具有裂纹终止的集成电路结构及其形成方法技术

本发明专利技术涉及具有裂纹终止的集成电路结构及其形成方法。本发明专利技术的第一态样在提供集成电路结构。该集成电路结构可以包括在裂纹终止区域中的衬底上的第一介电层中的第一金属结构；以及在第二介电层中的第一裂纹终止结构，且该裂纹终止结构是在该第一金属结构上方并包含：接触该第一金属结构的第一金属填覆；以及实质上分隔该第一金属填覆及该第二介电层的空气缝隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于集成电路，尤其是关于具有空气缝隙的裂纹终止结构的集成电路结构及其形成方法。
技术介绍
在半导体制造中，许多的集成电路(IC)芯片是并行形成在单一晶圆上。该晶圆通常包含在其上制作该集成电路芯片的衬底。该集成电路芯片可以通过各种装置层的形成及图案化而制作。该集成电路芯片可以通过通常包含介电物的通道所分隔。一旦该集成电路芯片形成后，该晶圆经切割成为个别的芯片。然而，一个或多个裂纹在切割期间可能形成于该通道内。再次，这些裂纹可能传递至该集成电路芯片内并造成失效。因此，已经使用裂纹终止以避免裂纹由该通道传递至该集成电路芯片的主动区域。
技术实现思路
本专利技术的第一个态样提供一种集成电路结构。该集成电路结构可以包括在裂纹终止区域中的衬底上的第一介电层中的第一金属结构；以及在第二介电层中的第一裂纹终止结构，该第一裂纹终止结构是在该第一金属结构上方并包含：接触该第一金属结构的第一金属填覆；以及实质上分隔该第一金属填覆及该第二介电层的空气缝隙。本专利技术的第二个态样提供形成裂纹终止结构的方法。该方法可以包括：形成第一介电层于裂纹终止区域中的衬底上方，该裂纹终止区域横向地邻接至主动区域且该第一介电层具有第一金属结构；形成第一开口于该第一介电层上方的第二介电层中以露出邻接至该主动区域的裂纹终止区域中的该第一介电层的上表面，该第二介电层定义该第一开口的一对侧壁；以及沉积第一金属填覆于该第一开口中及该第一金属结构上方，使得空气缝隙形成在该第一金属填覆与该第一开口的该侧壁处的该第二介电层之间，藉以形成第一裂纹终止结构。本专利技术的第三个态样可以包括集成电路结构，包括：第一金属阶层，包含：在裂纹终止区域中的衬底上的第一介电层中的第一金属结构；以及在第二介电层中的第一裂纹终止结构，该第一裂纹终止结构是在该第一金属结构上方并包含：接触该第一金属结构的第一金属填覆；以及实质上分隔该第一金属填覆及该第二介电层的空气缝隙，该空气缝隙具有接近1埃(Angstrom)至接近10埃的宽度；其中，该第一裂纹终止结构从该第一介电层延伸至在该衬底上的最上方的金属阶层。附图说明本专利技术的实施例将参考下列的图式做详细描述，其中，类似的图式标号表示类似的元件，且其中：图1至图9显示在依据本专利技术的实施例的方法中所加工的集成电路。图10显示依据本专利技术的一项实施例的具有额外的金属阶层的集成电路。图11显示依据本专利技术的另一项实施例的具有额外的金属阶层的集成电路。图12至图14显示在依据本专利技术的其它实施例的方法中所加工的集成电路。具体实施方式本专利技术的目的关于集成电路，且尤其是关于具有空气缝隙的裂纹终止结构的集成电路及其形成方法。图1显示集成电路(IC)结构100。集成电路结构100可以包含在晶圆(未显示)上横向地邻接至主动区域104的裂纹终止区域102。裂纹终止区域102可以包含经配置成避免由切割该晶圆所造成的裂纹的传递的区域。在此将做说明的是，可以形成裂纹终止结构于裂纹终止区域102内。主动区域104可以包含在该晶圆上的芯片(未显示)的电性电路的部分的区域，并可以包括如同在本技艺中已知的各种的半导体结构，例如，晶体管、电容器、电阻器等等。图1显示集成电路结构100包含衬底106。在主动区域104中，衬底106可以包含半导体装置，例如，具有如同在本技艺中已知的一对鳍状物(fins)114的鯺式场效晶体管(FINFET,fin-shapedfield-effecttransistor)112。应该了解的是，FINFET112可以包含在本技艺中已知的每一个鳍状物及栅极堆叠上方的磊晶层，但为了简洁并未包含在此。FINFET112可以通过如同在本技艺中已知的沉积及光刻技术所形成。在裂纹终止区域102中，可以形成半导体层116。半导体层116可以通过蚀刻开口及沉积半导体材料在其内而形成。接着，可以使用平坦化技术，使得半导体层116与该开口的上表面齐平。半导体层116及鳍状物114可以包含但不限于硅、锗、硅锗、碳化硅、及实质上具有由分子式AlX1GaX2InX3AsY1PY2NY3SbY4所定义的成分的一个或多个III-V族化合物半导体的元素所组成，其中，X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3及Y4表示相对的比例，每一个比例大于或等于零，且X1+X2+X3+Y1+Y2+Y3+Y4＝1(1为全部的相对莫耳量)。其它适合的衬底包含具有成分ZnA1CdA2SeB1TeB2的II-VI族化合物半导体，其中，A1、A2、B1及B2为相对的比例，每一个比例大于或等于零，且A1+A2+B1+B2＝1(1为全部的莫耳量)。再次，部分或全部的半导体层116及鳍状物114可能是应变的(strained)。衬底106也可以包含横向地位在例如半导体层116与鳍状物114之间的浅沟槽隔离(STIs)118。浅沟槽隔离118可以通过移除部分的衬底106以形成开口，再接着以电性绝缘材料填覆该开口，该电性绝缘材料例如为二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化钽(Ta2O5)、二氧化钛(TiO2)、氧化镨(Pr2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铒(ErOx)、及其它具有类似性质的目前已知的或后来开发的材料。如同在此所使用的，“蚀刻”可以包含适合于该材料经蚀刻的任何现今已知的或后来开发的技术，包含但不限于，例如：各向同性蚀刻、各向异性蚀刻、等离子体蚀刻、溅镀蚀刻、离子束蚀刻、反应性离子束蚀刻(Reactive-IonBeamEtching)及反应性离子蚀刻(RIE)。如同在此所使用的，并且除非另有标注，名词“沉积”可以包含适合于该材料经沉积的任何现今已知的或后来开发的技术，包含但不限于，例如：化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、次常压化学气相沉积(SACVD)、高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)、快速加热化学气相沉积(RTCVD)、超高真空化学气相沉积(UHVCVD)、有限反应处理化学气相沉积(LRPCVD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、溅镀沉积、离子束沉积、电子束沉积、激光辅助沉积、热氧化法、热氮化法、旋涂法、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、化学氧化法、分子束磊晶(MBE)、电镀、蒸镀。平坦化意指使表面更为平坦(意即，更为平整及/或平滑)的各种制造方法。化学机械研磨(CMP)为其中一种目前现有的以化学反应及机械力的组合而平坦化表面的平坦化制造方法。化学机械研磨使用包含磨料及腐蚀性的化学成分的研磨液结合通常大于该晶圆的直径的抛光垫及扣环。该抛光垫及晶圆通过动态研磨头及塑胶扣环固定在适当位置施压接合在一起。该动态研磨头以不同的旋转轴而旋转(意即，非同心的)。该方法移除材料及倾向平坦化任何的“地貌(topography)”，使得该晶圆平整及平坦化。其它目前现有的平坦化技术可以包含：(i)氧化；(ii)化学蚀刻；(iii)通过离子植入损伤的锥度控制；(iv)低熔点玻璃的薄膜沉积；(v)沉积薄膜的再次溅镀以平滑化该薄膜；(vi)感光型聚亚酰胺(PSPI，PhotosensitivePolyimide)薄膜；(vii)新的树脂；(viii)低黏滞性液态环氧树脂；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路结构，包括：第一金属结构，其在裂纹终止区域中的衬底上的第一介电层中；以及第一裂纹终止结构，其在第二介电层中,且该第一裂纹终止结构是在该第一金属结构上方并包含：第一金属填覆，其接触该第一金属结构；以及空气缝隙，其实质上分隔该第一金属填覆及该第二介电层。

【技术特征摘要】
2015.08.27 US 14/837,7371.一种集成电路结构，包括：第一金属结构，其在裂纹终止区域中的衬底上的第一介电层中；以及第一裂纹终止结构，其在第二介电层中,且该第一裂纹终止结构是在该第一金属结构上方并包含：第一金属填覆，其接触该第一金属结构；以及空气缝隙，其实质上分隔该第一金属填覆及该第二介电层。2.如权利要求1所述的集成电路结构，其中，该第一金属填覆包含钴、钨及铝的其中至少一个。3.如权利要求1所述的集成电路结构，其中，该空气缝隙具有接近1埃至接近10埃的宽度。4.如权利要求1所述的集成电路结构，其中，该裂纹终止区域为横向地邻接至主动区域，该主动区域包含：至少一个半导体装置，其在该衬底中；以及接触，其在该第一介电层中，该接触与该半导体装置接触及实质上通过该第一介电层与该第一金属结构分隔。5.如权利要求4所述的集成电路结构，其中，该接触包含钨或钴的其中至少一个。6.如权利要求1所述的集成电路结构，更包括：第二金属结构，其横向地邻接至该第一金属结构，该第二金属结构实质上通过该第一介电层与该第一金属结构分隔；以及第二裂纹终止结构，其在该裂纹终止区域中并横向地邻接至该第一裂纹终止结构，该第二裂纹终止结构是在该第二金属结构上方并包含：衬层，其接触该第二金属结构；以及第二金属填覆，其接触该衬层。7.如权利要求1所述的集成电路结构，其中，该第二介电层定义第一金属阶层，且该集成电路结构更包括：第二金属阶层，其具有在该第一裂纹终止结构上方的第三介电层中的第二裂纹终止结构。8.如权利要求7所述的集成电路结构，其中，该第二裂纹终止结构包含第二金属填覆及第二空气缝隙，该第二金属填覆为该第一金属填覆进入该第二金属阶层的连续，且该第二空气隙缝为该第一空气缝隙进入该第二金属阶层的连续。9.如权利要求7所述的集成电路结构，其中，该第二裂纹终止结构包含第二衬层及第二金属填覆。10.如权利要求1所述的集成电路结构，其中，该第一裂纹终止结构从该第一介电层延伸至在该衬底上的最上层的金属阶层。11.一种形成裂纹终止结构的方法，该方法包括：形成第一介电层于裂纹终止区域中的衬底上方，该裂纹终止区域横向地邻接至主动区域且该第一介电层具有第一金属结构；形成第一开孔于该第一介电层上方的第二介电层中以露出邻接至该主动区域的裂纹终止区域中的该第一介电层的上表面，该第二介电层定义该第一开口的一对侧壁；以及沉积第一金属填覆于该第一开口中及该第一金属结构上方，使得空气缝隙形成在该第一金属填覆与该第一开口的该侧壁处的该第二介电层之间，从而形成第一裂纹终止结构。12.如权利要求11所述的方法，其中，在形成该第一开口之前，形成该第二介电层包含：沉积低介电常数阻障(低k阻障)层于该第一介电层上方；沉积低k内层介电层(低kILD)于该低介电常数阻障层上方；沉积第一硬掩膜于该低k内层介电层上方；形成第一硬掩膜开口于该第一硬掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·梁，荻野·淳，S·E·格勒乔，R·A·阔恩，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY