互连结构和方法技术

本发明专利技术提供了一种互连结构和方法。一种器件，包括：第一导电线，位于介电层上方的第一金属层中，其中，第一导电线在三个侧面被第一聚合物层包裹，并且第一导电线和介电层通过第一聚合物层的底部隔离；第二导电线，位于介电层上方，其中，第二导电线在三个侧面被第二聚合物层包裹，并且第二导电线和介电层被第二聚合物层的底部隔离；以及气隙，位于第一导电线和第二导电线之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及互连结构和方法。
技术介绍
半导体行业由于各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的持续改进而经历了快速的发展。很大程度上，这种集成密度的改进源于最小部件尺寸的不断缩小，这使得更多的部件集成到给定区域中。随着近来对更小电子器件的需求的增加，需要更小且更具有创造性的半导体管芯的封装技术。随着半导体技术的进步，出现晶圆级芯片规模封装结构作为进一步减小半导体器件的物理尺寸的有效可选方式。在晶圆级芯片规模封装结构中，诸如晶体管等的有源器件形成在晶圆级芯片规模封装结构的顶面处。包括互连结构的各种金属化层形成在衬底上方。半导体器件的互连结构可包括多个横向互连件(诸如金属线)和多个垂直互连件(诸如通孔、插塞等)。金属化层的金属线通过介电层隔离。沟槽和通孔形成在介电层中以提供金属线之间的电连接。半导体器件的各个有源电路可通过由垂直和横向互连件形成的各种导电通道连接至外部电路。金属线和通孔可由铜形成。为了防止诸如两条相邻金属线之间的电容耦合的干扰对半导体器件的整体性能产生影响，低K介电材料可填充在相邻的金属线之间。低K介电材料的介电常数可近似等于或小于4.0。此外，可以使用气隙来进一步减少电容耦合，从而提高半导体器件的整体性能特性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种装置，包括：第一导电线，位于介电层上方的第一金属层中，其中：第一导电线在三个侧面被第一聚合物层包裹；并且第一导电线和介电层通过第一聚合物层的底部隔离；第二导电线，位于介电层上方，其中：第二导电线在三个侧面被第二聚合物层包裹；并且第二导电线和介电层被第二聚合物层的底部隔离；以及气隙，位于第一导电线和第二导电线之间。根据本专利技术的一个实施例，第一聚合物层和第二聚合物层包括聚酰亚胺。根据本专利技术的一个实施例，第一聚合物层和第二聚合物层包括交联环氧树脂。根据本专利技术的一个实施例，第一聚合物层包括第一侧壁、第二侧壁和第一底部，第一导电线在三个侧面被第一侧壁、第二侧壁和第一底部包裹；并且第二聚合物层包括第三侧壁、第四侧壁和第二底部，第二导电线在三个侧面被第三侧壁、第四侧壁和第二底部包裹。根据本专利技术的一个实施例，气隙位于第一聚合物层的第二侧壁和第二聚合物层的第三侧壁之间。根据本专利技术的一个实施例，还包括：第二金属化层，位于第一金属化层上方，气隙位于第二金属化层和介电层之间。根据本专利技术的一个实施例，第二金属化层包括形成在聚合物层中的多条金属线。根据本专利技术的另一方面，提供了一种器件，包括：第一金属化层，位于介电层上方，第一金属化层包括：第一金属线，在三个侧面被第一聚合物层包裹；和气隙，与第一金属线相邻，气隙和第一金属线被第一聚合物层的侧壁隔离；以及第二金属化层，位于第一金属化层上方，其中：第一金属线的顶面与第二金属化层的底面直接接触；并且第一金属线的底面和介电层通过第一聚合物层的底部隔开。根据本专利技术的一个实施例，第一聚合物层的底部的厚度在大约1nm至大约5nm的范围内。根据本专利技术的一个实施例，还包括：第二金属线，在三个侧面被第二聚合物层包裹，其中，气隙位于第一金属线和第二金属线之间。根据本专利技术的一个实施例，第一聚合物层包括聚酰亚胺。根据本专利技术的一个实施例，第一聚合物层包括交联环氧树脂。根据本专利技术的一个实施例，第二金属化层包括被聚合物材料环绕的通孔，其中，通孔的底面与第一金属化层的金属线的顶面直接接触。根据本专利技术的一个实施例，通孔和金属线包括铜。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，包括：在介电层上方沉积第一聚合物层；使用蚀刻工艺形成第一开口和第二开口，第一开口和第二开口部分地穿过第一聚合物层；用导电材料填充第一开口和第二开口，以形成第一金属线和第二金属线；对第一聚合物层施加选择性热固化工艺，直到第一聚合物层环绕第一金属线和第二金属线的部分被固化；通过清洁工艺去除第一聚合物层的未固化部分；以及沉积介电层以在第一金属线和第二金属线之间形成气隙。根据本专利技术的一个实施例，还包括：将热源引导至第一金属线和第二金属线上；固化第一聚合物层直到环绕第一金属线和第二金属线的区域中的聚酰胺酸转化为聚酰亚胺。根据本专利技术的一个实施例，还包括：将热源引导至第一金属线和第二金属线上；固化第一聚合物层直到环绕第一金属线和第二金属线的区域中的环氧树脂转化为交联环氧树脂。根据本专利技术的一个实施例，还包括：在第一金属线和第二金属线上方设置第二聚合物层，以在第一金属线和第二金属线之间形成气隙；对第二聚合物层施加固化工艺；以及在第二聚合物层中形成通孔，通孔的底面与金属线的顶面直接接触。根据本专利技术的一个实施例，还包括：固化工艺的温度在大约250度至大约400度的范围内。根据本专利技术的一个实施例，在去除第一聚合物层的未固化部分之后，第一聚合物层的固化部分在三个侧面包裹第一金属线和第二金属线。附图说明当结合附图阅读时，根据以下详细的描述能够最好地理解本专利技术的各个方面。注意，根据行业的标准实践，各个部件没有按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚，各个部件的尺寸可以任意增加或减小。图1示出了根据本专利技术各个实施例的半导体器件的截面图；图2示出了根据本专利技术各个实施例的另一半导体器件的截面图；图3至图17示出了根据本专利技术各个实施例的制造图1所示半导体器件的中间步骤；图18示出了根据本专利技术各个实施例的用于形成图1所示半导体器件的方法的流程图；图19至图22示出了根据本专利技术各个实施例的制造图2所示半导体器件的中间步骤；以及图23示出了根据本专利技术各个实施例的用于形成图2所示半导体器件200的方法的流程图。具体实施方式以下公开提供了许多不同的用于实施本专利技术主题的不同特征的实施例或实例。以下描述部件或配置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例而不用于限制。例如，在以下的描述中，在第二部件上方或之上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件被形成为直接接触的实施例，并且也可以包括可以在第一部件和第二部件之间形成附加部件使得第一部件和第二部分没有直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个实例中重复参考标号和/或字母。这些重复是为了简化和清楚，其本身并不表示所讨论的各个实施例和/或结构之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：第一导电线，位于介电层上方的第一金属层中，其中：所述第一导电线在三个侧面被第一聚合物层包裹；并且所述第一导电线和所述介电层通过所述第一聚合物层的底部隔离；第二导电线，位于所述介电层上方，其中：所述第二导电线在三个侧面被第二聚合物层包裹；并且所述第二导电线和所述介电层被所述第二聚合物层的底部隔离；以及气隙，位于所述第一导电线和所述第二导电线之间。

【技术特征摘要】
2014.07.17 US 14/334,4631.一种装置，包括：
第一导电线，位于介电层上方的第一金属层中，其中：
所述第一导电线在三个侧面被第一聚合物层包裹；并且
所述第一导电线和所述介电层通过所述第一聚合物层的底部隔
离；
第二导电线，位于所述介电层上方，其中：
所述第二导电线在三个侧面被第二聚合物层包裹；并且
所述第二导电线和所述介电层被所述第二聚合物层的底部隔离；
以及
气隙，位于所述第一导电线和所述第二导电线之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述第一聚合物层和所述第二聚合物层包括聚酰亚胺。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述第一聚合物层和所述第二聚合物层包括交联环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述第一聚合物层包括第一侧壁、第二侧壁和第一底部，所述第一导
电线在三个侧面被所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述第一底部包裹；并
且
所述第二聚合物层包括第三侧壁、第四侧壁和第二底部，所述第二导
电线在三个侧面被所述第三侧壁、所述第四侧壁和所述第二底部包裹。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，
所述气隙位于所述第一聚合物层的所述第二侧壁和所述第二聚合物层
的所述第三侧壁之间。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括：
第二金属化层，位于所述第一金属化层上方，所述气隙位于所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨士亿，李香寰，李明翰，田希文，眭晓林，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71