。此处所述的用语“顺应性”，指的是在多种区域上具有实质上相同厚度的层状物。
[0066]
如图2i所示，移除可降解层322以形成气隙326于支撑层324下的每一开口316中。使可降解层322降解或分解的结果，即移除可降解层322。可降解层322的分解或降解方法，可为任何合适工艺如热烘烤及/或紫外线固化。在一些实施例中，进行紫外线固化工艺以移除可降解层322。紫外线能量可穿过孔洞的支撑层324以达可降解层322并移除可降解层322。紫外线能量的密度可为约10mj/cm2至约100j/cm2。移除可降解层322的方法实质上不影响内连线结构300的其他层。气隙326的高度h2可与可降解层322的高度h1相同，如图2g所示。气隙326可减少导电层312的相邻部分之间的电容耦合。若高度h2小于则气隙326可能无法降低导电层312的相邻部分之间的电容耦合。另一方面，若高度h2大于则
支撑层324与阻挡层320的接触不足以避免后续形成于支撑层324上的材料陷入气隙326中。
[0067]
如图2j所示，形成介电材料328于支撑层324上。介电材料328可为含硅材料如碳氧化硅、碳氮化硅、氮化硅、碳氮氧化硅、氧化硅、碳化硅或氮氧化硅。在一些实施例中，介电材料328包括低介电常数的介电材料，比如碳氢氧化硅，其介电常数为约2至约3.6。低介电常数的介电材料的孔隙率可为约0.1％至约40％。介电材料328可填入支撑层324上的开口316(图2i)的部分，且可形成气隙326于硬掩模314上，如图2j所示。介电材料328的形成方法可为化学气相沉积、原子层沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体辅助原子层沉积或其他合适工艺。
[0068]
如图2k所示，可进行平坦化工艺以移除导电层312上的介电材料328的一部分。平坦化工艺亦可移除硬掩模314与位于硬掩模314上的支撑层324的部分。平坦化工艺可为任何合适工艺，比如化学机械研磨工艺。平坦化工艺之后，导电层312的上表面330与介电材料328的上表面332可实质上共平面。保留的介电材料328的厚度可为约至约支撑层324与介电材料328可避免在平坦化工艺时，将材料如研磨液导入气隙326。在平坦化工艺之后，可选择性形成盖层334于导电层312的上表面330上。盖层334包含的材料可与盖层308相同。举例来说，盖层334包括金属。盖层334的形成方法可与盖层308的工艺相同。盖层334可选择性形成于上表面330(如金属)上，而不形成于介电材料328的上表面332上。
[0069]
可进行处理工艺以活化盖层334的金属表面。处理工艺可为等离子体处理工艺，其可采用工艺气体如氢气、氨及/或含氧气体。含氧气体可包含氧气、二氧化碳或其他合适的含氧气体。在处理工艺之后，可形成第二阻挡层336于盖层334的活化金属表面上，如图2l所示。第二阻挡层336包含的化合物可具有磷、硫、硅或氮的末端基团，以键结至处理后的金属表面。第二阻挡层336不形成于介电材料328与支撑层324的介电表面上。第二阻挡层336可不形成于阻挡层320上。在一些实施例中，第二阻挡层336包括1-十八烷硫醇、1-十二烷硫醇、硬脂酸、4-十二烷基苯磺酸、十八烷基膦酸二甲酯、双(十二烷基)二硫代次膦酸、双(十八烷基)二硫代次膦酸、正十八烷基膦酸二乙酯、十八烷基膦酸、癸基膦酸、十四烷基膦酸、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并恶唑、2-巯基苯并咪唑、苯并噻唑、苯并恶唑、苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、2-(甲硫基)苯并咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-胺基-1,2,4-三唑、1-羟基苯并三唑水合物、4-甲基-1h-苯并三唑、5-甲基-1h-苯并三唑、5,6-二甲基-1h-苯并三唑、4-羟基-1h-苯并三唑、苯并三唑-1-甲酰胺、2-甲基苯并噻唑、咪唑、甲巯咪唑、5-苯基-1h-四唑、苯并三唑、5-(3-胺基苯基)四唑、4-胺基-4h-1,2,4-三唑、3-胺基-5-巯基-1,2,4-三唑、3-胺基-5-甲硫基-1h-1,2,4-三唑、2-胺基嘧啶、2-巯基嘧啶、腺嘌呤、次黄嘌呤、吗啉、5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、色氨酸、组氨酸、5-(三氟甲基)-1h-1,2,3-苯并三唑、1h-苯并三唑、1-(4-吗啉基甲基)、吩噻嗪、嘌呤、三聚氰胺、三硫氰尿酸、1,3,4-噻二唑-2,5-二胺、3,5-二胺基-1,2,4-三唑、5-胺基四唑、3,6-双(甲硫基)-1,2,4,5-四嗪、胺基茶碱或其他合适化合物。第二阻挡层336的形成方法可为原子层沉积、化学气相沉积、旋转涂布、浸润或其他合适工艺。第二阻挡层336的厚度可为约至约
[0070]
如图2m所示，形成金属氧化物层338于介电材料328其露出的上表面332以及支撑层324与阻挡层320其露出的上表面上。金属氧化物层338可选择性地形成于介电材料328与支撑层324其露出的介电表面上，而不形成于第二阻挡层336上。换言之，第二阻挡层336可阻挡金属氧化物层338形成于盖层334的金属表面上。第二阻挡层336可阻挡金属氧化物层
338的前驱物形成其上，使金属氧化物层338的前驱物成长于介电表面(如介电材料328与支撑层324)上。金属氧化物层338可包含金属如铝、钛、锆、铪、钇或其他合适金属。金属氧化物层338的形成方法可为任何合适工艺，比如化学气相沉积、原子层沉积或旋转涂布。金属氧化物层338延伸高于导电层312的部分的上表面。金属氧化物层338的厚度t1可为约至约金属氧化物层338在边缘置换误差发生时，可避免后续形成的导电结构350(图2q)进入导电层312的相邻部分之间。因此若金属氧化物层338的厚度t1小于约则金属氧化物层338可能不足以避免导电结构350(图2q)进入导电层312的相邻部分之间。另一方面，若金属氧化物层338的厚度t1大于约则制造成本增加而无明显好处。
[0071]
如图2n所示，移除第二阻挡层336。移除第二阻挡层336的方法可为任何合适工艺，比如等离子体处理、热处理或选择性等离子体蚀刻。金属氧化物层338的上表面339可高于盖层334的上表面335。
[0072]
如图2o所示，蚀刻停止层340形成于金属氧化物层338的上表面339与盖层334的上表面335上。蚀刻停止层340可为单层或多层结构。在一些实施例中，蚀刻停止层340可为氧化物如金属氧化物。举例来说，蚀刻停止层340可包含铝、锆、钇、铪或其他合适金属。在一些实施例中，蚀刻停止层340包括含硅材料如碳氧化硅、碳氮化硅、氮化硅、碳氮氧化硅、氧化硅、碳化硅、氮氧化硅或其他合适材料。蚀刻停止层340包含的材料可与金属氧化物层338不同，以与金属氧化物层338具有不同的蚀刻选择性。蚀刻停止层340的形成方法可为任何合适工艺，比如化学气相沉积、原子层沉积、旋转涂布或任何顺应性的沉积工艺。蚀刻停止层340的厚度可为约至约至约之间。
[0073]
介电材料342形成于蚀刻停止层340上，而硬掩模344形成于介电材料342上。介电材料342包含的材料可与介电材料328相同，且其形成方法可与介电材料328的工艺相同。蚀刻停止层340与介电材料342可具有不同的蚀刻选择性，而金属氧化物层338与介电材料342可具有不同的蚀刻选择性。硬掩模344包含的材料可与硬掩模314相同，且其形成方法可与硬掩模314的工艺相同。视情况形成的蚀刻停止层(未图示)可埋置于介电材料342中。如图2p所示，开口346及348形成于硬掩模344与介电材料342中。开口346及348可为双镶嵌工艺的结果。举例来说，可先图案化硬掩模344并将图案转移至介电材料342的一部分，以形成开口346。视情况形成的埋置于介电材料342中的蚀刻停止层(未图示)，可用于形成开口346。接着可覆盖开口346的底部的一部分，以形成开口348。因此开口348的尺寸小于开口346。在一些实施例中，开口348为通孔而开口346为沟槽。开口346及348的形成方法可为任何合适工艺，比如一或多道的蚀刻工艺。蚀刻工艺亦可移除盖层334与蚀刻停止层340的一部分，使开口348露出导电层312的一部分的上表面313，如图2p所示。
[0074]
在一些实施例中，开口348对准导电层312的一部分，比如位于两个气隙326之间的导电层312的部分。在一些实施例中，开口348稍微对不准导电层312的部分，而露出金属氧化物层338。通孔对不准即所谓的边缘置换误差。若不存在金属氧化物层338，则形成开口348于介电材料328中，因为介电材料342与介电材料328可包含相同材料。如此一来，后续形成的导电结构可形成于导电层312的相邻部分之间的介电材料328中，以减少线路至线路的漏电流。线路至线路的漏电流可能造成可信度问题，比如不良的击穿电压或时间相关的介电击穿。由于金属氧化物层338位于介电材料328上，形成开口348所用的蚀刻工艺实质上不
影响金属氧化物层338，因为金属氧化物层338的蚀刻选择性不同于介电材料342与蚀刻停止层340的蚀刻选择性。此外如上所述，金属氧化物层338延伸高于导电层312的部分的上表面，且厚度为约至约因此就算形成开口348所用的蚀刻工艺移除一些金属氧化物层338，开口348仍不形成于介电材料328中(因金属氧化物层338的厚度)。因此金属氧化物层338在边缘置换误差发生时，可减少线路至线路的漏电流。
[0075]
如图2q所示，阻挡层349与导电结构350形成于开口346及348中。阻挡层349可包含钴、钨、钌、铝、钼、钛、氮化钛、钛硅化物、钴硅化物、镍硅化物、铜、氮化钽、镍或镍钛硅化物，且其形成方法可为任何合适工艺，比如物理气相沉积、原子层沉积或等离子体辅助化学气相沉积。在一些实施例中，阻挡层349可为顺应性工艺如原子层沉积所形成的顺应性层。导电结构350可包含导电材料如金属。举例来说，导电结构350包括铜、镍、钴、钌、铱、铝、铂、钯、金、银、锇、钨、钼、上述的合金或其他合适材料。导电结构350的形成方法可为任何合适工艺，比如电化学镀、物理气相沉积、化学气相沉积或等离子体辅助化学气相沉积。导电结构350可包含开口348(图2p)中的第一部分，与第一部分上的第二部分。在一些实施例中，导电结构350的第一部分可为导电通孔，而导电结构350的第二部分可为导电线路。如上所述，金属氧化物层338可避免导电结构350形成于导电层312的相邻部分之间。导电结构350可与金属氧化物层338相邻并位于其上。换言之，导电结构350可与金属氧化物层338的垂直表面相邻，并位于金属氧化物层338的水平表面上。
[0076]
进行平坦化工艺以移除位于硬掩模344上的导电结构350与阻挡层349的部分，且平坦化工艺亦可移除硬掩模344，如图2r所示。平坦化工艺可为任何合适工艺，比如化学机械研磨工艺。盖层352可选择性地形成于导电结构350上。盖层352可与盖层308包含相同材料。举例来说，盖层352包括金属。盖层352的形成工艺可与盖层308的形成工艺相同。盖层352可选择性地形成于导电结构350(其可为金属)上，但不形成于介电材料342上。
[0077]
本发明多种实施例提供分开的阻挡层320于导电层312的相邻部分上。气隙326位于导电层312的相邻部分之间，而支撑层324与介电材料328位于气隙326上。金属氧化物层338位于介电材料328上。一些实施例可达一些优点。举例来说，分开的阻挡层320可减少线路至线路的漏电流，而气隙326可减少导电层312的相邻部分之间的电容耦合。此外，支撑层324可避免材料落入气隙326。此外，金属氧化物层338避免导电结构350形成于导电层312的相邻部分之间，在边缘置换误差发生时可减少线路至线路的漏电流。
[0078]
一实施例为内连线结构。结构包括介电层；第一导电结构，位于介电层中；以及导电层，位于介电层上。导电层包括相邻的第一部分与第二部分，且导电层的第二部分位于第一导电结构上。结构亦包括第一阻挡层，接触导电层的第一部分；第二阻挡层，接触导电层的第二部分；以及支撑层，接触第一阻挡层与第二阻挡层。气隙位于第一阻挡层与第二阻挡层之间，且介电层与支撑层暴露至气隙。
[0079]
在一些实施例中，第一阻挡层与第二阻挡层各自包含耐火金属氮化物。
[0080]
在一些实施例中，内连线结构还包括第一介电材料位于支撑层上，其中第一介电材料的表面与导电层的该第一部分的表面实质上共平面。
[0081]
在一些实施例中，内连线结构还包括第二介电材料位于导电层的第一部分与第一介电材料上。
[0082]
在一些实施例中，内连线结构还包括第二导电结构位于第二介电材料中，其中第
二导电结构位于导电层的第二部分上。
[0083]
在一些实施例中，内连线结构还包括粘着层位于介电层与导电层之间。
[0084]
另一实施例为半导体结构。结构包括装置层；以及内连线结构，位于装置层上。内连线结构包括介电层；第一导电结构，位于介电层中；以及导电层，位于介电层上。导电层包括相邻的第一部分与第二部分，且导电层的第二部分位于第一导电结构上。结构还包括第一阻挡层，接触导电层的第一部分；以及第二阻挡层，接触导电层的第二部分。第一阻挡层与第二阻挡层隔有气隙。结构还包括第一介电材料位于气隙上，且第一介电材料的表面与导电层的第二部分的表面实质上共平面。结构还包括金属氧化物层，位于第一介电材料的表面上；以及第二导电结构，位于导电层的第二部分的表面上。第二导电结构与金属氧化物层相邻并位于金属氧化物层上。
[0085]
在一些实施例中，内连线结构还包括第一盖层位于第一导电结构上。
[0086]
在一些实施例中，内连线结构还包括粘着层位于第一盖层上，其中导电层的第二部分位于粘着层上。
[0087]
在一些实施例中，内连线结构还包括第二盖层位于导电层的第一部分上。
[0088]
在一些实施例中，内连线结构还包括蚀刻停止层位于第二盖层与金属氧化物层上。
[0089]
在一些实施例中，内连线结构还包括第二介电材料位于蚀刻停止层上，其中第二导电结构位于第二介电材料中。
[0090]
在一些实施例中，装置层包括一或多个晶体管。
[0091]
在一些实施例中，一或多个晶体管包括源极/漏极外延结构。
[0092]
在一些实施例中，第一导电结构电性连接至源极/漏极外延结构。
[0093]
本发明又一实施例为内连线结构的形成方法。方法包括形成导电层于介电层上；以及形成一或多个开口于导电层中，以露出介电层的部分。一或多个开口将导电层分成一或多个部分。方法还包括形成第一阻挡层于介电层的露出部分上；形成阻挡层以接触导电层的部分；移除第一阻挡层；形成可降解层于每一开口中；形成支撑层于每一开口中；移除可降解层以形成气隙于每一开口中；形成第一介电材料于支撑层上；形成盖层于导电层的每一部分上；形成第二阻挡层于每一盖层上；形成金属氧化物层于第一介电材料上；以及移除第二阻挡层。
[0094]
在一些实施例中，方法还包括在形成支撑层之前使可降解层凹陷。
[0095]
在一些实施例中，方法还包括在形成第一介电材料之后与形成盖层之前进行平坦化工艺，其中导电层的部分的表面与第一介电材料的表面实质上共平面。
[0096]
在一些实施例中，方法还包括:形成蚀刻停止层于盖层与金属氧化物层上；以及形成第二介电材料于蚀刻停止层上。
[0097]
在一些实施例中，方法还包括形成导电结构于第二介电材料中，其中导电结构与金属氧化物层相邻并位于金属氧化物层上。
[0098]
上述实施例的特征有利于本技术领域中技术人员理解本发明。本技术领域中技术人员应理解可采用本发明作基础，设计并变化其他工艺与结构以完成上述实施例的相同目的及/或相同优点。本技术领域中技术人员亦应理解，这些等效置换并未脱离本发明精神与范畴，并可在未脱离本发明的精神与范畴的前提下进行改变、替换或更动。