本發(fā)明關(guān)于集成電路，尤其是關(guān)于具有空氣縫隙的裂紋終止結(jié)構(gòu)的集成電路結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造中，許多的集成電路(IC)芯片是并行形成在單一晶圓上。該晶圓通常包含在其上制作該集成電路芯片的襯底。該集成電路芯片可以通過(guò)各種裝置層的形成及圖案化而制作。該集成電路芯片可以通過(guò)通常包含介電物的通道所分隔。一旦該集成電路芯片形成后，該晶圓經(jīng)切割成為個(gè)別的芯片。然而，一個(gè)或多個(gè)裂紋在切割期間可能形成于該通道內(nèi)。再次，這些裂紋可能傳遞至該集成電路芯片內(nèi)并造成失效。因此，已經(jīng)使用裂紋終止以避免裂紋由該通道傳遞至該集成電路芯片的主動(dòng)區(qū)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個(gè)態(tài)樣提供一種集成電路結(jié)構(gòu)。該集成電路結(jié)構(gòu)可以包括在裂紋終止區(qū)域中的襯底上的第一介電層中的第一金屬結(jié)構(gòu)；以及在第二介電層中的第一裂紋終止結(jié)構(gòu)，該第一裂紋終止結(jié)構(gòu)是在該第一金屬結(jié)構(gòu)上方并包含：接觸該第一金屬結(jié)構(gòu)的第一金屬填覆；以及實(shí)質(zhì)上分隔該第一金屬填覆及該第二介電層的空氣縫隙。

本發(fā)明的第二個(gè)態(tài)樣提供形成裂紋終止結(jié)構(gòu)的方法。該方法可以包括：形成第一介電層于裂紋終止區(qū)域中的襯底上方，該裂紋終止區(qū)域橫向地鄰接至主動(dòng)區(qū)域且該第一介電層具有第一金屬結(jié)構(gòu)；形成第一開(kāi)口于該第一介電層上方的第二介電層中以露出鄰接至該主動(dòng)區(qū)域的裂紋終止區(qū)域中的該第一介電層的上表面，該第二介電層定義該第一開(kāi)口的一對(duì)側(cè)壁；以及沉積第一金屬填覆于該第一開(kāi)口中及該第一金屬結(jié)構(gòu)上方，使得空氣縫隙形成在該第一金屬填覆與該第一開(kāi)口的該側(cè)壁處的該第二介電層之間，藉以形成第一裂紋終止結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的第三個(gè)態(tài)樣可以包括集成電路結(jié)構(gòu)，包括：第一金屬階層，包含：在裂紋終止區(qū)域中的襯底上的第一介電層中的第一金屬結(jié)構(gòu)；以及在第二介電層中的第一裂紋終止結(jié)構(gòu)，該第一裂紋終止結(jié)構(gòu)是在該第一金屬結(jié)構(gòu)上方并包含：接觸該第一金屬結(jié)構(gòu)的第一金屬填覆；以及實(shí)質(zhì)上分隔該第一金屬填覆及該第二介電層的空氣縫隙，該空氣縫隙具有接近1埃(Angstrom)至接近10埃的寬度；其中，該第一裂紋終止結(jié)構(gòu)從該第一介電層延伸至在該襯底上的最上方的金屬階層。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的實(shí)施例將參考下列的圖式做詳細(xì)描述，其中，類(lèi)似的圖式標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似的元件，且其中：

圖1至圖9顯示在依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法中所加工的集成電路。

圖10顯示依據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的具有額外的金屬階層的集成電路。

圖11顯示依據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例的具有額外的金屬階層的集成電路。

圖12至圖14顯示在依據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例的方法中所加工的集成電路。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的目的關(guān)于集成電路，且尤其是關(guān)于具有空氣縫隙的裂紋終止結(jié)構(gòu)的集成電路及其形成方法。

圖1顯示集成電路(IC)結(jié)構(gòu)100。集成電路結(jié)構(gòu)100可以包含在晶圓(未顯示)上橫向地鄰接至主動(dòng)區(qū)域104的裂紋終止區(qū)域102。裂紋終止區(qū)域102可以包含經(jīng)配置成避免由切割該晶圓所造成的裂紋的傳遞的區(qū)域。在此將做說(shuō)明的是，可以形成裂紋終止結(jié)構(gòu)于裂紋終止區(qū)域102內(nèi)。主動(dòng)區(qū)域104可以包含在該晶圓上的芯片(未顯示)的電性電路的部分的區(qū)域，并可以包括如同在本技藝中已知的各種的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如，晶體管、電容器、電阻器等等。圖1顯示集成電路結(jié)構(gòu)100包含襯底106。在主動(dòng)區(qū)域104中，襯底106可以包含半導(dǎo)體裝置，例如，具有如同在本技藝中已知的一對(duì)鰭狀物(fins)114的鯺式場(chǎng)效晶體管(FINFET,fin-shaped field-effect transistor)112。應(yīng)該了解的是，F(xiàn)INFET 112可以包含在本技藝中已知的每一個(gè)鰭狀物及柵極堆疊上方的磊晶層，但為了簡(jiǎn)潔并未包含在此。FINFET 112可以通過(guò)如同在本技藝中已知的沉積及光刻技術(shù)所形成。在裂紋終止區(qū)域102中，可以形成半導(dǎo)體層116。半導(dǎo)體層116可以通過(guò)蝕刻開(kāi)口及沉積半導(dǎo)體材料在其內(nèi)而形成。接著，可以使用平坦化技術(shù)，使得半導(dǎo)體層116與該開(kāi)口的上表面齊平。半導(dǎo)體層116及鰭狀物114可以包含但不限于硅、鍺、硅鍺、碳化硅、及實(shí)質(zhì)上具有由分子式Al_X1Ga_X2In_X3As_Y1P_Y2N_Y3Sb_Y4所定義的成分的一個(gè)或多個(gè)III-V族化合物半導(dǎo)體的元素所組成，其中，X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3及Y4表示相對(duì)的比例，每一個(gè)比例大于或等于零，且X1+X2+X3+Y1+Y2+Y3+Y4＝1(1為全部的相對(duì)莫耳量)。其它適合的襯底包含具有成分Zn_A1Cd_A2Se_B1Te_B2的II-VI族化合物半導(dǎo)體，其中，A1、A2、B1及B2為相對(duì)的比例，每一個(gè)比例大于或等于零，且A1+A2+B1+B2＝1(1為全部的莫耳量)。再次，部分或全部的半導(dǎo)體層116及鰭狀物114可能是應(yīng)變的(strained)。襯底106也可以包含橫向地位在例如半導(dǎo)體層116與鰭狀物114之間的淺溝槽隔離(STIs)118。淺溝槽隔離118可以通過(guò)移除部分的襯底106以形成開(kāi)口，再接著以電性絕緣材料填覆該開(kāi)口，該電性絕緣材料例如為二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)、氧化鉿(H_fO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化釔(Y₂O₃)、氧化鉭(Ta₂O₅)、二氧化鈦(TiO₂)、氧化鐠(Pr₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鉺(ErO_x)、及其它具有類(lèi)似性質(zhì)的目前已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的材料。

如同在此所使用的，“蝕刻”可以包含適合于該材料經(jīng)蝕刻的任何現(xiàn)今已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的技術(shù)，包含但不限于，例如：各向同性蝕刻、各向異性蝕刻、等離子體蝕刻、濺鍍蝕刻、離子束蝕刻、反應(yīng)性離子束蝕刻(Reactive-Ion Beam Etching)及反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)。如同在此所使用的，并且除非另有標(biāo)注，名詞“沉積”可以包含適合于該材料經(jīng)沉積的任何現(xiàn)今已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的技術(shù)，包含但不限于，例如：化學(xué)氣相沉積(CVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、次常壓化學(xué)氣相沉積(SACVD)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDPCVD)、快速加熱化學(xué)氣相沉積(RTCVD)、超高真空化學(xué)氣相沉積(UHVCVD)、有限反應(yīng)處理化學(xué)氣相沉積(LRPCVD)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、濺鍍沉積、離子束沉積、電子束沉積、激光輔助沉積、熱氧化法、熱氮化法、旋涂法、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、化學(xué)氧化法、分子束磊晶(MBE)、電鍍、蒸鍍。

平坦化意指使表面更為平坦(意即，更為平整及/或平滑)的各種制造方法?；瘜W(xué)機(jī)械研磨(CMP)為其中一種目前現(xiàn)有的以化學(xué)反應(yīng)及機(jī)械力的組合而平坦化表面的平坦化制造方法?；瘜W(xué)機(jī)械研磨使用包含磨料及腐蝕性的化學(xué)成分的研磨液結(jié)合通常大于該晶圓的直徑的拋光墊及扣環(huán)。該拋光墊及晶圓通過(guò)動(dòng)態(tài)研磨頭及塑膠扣環(huán)固定在適當(dāng)位置施壓接合在一起。該動(dòng)態(tài)研磨頭以不同的旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)(意即，非同心的)。該方法移除材料及傾向平坦化任何的“地貌(topography)”，使得該晶圓平整及平坦化。

其它目前現(xiàn)有的平坦化技術(shù)可以包含：(i)氧化；(ii)化學(xué)蝕刻；(iii)通過(guò)離子植入損傷的錐度控制；(iv)低熔點(diǎn)玻璃的薄膜沉積；(v)沉積薄膜的再次濺鍍以平滑化該薄膜；(vi)感光型聚亞酰胺(PSPI，Photosensitive Polyimide)薄膜；(vii)新的樹(shù)脂；(viii)低黏滯性液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂；(ix)旋涂式玻璃(SOG，Spin-On Glass)材料；及/或(x)犠牲回蝕。

將會(huì)了解的是，當(dāng)作為材料層、區(qū)域或襯底的元件稱為在另一元件的“上”或“上方”時(shí)，該元件可以直接在其它元件之上或者在其間的元件可能存在著。也將可以了解的是，當(dāng)元件是稱作“連接”或“耦合”至另一個(gè)元件時(shí)，該元件可以直接連接或耦合至其它元件或者在其間的元件可能存在著。

仍然參考圖1，可以形成中段工序(MOL，Middle Of the Line)的堆疊120于襯底106上。MOL堆疊120可以包含介電材料，例如氮化硅(Si₃N₄)、氧化硅(SiO₂)、氟化二氧化硅(FSG)、氫化碳氧化硅(SiCOH)、多口氫化碳氧化硅(Porous SiCOH)、硼磷酸硅玻璃(BPSG)、倍半硅氧烷(silsesquioxanes)、包含硅(Si)、碳(C)、氧(O)及/或氫(H)的摻雜碳(C)氧化物(意即，有機(jī)硅酸脂(organosilicates))、熱固性聚芳醚(Thermosetting polyarylene ether)、SiLK(由Dow Chemical公司可獲得的聚芳醚)、由JSR公司可獲得的旋涂式含有聚合物的硅-碳材料、其它低介電常數(shù)(<3.9)材料或該類(lèi)材料的多重材料層。在MOL堆疊120中，可以形成接觸122于主動(dòng)區(qū)域104中。接觸122可以包含襯層124及金屬填覆126。襯層124可以包含諸如氮化鉭(TaN)及/或鉭(Ta)的耐火金屬。其它耐火金屬諸如鈦(Ti)、鎢(W)、銥(Ir)、銠(Rh)及鉑(Pt)等、或其混合物，也可以包含在內(nèi)而使用。金屬填覆126可以包含金屬，諸如鎢(W)、銅(Cu)、鋁(Al)及鈷(Co)。接觸122可以通過(guò)蝕刻開(kāi)口于MOL堆疊120內(nèi)、沉積襯層124以涂覆該開(kāi)口及沉積金屬填覆126以填覆該開(kāi)口而形成。此外，平坦化技術(shù)可以使用以研磨襯層124及金屬填覆126至該開(kāi)口的上表面，或者尤其至MOL堆疊120的上表面。

當(dāng)接觸122形成在主動(dòng)區(qū)域104中時(shí)，金屬結(jié)構(gòu)128可以同時(shí)地形成在裂紋終止區(qū)域102內(nèi)。在裂紋終止區(qū)域102中的金屬結(jié)構(gòu)128可以以相同于在主動(dòng)區(qū)域104中的接觸122的許多方式而形成，且可以包含襯層132及金屬填覆134。襯層132及金屬填覆134可以包含先前所討論的襯層材料及金屬填覆材料。然而，如同先前所解釋的，沒(méi)有流動(dòng)穿越裂紋終止區(qū)域102的電流，所以沒(méi)有會(huì)流動(dòng)穿越裂紋終止區(qū)域102的金屬結(jié)構(gòu)128的電流。

仍然參考圖1，可以形成介電層136在MOL堆疊120上方，使得介電層136定義第一金屬階層M1于襯底106上。然而，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，其它金屬階層(未顯示)可以存在于第一金屬階層M1與襯底106之間。介電層136可以包含多個(gè)材料層，使得介電層136可以考量為介電物堆疊。如同在圖1中所顯示的，介電層136可以通過(guò)首先沉積具有低介電常數(shù)的阻障層138(以下稱為“低k阻障層”(barrier low-k layer))于MOL堆疊120上方而形成。低k阻障層138可以包含，但不限于：摻雜氮(N)的碳化硅(SiC)、碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)、摻雜碳(C)的氮化硅及其組合。此外，具有低介電常數(shù)的內(nèi)層介電層(以下稱為“低k ILD”)140也可以進(jìn)行沉積。低k ILD 140可以包含但不限于，例如具有較低于低k阻障層138的介電常數(shù)的材料，且在實(shí)施例中可以由具有介電常數(shù)低于接近3.9、或者尤其在接近1.0與接近2.0之間的材料所組成。

此時(shí)，可以形成第一硬掩膜142于低k ILD 140上方。第一硬掩膜142可以包含，但不限于：氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)及氮化鎢(WN)。第一硬掩膜142可以沉積于低k ILD 140上方及圖案化。第一硬掩膜142可以圖案化，使得第一硬掩膜開(kāi)口144通過(guò)形成以露出在裂紋終止區(qū)域102中的MOL堆疊120的金屬結(jié)構(gòu)128上方的低k ILD 140的部分146。再次，在主動(dòng)區(qū)域104中，第一硬掩膜142可以圖案化，使得第二硬掩膜開(kāi)口148及第三硬掩膜開(kāi)口150通過(guò)形成以露出在FINFET 112的每一個(gè)鰭狀物112上方的低k ILD 140的部分152、154。

也如同在圖1中所顯示，介電層136的形成可以包含沉積有機(jī)平坦化層硬掩膜(以下稱為“OPL硬掩膜”(Organic Planarization layer hard mask))156于第一硬掩膜142及硬掩膜開(kāi)口144、148、150上方。意即，OPL硬掩膜156可以沉積以使其覆蓋硬掩膜開(kāi)口144、148、150內(nèi)的低k ILD 140的部分146、152、154。OPL硬掩膜156包含有機(jī)平坦化材料，該材料可以是可包含碳、氫、氧及選擇性地為氮、氟及硅的自我平坦化的有機(jī)材料。在一項(xiàng)實(shí)施例中，該自我平坦化有機(jī)材料可以是具有充分低的黏滯性的聚合物，以便該使用的聚合物的上表面形成平坦化的水平表面。在一項(xiàng)實(shí)施例中，OPL硬掩膜156可以包含透明的有機(jī)聚合物。有機(jī)平坦化材料的非限定的例子包含，但不限于，商業(yè)上可以由Cheil Chemical公司所獲得的CHM701B、商業(yè)上可以由JSR公司所獲得的HM8006及HM8014、以及商業(yè)上可以由ShinEtsu Chemical公司所獲得的ODL-102或ODL-401。OPL硬掩膜156平坦化經(jīng)圖案化的第一硬掩膜142。

介電層136的形成也可以包含沉積低溫氧化物硬掩膜(以下稱為“LTO硬掩膜”(Low temperature oxide hard mask)158于OPL硬掩膜156上方。LTO硬掩膜158可以包含，但不限于：八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS，OctaMethylCycloteTraSiloxane)氧化物及低溫氮化硅(SiN)。LTO硬掩膜158可以通過(guò)圖案化，使得第四硬掩膜開(kāi)口160形成以露出在裂紋終止區(qū)域102中的金屬結(jié)構(gòu)128上方的OPL硬掩膜156的部分162。再次，在主動(dòng)區(qū)域104中，LTO硬掩膜158可以通過(guò)圖案化，使得第五硬掩膜開(kāi)口164及第六硬掩膜開(kāi)口166通過(guò)形成以露出在FINFET 112的每一個(gè)鰭狀物114上方的OPL硬掩膜156的部分168、170。

如同在圖2至圖4中所顯示，一旦介電層136形成，可以形成開(kāi)口220(圖4)于介電層136內(nèi)以露出在裂紋終止區(qū)域102中的MOL堆疊120的上表面232。如同在圖2中所顯示的，開(kāi)口220的形成可以包含移除LTO硬掩膜158與OPL硬掩膜156及如同在本技藝中已知的使用自我對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)通口反應(yīng)性離子蝕刻(SAV RIE，Self-Aligned Via Reactive Ion Etch)制造方法而圖案化低k ILD 140。尤其，該SAV RIE制造方法蝕刻硬掩膜開(kāi)口160(圖1)向下至硬掩膜開(kāi)口144，使得在裂紋終止區(qū)域102中的MOL堆疊120的金屬結(jié)構(gòu)128上方的低k ILD 140的部分146露出。此外，該SAV RIE制造方法可以蝕刻硬掩膜開(kāi)口164、166(圖1)向下至硬掩膜開(kāi)口148、150，使得在主動(dòng)區(qū)域104中的MOL堆疊120的接觸122上方的低k內(nèi)層介電層140的部分152、154露出。意即，通過(guò)硬掩膜開(kāi)口160、164、166所露出的OPL硬掩膜156的部分162、168、170可以通過(guò)移除，使得在硬掩膜開(kāi)口144、148、150中的低k ILD 140的部分露出。接著，可以移除LTO硬掩膜158。

如同在圖3中所顯示的，可以使用氧灰化(oxygen ash)以移除OPL硬掩膜156的剩余部分。如同在圖4中所顯示的，可以形成開(kāi)口220、開(kāi)口222及開(kāi)口224。開(kāi)口220可以具有接近8微米至接近10微米的寬度W1。開(kāi)口222、224可以每一個(gè)具有接近30納米至接近100納米的寬度W2、W3。開(kāi)口220、222、224可以通過(guò)先前所討論的任何蝕刻技術(shù)而形成。在一項(xiàng)例子中，開(kāi)口220、222、224可以通過(guò)RIE而形成。如同在半導(dǎo)體制造的本技藝中所已知的，RIE使用化學(xué)反應(yīng)等離子體以移除沉積在晶圓/襯底上的材料。在這些開(kāi)口之間于寬度上的差異性可能允許使用如同已知的RIE滯后(lag)現(xiàn)象。RIE滯后為限制蝕刻深度的現(xiàn)象，為晶圓待蝕刻的表面上的轉(zhuǎn)印影像的臨界尺寸(例如，當(dāng)以平面視圖檢視時(shí)為寬度或直徑)的函數(shù)。RIE滯后是從該晶圓的表面至該溝槽的底部的長(zhǎng)擴(kuò)散路徑的人為現(xiàn)象。該長(zhǎng)擴(kuò)散路徑限制在蝕前緣(例如，引導(dǎo)邊緣)的反應(yīng)性蝕刻成分的多寡，并且也限制排空反應(yīng)性副產(chǎn)物的能力。當(dāng)蝕刻高深寬比溝槽孔洞時(shí)，RIE滯后是特別普遍的，其中，深寬比是定義為在平面圖中(例如，該臨界尺寸)該蝕刻的結(jié)構(gòu)的深度相對(duì)于本身的寬度或本身的直徑的比例。通常，RIE滯后將造成材料的較小的橫截面蝕刻較慢于相同材料的較大的橫截面。如同在圖4中所顯示，開(kāi)口220經(jīng)蝕刻以露出部分的MOL堆疊120的上表面232及在裂紋終止區(qū)域102中的金屬結(jié)構(gòu)128的上表面234。意即，開(kāi)口220露出由第一硬掩膜開(kāi)口144所露出的低k ILD 140的部分及在該第一硬掩膜開(kāi)口144下方的低k阻障層138。介電層136可以通過(guò)蝕刻，使得介電層136定義開(kāi)口220的一對(duì)側(cè)壁220a、220b。然而，由于反向的RIE滯后，開(kāi)口222、224通過(guò)蝕刻僅露出低k阻障層138的部分236、238。

如同在圖5中所顯示的，可以移除第一硬掩膜142及金屬結(jié)構(gòu)128的部分242(以虛線框而顯示)。意即，使用選擇性針對(duì)介電物及硅(Si)的濕式化學(xué)的蝕刻制造方法通過(guò)使用以完全地移除第一硬掩膜142及部分地移除金屬結(jié)構(gòu)128的襯層132及金屬填覆134。在這個(gè)步驟期間，因?yàn)榻佑|122受到由低k阻障層138所保護(hù)，在主動(dòng)區(qū)域104中的接觸122仍然未被碰觸到。

今參考圖6，另一個(gè)金屬填覆310可以經(jīng)沉積以實(shí)質(zhì)上填覆第一開(kāi)口220及接觸金屬結(jié)構(gòu)128。如同在此所使用的“實(shí)質(zhì)上”意指提供本發(fā)明的相同技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的大量、用于整個(gè)大部分的規(guī)范或任何些微的偏差。金屬填覆310可以包含金屬，諸如：選擇性鈷(Co)、選擇性鎢(W)或選擇性鋁(Al)。在這個(gè)步驟中，由于金屬填覆310的該選擇性特質(zhì)，金屬填覆310僅沉積在金屬上且不在介電物上。因此，如同在圖6中所顯示的，金屬填覆310將與在金屬結(jié)構(gòu)128中的金屬填覆134接合，且空氣縫隙320形成于金屬填覆310及在開(kāi)口220的側(cè)壁220a、220b處的介電層136之間。尤其，由于缺乏在金屬填覆310及低k阻障層138與低k ILD 140之間的接合，空氣縫隙320形成在金屬填覆310及低k阻障層138與低k ILD 140之間。因此，開(kāi)口220將不會(huì)完全地填覆。如同相對(duì)于在巨觀尺度上的空氣縫隙，或者通常在寬度上為數(shù)納米或以上，空氣縫隙320為微觀的，并可以具有接近1埃至接近10埃的寛度W。由于相對(duì)較小的空氣縫隙(seam)320的寬度，集成電路結(jié)構(gòu)100在機(jī)械上較強(qiáng)健于具有空氣間隙(gap)的裂紋終止結(jié)構(gòu)。此外，由于沒(méi)有金屬是露出的，金屬填覆310將無(wú)法沉積于主動(dòng)區(qū)域140內(nèi)。意即，由于該RIE滯后造成低k阻障層138仍然在主動(dòng)區(qū)域104中的鰭狀物114上方，金屬填覆310將不會(huì)沉積于主動(dòng)區(qū)域104中的開(kāi)口222、224內(nèi)?？諝饪p隙320避免裂紋傳遞通過(guò)裂紋終止區(qū)域102并保護(hù)主動(dòng)區(qū)域104。圖6也顯示如同由在此所描述的方法所形成的最終的裂紋終止結(jié)構(gòu)500。裂紋終止結(jié)構(gòu)500可以包含在介電層136中的開(kāi)口220，介電層136是在該晶圓的裂紋終止區(qū)域102中的晶圓(未顯示)的襯底106上方及在第一溝槽220中的金屬填覆310，并接觸在該金屬填覆310下方的接觸128。金屬填覆310可以包含針對(duì)其它金屬具選擇性的金屬，使得至少一個(gè)空氣縫隙320是形成在開(kāi)口220中?？諝饪p隙320實(shí)質(zhì)上分隔金屬填覆310的金屬與介電物128。在一個(gè)例子中，金屬填覆126、134可以每一個(gè)包含鎢(W)，且金屬填覆310可以包含鈷(Co)。在另一個(gè)例子中，每一個(gè)金屬填覆126、134、310可以包含鈷(Co)。

如同在圖7中所顯示的，一旦第二金屬填覆310通過(guò)沉積，低k阻障層138可以由開(kāi)口222、224而移除以露出在主動(dòng)區(qū)域104中的接觸122的部分342、344。低k阻障層138可以通過(guò)蝕刻而移除，其中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剩余是由硬掩膜(未顯示)所保護(hù)。

此時(shí)，可以執(zhí)行后段工序(BEOL，back end of line)金屬化。如同在圖8中所顯示，在一項(xiàng)例子中，BEOL金屬化可以包含沉積襯層410及金屬電鍍層412。在這個(gè)例子中，襯層410可以沉積于低k ILD 140、金屬填覆310及在裂紋終止區(qū)域102中的空氣縫隙320上方。由于表面張力及空氣縫隙320的微觀的尺寸，襯層410并未穿透空氣縫隙320。此外，襯層410可以實(shí)質(zhì)上涂覆在主動(dòng)區(qū)域104中的開(kāi)口222、224(圖7)。金屬電鍍層412可以沉積在襯層410上方，并可以實(shí)質(zhì)上填覆在主動(dòng)區(qū)域104中的開(kāi)口222、224(圖7)。如同在圖9中所顯示，集成電路結(jié)構(gòu)100可以進(jìn)行平坦化以移除位在溝槽222、224(圖7)的外部的第二襯層410及金屬電鍍層412的部分。

一旦該BEOL金屬化完成后，可以形成額外的金屬階層M2、M3、M4在金屬階層M1上。雖然僅顯示有三個(gè)額外的金屬層，應(yīng)該了解的是，可以形成任何數(shù)量的金屬階層而不會(huì)違反本發(fā)明的實(shí)施例。此外，雖然主動(dòng)區(qū)域104并未顯示任何額外的半導(dǎo)體裝置形成于金屬階層M2、M3、M4中，應(yīng)該要了解的是，任何數(shù)量或類(lèi)型的半導(dǎo)體裝置可以依所需在主動(dòng)區(qū)域104中而形成。額外的金屬階層M2、M3、M4的形成可以包含，例如，形成額外的裂紋終止結(jié)構(gòu)610、620、630而未具有通過(guò)現(xiàn)有的沉積及蝕刻程在裂紋終止結(jié)構(gòu)500上的空氣縫隙。每一個(gè)金屬階層M2、M3、M4可以包含介電層608、618、628?？梢孕纬闪鸭y終止結(jié)構(gòu)610、620、630于介電層608、618、628中，且可以每一個(gè)包含襯層612、622、632及金屬填覆614、624、634。襯層612、622、632及金屬填覆614、624、634可以包含先前所討論的任何襯層材料及金屬填覆材料。例如，可以形成第二金屬階層M2于第一金屬階層M1上方。第二金屬階層M2可以包含介電層608?？梢孕纬砷_(kāi)口于介電層608內(nèi)，使得裂紋終止結(jié)構(gòu)500是由開(kāi)口所露出。襯層612可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上涂覆在第二金屬階層M2中的該開(kāi)口及接觸該第二金屬階層M2下方的裂紋終止結(jié)構(gòu)500。此外，金屬填覆614可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上填覆該開(kāi)口。接著，可以執(zhí)行平坦化技術(shù)，使得襯層612及金屬填覆614為實(shí)質(zhì)上與在第二金屬層M2中的該開(kāi)口齊平。可以形成第三金屬階層M3于第二金屬階層M2上方。第三金屬階層M3可以包含介電層618?？梢孕纬砷_(kāi)口于介電層618內(nèi)，使得裂紋終止結(jié)構(gòu)620是由開(kāi)口所露出。襯層622可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上涂覆在第三金屬階層M3中的該開(kāi)口及接觸該第三金屬階層M3下方的裂紋終止結(jié)構(gòu)610。此外，金屬填覆624可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上填覆該開(kāi)口。接著，可以執(zhí)行平坦化技術(shù)，使得襯層622及金屬填覆624為實(shí)質(zhì)上與在第三金屬層M3中的該開(kāi)口齊平?？梢孕纬傻谒慕饘匐A層M4于第三金屬階層M3上方。第四金屬階層M4可以包含介電層628?？梢孕纬砷_(kāi)口于介電層628內(nèi)，使得裂紋終止結(jié)構(gòu)620是由開(kāi)口所露出。襯層632可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上涂覆在第四金屬階層M4中的該開(kāi)口及接觸該第四金屬階層M4下方的裂紋終止結(jié)構(gòu)620。此外，金屬填覆634可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上填覆該開(kāi)口。接著，可以執(zhí)行平坦化技術(shù)，使得襯層632及金屬填覆634為實(shí)質(zhì)上與在第四金屬層M4中的該開(kāi)口齊平。

在另一個(gè)例子中，如同在圖11中所顯示，額外的金屬階層M2、M3、M4的形成可以包含延伸裂紋終止結(jié)構(gòu)500從MOL堆疊120至在該晶圓上的最上層的金屬層。意即，當(dāng)每一個(gè)額外的金屬階層M2、M3、M4形成時(shí)，可以形成開(kāi)口于每一個(gè)金屬階層M2、M3、M4以露出該下層的金屬階層M1、M2、M3的該金屬填覆，且額外數(shù)量的金屬填覆可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上填覆在每一個(gè)金屬階層M2、M3、M4中的每一個(gè)個(gè)別的開(kāi)口。每一個(gè)后續(xù)形成的金屬填覆可以與在該金屬填覆下方的該金屬階層中的該金屬填覆接合，使得第一裂紋終止結(jié)構(gòu)500可以從MOL堆疊120延伸至在襯底106上的最上層的金屬階層。每一個(gè)金屬階層M2、M3、M4可以包含介電層708、718、728。尤其，可以形成第二金屬階層M2于第一金屬階層M1上方。如同參考圖1至圖9所描述的該制造方法可以重復(fù)用于第二金屬階層M2。然而，應(yīng)該了解的是，相對(duì)于在主動(dòng)區(qū)域104中的該制造方法的描述視需要形成于在第二金屬階層M2中的主動(dòng)區(qū)域104內(nèi)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)而定而可以稍微地不同。意即，可以形成裂紋終止結(jié)構(gòu)702于裂紋終止結(jié)構(gòu)500上方，使得裂紋終止結(jié)構(gòu)702為在第二金屬階層M2中的裂紋終止結(jié)構(gòu)500的連續(xù)。裂紋終止結(jié)構(gòu)702可以包含金屬填覆710及空氣縫隙712，使得金屬填覆710為在第二金屬階層M2中的金屬填覆310的連續(xù)，且空氣縫隙712為在第二金屬階層M2中的空氣縫隙320的連續(xù)。接著，可以形成第三金屬階層M3于第二金屬階層M2上方。該制造方法如同參考圖1至圖9所描述可以重復(fù)用于金屬階層M3。然而，應(yīng)該了解的是，相對(duì)于在主動(dòng)區(qū)域104中的該制造方法的描述視需要形成于在第三金屬階層M3中的主動(dòng)區(qū)域104內(nèi)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)而定而可以稍微地不同。意即，可以形成裂紋終止結(jié)構(gòu)704于裂紋終止結(jié)構(gòu)702上方，使得裂紋終止結(jié)構(gòu)704為在第三金屬階層M3中的裂紋終止結(jié)構(gòu)702的連續(xù)。裂紋終止結(jié)構(gòu)704可以包含金屬填覆720及空氣縫隙722，使得金屬填覆720為在第三金屬階層M3中的金屬填覆310、710的連續(xù)，且空氣縫隙722為在第三金屬階層M3中的空氣縫隙320、712的連續(xù)。再次，可以形成金屬階層M4于第三金屬階層M3上方。該制造方法如同參考圖1至圖9所描述可以重復(fù)用于第四金屬階層M4。然而，應(yīng)該了解的是，相對(duì)于在主動(dòng)區(qū)域104中的該制造方法的描述視需要形成于在第四金屬階層M4中的主動(dòng)區(qū)域104內(nèi)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)而定而可以稍微地不同。意即，可以形成裂紋終止結(jié)構(gòu)706于裂紋終止結(jié)構(gòu)704上方，使得裂紋終止結(jié)構(gòu)706為在第四金屬階層M4中的裂紋終止結(jié)構(gòu)704的連續(xù)。裂紋終止結(jié)構(gòu)706可以包含金屬填覆730及空氣縫隙732，使得金屬填覆730為在第四金屬階層M4中的金屬填覆310、710、720的連續(xù)，且空氣縫隙732為在第四金屬階層M4中的空氣縫隙320、712、722的連續(xù)。

今參考圖12至圖14，依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例將作說(shuō)明。在該實(shí)施例中，該裂紋終止結(jié)構(gòu)充當(dāng)裂紋終止輔助特征。意即，在該集成電路結(jié)構(gòu)的該裂紋終止區(qū)域中，該裂紋終止結(jié)構(gòu)依據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例為形成橫向地鄰接至在該裂紋終止區(qū)域中的現(xiàn)有的裂紋終止結(jié)構(gòu)。

如同在圖12中所顯示的，集成電路(IC)結(jié)構(gòu)800如同參考該上一個(gè)實(shí)施例所描述可以包含橫向地鄰接至主動(dòng)區(qū)域804的裂紋終止區(qū)域802。集成電路結(jié)構(gòu)800可以包含襯底806。在主動(dòng)區(qū)域804中，襯底806可以包含半導(dǎo)體裝置，例如，具有如同參考圖1的先前所描述的一對(duì)鰭狀物812的鰭式場(chǎng)效晶體管(FINFET)810。應(yīng)該了解的是，F(xiàn)INFET810可以包含在本技藝中已知的每一個(gè)鰭狀物812及柵極堆疊上方的磊晶層，但為了簡(jiǎn)潔并未在此所包含。FINFET 810可以通過(guò)如同在本技藝中已知的沉積及光刻技術(shù)所形成。應(yīng)該要了解的是，F(xiàn)INFET 810是以例子作呈現(xiàn)，而可以形成其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)于主動(dòng)區(qū)域804中。在裂紋終止區(qū)域802中，可以形成半導(dǎo)體層814。半導(dǎo)體層814可以通過(guò)蝕刻開(kāi)口及沉積半導(dǎo)體材料在其內(nèi)而形成。接著，平坦化技術(shù)可以使用，使得半導(dǎo)體層814與該開(kāi)口的上表面齊平。半導(dǎo)體層814及鰭狀物812可以包含參考圖1所描述的用于半導(dǎo)體層116及鰭狀物114所列舉的任何的材料。襯底806也可以包含橫向地位在例如半導(dǎo)體層814及鰭狀物812之間的淺溝槽隔離(STIs)818。淺溝槽隔離818可以通過(guò)移除部分的襯底106而形成開(kāi)口，再接著以如同先前所描述的電性絕緣材料填覆該開(kāi)口。

此外，可以形成中段工序(MOL)堆疊820于襯底806上。MOL堆疊820可以包含使用于參考圖1所描述的MOL堆疊120的任何介電材料。在MOL堆疊820中，可以形成接觸822于主動(dòng)區(qū)域804內(nèi)。接觸822可以包含如同參考圖1的襯層824及金屬填覆826。當(dāng)形成接觸822時(shí)，可以形成金屬結(jié)構(gòu)828、830于裂紋終止區(qū)域802內(nèi)。在裂紋終止區(qū)域802中的金屬結(jié)構(gòu)828、830可以各包含襯層832、834及金屬填覆836、838，其可以包含先前所討論的襯層材料及金屬填覆層材料。由于接觸822及金屬結(jié)構(gòu)828、830是同時(shí)形成，襯層824、832、834通常將是相同的材料，且金屬填覆826、836、838通常將是相同的材料。然而，如同先前所解釋的，沒(méi)有電流流動(dòng)穿越裂紋終止區(qū)域802，所以沒(méi)有電流將流動(dòng)穿越裂紋終止區(qū)域802的金屬結(jié)構(gòu)828、830。

仍然參考圖12，可以形成介電層840于MOL堆疊820上方，使得介電層840定義第一金屬階層M1。介電層840可以包含多個(gè)材料層，使得介電層840可以考量作為介電物堆疊。介電層840可以通過(guò)首先沉積低k阻障層842于MOL堆疊820上方而形成。此外，低k ILD 844也可以沉積。額外的金屬結(jié)構(gòu)920、928可以通過(guò)現(xiàn)有的沉積及蝕刻制造方法而形成于介電層840內(nèi)。例如，可以形成金屬結(jié)構(gòu)920于在接觸822上方的主動(dòng)區(qū)域804中。金屬結(jié)構(gòu)920可以包含襯層924及金屬填覆926?？梢孕纬山饘俳Y(jié)構(gòu)928于金屬結(jié)構(gòu)828上方的裂紋終止區(qū)域802中。可以形成額外的介電層846、848、850于介電層840上方，使得額外的金屬階層M2、M3、M4為形成于金屬階層M1上方。再次，可以形成額外的金屬結(jié)構(gòu)934、940、946于在裂紋終止區(qū)域802中的金屬階層M2、M3、M4內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)928上方。金屬結(jié)構(gòu)828、928、934、940、946可以一起形成裂紋終止結(jié)構(gòu)960。每一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)928、934、940、946可以包含襯層930、936、942、948及金屬填覆932、938、944、950。參考本實(shí)施例所討論的該襯層及金屬填覆可以包含參考該先前實(shí)施例所討論的任何襯層材料及金屬填覆材料。

例如，可以形成第二金屬階層M2于第一金屬階層M1上方。第二金屬階層M2可以包含介電層846?？梢孕纬砷_(kāi)口在介電層846中，使得金屬結(jié)構(gòu)928是通過(guò)該開(kāi)口而露出。襯層936可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上涂覆在第二金屬階層M2中的該開(kāi)口及接觸在該襯層936下方的金屬結(jié)構(gòu)928。此外，金屬填覆938可以沉積以實(shí)質(zhì)上填覆該開(kāi)口。接著，可以執(zhí)行平坦化技術(shù)，使得襯層936及金屬填覆938為實(shí)質(zhì)上與在第二金屬階層M2中的該開(kāi)口齊平?？梢孕纬傻谌饘匐A層M3于第二金屬階層M2上方。第三金屬階層M3可以包含介電層848?？梢孕纬砷_(kāi)口在介電層848中，使得金屬結(jié)構(gòu)934是通過(guò)該開(kāi)口而露出。襯層942可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上涂覆在第三金屬階層M3中的該開(kāi)口及接觸在該襯層942下方的金屬結(jié)構(gòu)934。此外，金屬填覆944可以沉積以實(shí)質(zhì)上填覆該開(kāi)口。接著，可以執(zhí)行平坦化技術(shù)，使得襯層942及金屬填覆944為實(shí)質(zhì)上與在第三金屬階層M3中的該開(kāi)口齊平?？梢孕纬傻谒慕饘匐A層M4于第三金屬階層M3上方。第四金屬階層M4可以包含介電層850?？梢孕纬砷_(kāi)口在介電層850中，使得金屬結(jié)構(gòu)940是通過(guò)該開(kāi)口而露出。襯層948可以通過(guò)沉積以實(shí)質(zhì)上涂覆在第四金屬階層M4中的該開(kāi)口及接觸在該襯層948下方的金屬結(jié)構(gòu)940。此外，金屬填覆948可以沉積以實(shí)質(zhì)上填覆該開(kāi)口。接著，可以執(zhí)行平坦化技術(shù)，使得襯層948及金屬填覆950為實(shí)質(zhì)上與在第四金屬階層M4中的該開(kāi)口齊平。

仍然參考圖12，一旦額外的金屬階層M2、M3、M4及金屬結(jié)構(gòu)928、934、946形成時(shí)，可以形成光阻952及圖案化以露出在裂紋終止區(qū)域802中的金屬結(jié)構(gòu)830上方的金屬層M4的部分以形成該裂紋終止輔助特征。如同在圖13中所顯示的，可以執(zhí)行蝕刻以移除部分的金屬階層M1、M2、M3、M4，建立開(kāi)口954以露出在裂紋終止區(qū)域802中的金屬結(jié)構(gòu)830。如同在圖14中所顯示的，可以執(zhí)行濕式蝕刻以移除部分的金屬結(jié)構(gòu)830。接著，可以移除光阻952，并可以形成另一個(gè)金屬填覆956于開(kāi)口954中。金屬填覆956可以包含如同參考圖6至圖11所描述的參考金屬填覆310的先前所討論的任何的材料。如此，開(kāi)口954將不會(huì)完全地填覆。由于金屬填覆956的該選擇性特質(zhì)，金屬填覆956僅沉積在金屬上且不在介電物上。因此，如同圖14中所顯示，金屬填覆956將與在金屬結(jié)構(gòu)830中的金屬填覆838接合，并可以形成空氣縫隙958在金屬填覆956及在開(kāi)口954的側(cè)壁954a、954b處的介電層840、846、848、850之間。該最終的集成電路結(jié)構(gòu)800包含具有空氣縫隙958的裂紋終止結(jié)構(gòu)970橫向地鄰接至裂紋終止結(jié)構(gòu)960而在裂紋終止區(qū)域802中未具有空氣縫隙。裂紋終止結(jié)構(gòu)960、970可以各自從第一金屬階層M1延伸至在襯底806上的最上層的金屬階層(如同在本例子中所顯示的金屬階層M4)。如同參考圖6所討論的，空氣縫隙958可以具有接近1埃至接近10埃的寬度。再次，因?yàn)闆](méi)有金屬露出，金屬填覆956將不會(huì)沉積于主動(dòng)區(qū)域804中或在金屬結(jié)構(gòu)828上方。如同先前所討論的，空氣縫隙958避免裂紋的該傳遞通過(guò)裂紋終止區(qū)域802并保護(hù)主動(dòng)區(qū)域804。金屬填覆932可以不同于金屬填覆956。在一項(xiàng)例子中，金屬結(jié)構(gòu)828、830的金屬填覆836、838可以包含鎢(W)，金屬填覆956可以包含鈷(Co)，且金屬填覆932可以包含銅(Cu)。在本例子中，在主動(dòng)區(qū)域804中的接觸822的金屬填覆826也可以包含鎢(W)。在另一個(gè)例子中，金屬填覆836、838、956可以包含鈷(Co)，且金屬填覆932可以包含銅(Cu)。在本例子中，在主動(dòng)區(qū)域804中的接觸822的金屬填覆層826也可以包含鈷(Co)。

在此所使用的術(shù)語(yǔ)僅是用于描述特定實(shí)施例的目的，且非意在本發(fā)明的限定。如同在此所使用的，單數(shù)形式“一”及“該”也是意在包含多形式，除非另外于前后文中清楚標(biāo)示。更應(yīng)該了解的是，當(dāng)使用于本說(shuō)明書(shū)時(shí)，名詞“包括”及/或“包含”說(shuō)明所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但是并不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件、及/或所述的群組的存在或加入。

本發(fā)明的各種實(shí)施例的描述已經(jīng)用于說(shuō)明的目的而呈現(xiàn)，但是并非意在耗盡或限定于所揭示的實(shí)施例。許多的修改及變化對(duì)于一般本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的而不會(huì)違背所描述的實(shí)施例的范疇及精神。在此所使用的術(shù)語(yǔ)經(jīng)選擇以最佳地解釋該實(shí)施例的原理、通過(guò)在市面上所發(fā)現(xiàn)的技術(shù)的實(shí)際上的應(yīng)用或技術(shù)上的改進(jìn)、或使得一般本領(lǐng)域技術(shù)人員了解在此所揭示的實(shí)施例。