專利名稱：：制造厚布線結(jié)構(gòu)的雙鑲嵌工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明通常涉及半導體器件及其制造方法，更具體而言，涉及具有模擬或超厚布線的半導體器件及其使用雙鑲嵌工藝的制造方法。
背景技術(shù)：
：目前通過單鑲嵌處理制造*鑲嵌銅(Cu)布線(例如，厚度〉2nm)。使用單鑲嵌工藝主要是因為與雙鑲嵌處理相關(guān)的集成問題，包括在過孔和布線蝕刻工藝期間接觸MIM電容器和下布線層的問題。在*雙鑲嵌Cu布線工藝中，使用常規(guī)的光刻步驟來限定過孔和槽。在這些常規(guī)工藝中，過孔的高度約5.5nm，寬度為約1.5pm。為了槽光刻步驟，在形成過孔之后，通過旋涂有機材料例如增透涂層(ARC)到下Cu布線層Mx來填充過孔。然而，發(fā)現(xiàn)第二雙鑲嵌光刻步驟難以在超厚鑲嵌Cu布線工藝中發(fā)揮作用。通過實例，對于先過孔、最后槽的方法，發(fā)現(xiàn)ARC在過孔中形成沙漏(hourglass)結(jié)構(gòu)，在過孔中造成大的空隙。更具體而言，發(fā)現(xiàn)沒有工業(yè)標準的中間UV(MUV)或者深UV(DUV)ARC能獲得多于40%的填充，其都會在過孔中留下大空隙，其中該過孔在槽蝕刻期間凈皮打開。并且，由于這些空隙，蝕刻劑蝕刻會穿過空隙，因此隨后的蝕刻會導致下金屬層的腐蝕。如果例如4吏ARC變得較厚，那么在過孔中會得到更好的填充特性；然而，在隨后的蝕刻工藝期間會出現(xiàn)其他的問題。例如，使用0.8pm層可以得到可接受的過孔填充，但由于需要非常長的ARC打開步驟以及由于在槽RIE期間圍繞過孔生成的圍欄(fence)或軌道(rail),因此4^f吏槽RIE復雜化。更具體而言，在使用較厚的ARC填充的RIE工藝期間，在槽RIE工藝早期，在過孔的旁邊形成圍欄。這導致沿著過孔邊緣向下到下金屬(Mx)層的優(yōu)先蝕刻。因而，發(fā)現(xiàn)當ARC為約0.8nm時，存在抗蝕劑腐蝕、大量圍欄以及槽RIE(反應離子蝕刻)問題。本發(fā)明旨在克服上述的一個或多個的問題。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的第一方面中，一種方法包括在疊層結(jié)構(gòu)中蝕刻至少一個部分過孔，以及在所述至少一個部分過孔周圍形成邊界。所述方法還包括當連續(xù)過孔蝕刻到至少一個蝕刻停止層時，使用選擇性蝕刻實施厚布線。在實施例中，所述實施步驟是雙鑲嵌工藝的一部分。形成所述邊界包括在所述疊層結(jié)構(gòu)上形成負光致抗蝕劑，并且曝光所述至少一個部分過孔之外的所述負光致抗蝕劑的部分。所述至少一個蝕刻停止層包括在Mx-l金屬層之上的第一蝕刻停止層以及在金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器之上的第二蝕刻停止層。形成在所述MIM電容器之上的所述蝕刻停止層比在所述Mx-l金屬層之上的所述蝕刻停止層的厚度大。所述方法還包括將金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器并入到所述疊層結(jié)構(gòu)中，并且所述厚布線延伸到在所述MIM電容器之上的所述至少一個蝕刻停止層。形成所述疊層結(jié)構(gòu)包括提供在第一低K介質(zhì)材料中形成的鑲嵌銅布線，并且在所述第一低K介質(zhì)材料上形成蝕刻停止層。在所述蝕刻停止層上形成層間(interlevd)介質(zhì)層和第二介質(zhì)層。在所述第二低K介質(zhì)層上形成第二蝕刻停止層，并在所述蝕刻停止層上形成第三低K介質(zhì)層。所述MIM電容器包括難熔金屬或合金，其包括至少一種W、WN、TiN、Ta、TaN以及TiSiN。所述第一和第二低K介質(zhì)材料以及所述第二介質(zhì)層中的至少一個是氟摻雜的硅酸鹽玻璃(FSG)。所述蝕刻停止層以及所述第二蝕刻停止層至少是氮化硅、珪碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅。所述MIM電容器^皮嵌入到所述層間^h質(zhì)層中。所述MIM電容器是多個板，其具有氮化硅、珪碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅蝕刻停止層中的至少一種。蝕刻所述至少一個部分過孔包括對準下金屬層和MIM電容器中的至少一個，部分地蝕刻所述疊層結(jié)構(gòu)。所述實施步驟包括在形成所述至少一個部分過孔之后，在所述疊層結(jié)構(gòu)上淀積負光致抗蝕劑，曝光在所述至少一個部分過孔之外的所述負光致抗蝕劑以形成邊界，蝕刻所述至少一個部分過孔進一步深入所述疊層結(jié)構(gòu)，并且選擇性蝕刻以形成至少一個槽。所述選擇性蝕刻對于淀積在下金屬層和MIM電容器中的至少一個上的所述至少一個蝕刻停止層具有選擇性。在實施例中，本發(fā)明的步驟用于集成電路芯片的制造。本發(fā)明的步驟是雙鑲嵌銅線后段制程(BEOL)工藝，其中限定了布線和過孔高度的銅層具有約3.5微米或者更大的厚度。當繼續(xù)過孔蝕刻到至少一個蝕刻停止層時使用選擇性蝕刻以實施厚布線包括槽蝕刻，所述槽蝕刻在所述過孔延伸到所述至少一個蝕刻停止層之前，延伸到上嵌入蝕刻層。在本發(fā)明的另一方面中，所述方法旨在制造雙鑲嵌銅BEOL結(jié)構(gòu)。所述方法包括對準至少下金屬層形成部分高度過孔，并且施加負光致抗蝕劑材料。所述方法還包括在鄰近所述部分高度過孔的所述負光致抗蝕劑材料中形成邊界，以及蝕刻所述部分高度過孔到更深的深度并選擇性蝕刻以形成槽。所述方法還包括將MIM電容器并入到所述BEOL結(jié)構(gòu)中。在實施例中，所述蝕刻步驟包括蝕刻到在金屬層和所述MIM電容器之上的至少一個蝕刻停止層。所述方法還包括提供在第一低K介質(zhì)材料中形成的所述下金屬，在所述第一低K介質(zhì)材料上形成蝕刻停止層，在所述蝕刻停止層上形成氧化物層和層間介質(zhì)層，將所述MIM電容器嵌入到所述二氧化硅層中，在所述MIM電容器上形成帽層，在所述層間介質(zhì)層上形成第二蝕刻停止層，以及在所述蝕刻停止層上形成第三低K介質(zhì)層。所述蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層是氮化珪、硅碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅蝕刻停止層中的至少一種。使用多個板形成所述MIM電容器，所述MIM電容器具有氮化硅、硅碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅蝕刻停止層中的至少一種。蝕刻所述部分高度過孔到更深的深度并選擇性蝕刻以形成槽包括在所述過孔觸及至少另一蝕刻停止層之前，蝕刻所述槽到上嵌入蝕刻層。形成所述邊界包括曝光在所述部分高度過孔之外的所述負光致抗蝕劑的部分。蝕刻所述槽包括選擇性蝕刻到所述MIM電容器之上的帽層和下金屬層中的至少一個。蝕刻所述部分高度過孔到更深的深度并選擇性蝕刻以形成槽是對準所述下金屬層和所述MIM電容器中的至少一個。在本發(fā)明的另一方面中，一種用于制造厚布線結(jié)構(gòu)的雙鑲嵌方法包括在疊層結(jié)構(gòu)中形成部分過孔，在形成所述部分過孔之后，在所述疊層結(jié)構(gòu)上淀積負光致抗蝕劑。所述方法還包括曝光在所述部分過孔之外的所述負光致抗蝕劑，以在所述部分過孔之上形成邊界。蝕刻所述部分過孔進一步深入所述疊層結(jié)構(gòu)。所述方法還包括選擇性蝕刻經(jīng)過所述部分過孔以形成槽。所述選擇性蝕刻對淀積在下金屬層中的至少一個上的至少一個蝕刻停止層具有選擇性。MIM至少具有上板MIM介質(zhì)以及下板。在實施例中，所述厚布線結(jié)構(gòu)的厚度為約3.5微米或更大。設(shè)計所述步驟用于制造集成電路芯片。通過等效于濺射去除的小于10納米氧化物的MIM頂板的濺射清潔去除來形成所述MIM電容器，以便不會完全蝕刻所述過孔穿過所述上板并且所述過孔不接觸所述MIM介質(zhì)。所述至少一個蝕刻停止層是第一蝕刻停止層和第二蝕刻停止層。所述第一蝕刻停止層形成在所述下金屬層之上，以及所述第二蝕刻停止層形成在所述MIM電容器的表面上并且高度大于所述第一蝕刻停止層的高度。在本發(fā)明的另一個方面，一種厚布線結(jié)構(gòu)包括鑲嵌銅布線，形成在第一介質(zhì)層中；以及蝕刻停止層，其覆蓋所述鑲嵌銅布線。第二介質(zhì)層被形成在所述蝕刻停止層上。第二蝕刻停止層被形成在所述第二介質(zhì)層上，以及第三介質(zhì)層凈皮形成在所述蝕刻停止層上。高度約l.5孩t米或者更大的過孔穿過所述笫一、第二以及第三介質(zhì)層并且接觸所述鑲嵌銅布線。鄰近所述第二蝕刻停止層并且基本上軸向?qū)仕鲞^孔形成高度約2微米或者更大并且其寬度大于所述過孔的槽。MIM電容器被嵌入在所述氧化物層中，并且蝕刻停止層被形成在所述MIM電容器之上。所述過孔對準并延伸到形成在所述MIM電容器之上的所述蝕刻停止層，所述槽軸向?qū)试谒鯩IM電容器之上形成的所述過孔并且停止在所述第二蝕刻停止層附近。介質(zhì)疊層高度約5.5nm，具有高度約3.5pm的布線，并且所述過孔具有約1.2nm的最小寬度。在本發(fā)明的一個方面中，一種厚布線結(jié)構(gòu)包括形成在FSG(氟摻雜的硅酸鹽玻璃)介質(zhì)材料中的下布線。第一氮化物帽層覆蓋所述下布線。層間層形成在所述第一氮化物帽層上。MIM電容器被嵌入在所述層間層的一部分中。MIM蝕刻停止帽層被形成在所述MIM電容器上，其中所述MIM帽層的厚度大于所述第一氮化物帽的厚度。第二氮化物帽層被形成在所述層間層上。FSG介質(zhì)層被形成在所述第二氮化物帽上。過孔對準所述下布線和所述MIM電容器中的至少一個，延伸到接近所述MIM氮化物帽層和所述第一氮化物帽層。槽基本上軸向?qū)仕鲞^孔并且寬度大于所述過孔，并延伸到所述第二氮化物帽層。在實施例中，所述MIM電容器包括難熔金屬或者合金，包括W、WN、TiN、Ta、TaN以及TiSiN中的至少一種。圖1示出了才艮據(jù)本發(fā)明的初始結(jié)構(gòu)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施的處理步驟；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施的處理步驟；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施的處理步驟；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施的處理步驟；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施的處理步驟；圖7示出了用于1.5nm的部分過孔深度的蝕刻時間與層間深度目標的關(guān)系圖8A-8D示出了根據(jù)本發(fā)明處理的中間結(jié)構(gòu)(具有邊界)與無邊界結(jié)構(gòu)的比較；以及圖9示出了本發(fā)明實現(xiàn)的MIM電容器的實例。具體實施例方式本發(fā)明通常涉及半導體器件及其制造方法，更具體而言，涉及使用雙鑲嵌工藝制造具有厚布線的器件的方法。通過使用本發(fā)明的雙鑲嵌工藝，消除了一些問題例如在過孔邊緣、蝕刻的過孔、蝕刻的槽處的穿通或過蝕刻。本發(fā)明的方法還消除了對下金屬層和/或MIM(金屬-絕緣體-金屬)電容器的腐蝕效應。在一個實施例中，例如，本發(fā)明的雙鑲嵌工藝包括，形成部分深度過孔，施加負光致抗蝕劑材料，然后蝕刻槽并完成過孔蝕刻。方法可選地包括將MIM電容器或者例如薄膜電阻器的其他無源元件并入到BEOL(后段制程)結(jié)構(gòu)中。在實施例中，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)是雙鑲嵌銅BEOL結(jié)構(gòu)，在其中包括布線和過孔的銅層具有至少3.5微米的厚度。在本發(fā)明的方法所形成的至少一個結(jié)構(gòu)中，使用的介質(zhì)疊層的高度約5.5nm,具有高度約3.5nm的布線。在實施例中，布線和過孔分別具有約3fim和約2nm的最終高度，并且過孔和布線都具有約1.2jim的最小寬度。圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的開始結(jié)構(gòu)。開始結(jié)構(gòu)包括鑲嵌銅布線12，其被形成在用于絕緣鄰近的金屬線路的低K介質(zhì)材料10中。低K介質(zhì)材料IO減小了不希望的容性耦合，從而降低了金屬線路之間的"串擾"。在實施例中，介質(zhì)材料10可以為例如SiO2、氟摻雜的Si02(FSG)、SiCOH、聚芳撐(polyarykne)(醚)、多孑L介質(zhì)、部分^隙、或者全氣隙。在實施例中，正如本領(lǐng)域所公知的，在沒有銅布線的ii域中提供虛填充形狀以確保均勻的尺寸；但是，應當理解的是實踐本發(fā)明并不需要虛填充形狀。在介質(zhì)材料10上形成過孔蝕刻停止層14，例如一個或多個高密度等離子體(HDP)、等離子體增強CVD、或旋涂層，例如氮化硅、珪碳氮化物、硅氧碳氮化物、或碳化珪帽中的一個或多個。在實施例中，蝕刻停止層14可以在Mx-l層之上被最小化并且在一個實施例中范圍約25-75腿。仍然參考圖1，在蝕刻停止層14上淀積層間介質(zhì)層16，例如上述用于層10的基于氧化物的材料。在一個實施例中，使用常規(guī)方法在層間介質(zhì)層16中嵌入MIM電容器18。MIM電容器18可以是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的任何的常規(guī)疊層結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，雖然，MIM電容器18包括TiN/W/TiN底板以及TiN頂板。在其他的實施例中，MIM電容器18使用TaN/Ta、TaN/Ta/TaN、或者TaN/Ta/TiN底板。如果包括MIM電容器18，那么將以兩個步驟淀積介質(zhì)層16，第一淀積到MIM制造以及在MIM制造之后的第二淀積。如本領(lǐng)域所公知，可以使用標準厚度范圍25-75nm的任何MIM介質(zhì)，例如二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、五氧化二鉭中的一種或多種。在第二介質(zhì)淀積之后，可以進行平坦化步驟例如化學機械拋光(CMP)以去除厚度等于MIM高度的約1.5到3倍的介質(zhì)，之后進行本領(lǐng)域所公知的標準晶片清潔以平坦化晶片。還可以在最終的介質(zhì)層淀積(層24a)之后進行CMP步驟。如果實施后者，那么在MIM之上的介質(zhì)層將具有MIM的輪廓(未示出)。在一個實施例中，其包括MIM電容器18，在MIM電容器18上形成蝕刻停止層18a例如上氮化硅帽層、硅碳氮化物、硅氧碳氮化物、或碳化硅蝕刻停止層或與層14具有相似組成的膜。在一個實施例中，上氮化物層18a的厚度約為蝕刻停止層14的兩倍并且由氮化硅形成。作為示例性的實例，氮化物層18a的厚度約為150nm。正如下面所詳細討論的，這確保了隨后的蝕刻工藝在蝕刻到蝕刻停止層14之前不會暴露MIM電容器18。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知，在實施例中，MIM電容器18具有約0.4nm的總高度；難熔金屬導電上板和下板，例如TiN、TaN、Ta、W、WN、TiSiN、TaSiN、WSiN中的一個或者多個；以及MIM介質(zhì)例如Si02、Si3N4、A1203、Ta205、A1203/Ta205/A1203多層膜中的一個或多個。在一個實施例中，頂MIM板包括TiN，TiNRIE相對于MIM介質(zhì)選擇性地蝕刻以避免蝕刻穿過MIM介質(zhì)并暴露底MIM板。MIM介質(zhì)是A1203/Ta2Os/A1203多層膜，并且MIM底板是低電阻難熔金屬例如可選地在其上或其下覆蓋有TiN或者TaN的W或Ta。在二氧化硅層18上形成低介電材料20例如FSG。雖然本發(fā)明還考慮了其他厚度，但是在一個實施例中，低介電材料20和氧化物層18的厚度近似為0.3jim。以約100nm的范圍在低介電材料20上形成蝕刻停止層22。在實施例中，蝕刻停止層22是氮化硅帽層?？梢栽谖g刻停止層22上形成可選的氧化物層22a以改善隨后的介質(zhì)層24的粘附。例如，層22包括200nm的Si02并且層24包括3nm的FSG。已經(jīng)示出了在FSG下存在未摻雜的氧化物可以改善在氮化珪之上的FSG薄膜的粘附或其他特性。以任何的常規(guī)方法，在氮化物層22上形成例如FSG的低介電材料24。在實施例中，低介電材料24的厚度約為3fim。在可選的步驟中，在低介電材料24上形成二氧化硅層24a。在該可選的步驟中，二氧化硅層24a的厚度近似為0.3nm到0.5nm，并且低介電材料24的厚度約為2.5jim。應當理解的是，在銅CMP(化學機械拋光)工藝期間二氧化硅層24a提供了較小的可變性和腐蝕性；并且在隨后的蝕刻和CMP處理期間可以將其全部或部分地去除。圖2表示為了在圖1的結(jié)構(gòu)中形成部分過孔的蝕刻工藝。在實施例中，在結(jié)構(gòu)中形成一個或多個部分過孔26。在實施例中，由常規(guī)光致抗蝕劑、構(gòu)圖以及蝕刻的方法形成部分過孔26。例如，可以在低介電材料24或者可選地二氧化硅層24a上形成光致抗蝕劑。將光致抗蝕劑暴露到光中以形成圖形。例如，然后4吏用常規(guī)的RIE工藝蝕刻圖形，以形成部分過孔26。優(yōu)選地，剝離或者去除光致抗蝕劑。在實施例中，在低介電材料24中形成部分過孔26，部分過孔26名義對準金屬層12和/或MIM電容器18用于隨后的蝕刻和布線形成。依賴于介質(zhì)材料24(以及，在可選的實施例中，二氧化硅層24a)的厚度，可以蝕刻部分過孔26至這樣的深度，該深度約為層24和24a的組合厚度的2/3，以及寬度為約1.2nm。在實施例中，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，使用常規(guī)的平行板RIE反應器，蝕刻劑化學是標準的基于RIE的化學，例如CF4/Ar/CO，以便在RIE蝕刻完成之后抗蝕劑仍保留在晶片中?？蛇x地，如本領(lǐng)域所公知的，在光刻構(gòu)圖之前可以使用任何的標準硬掩?；蛲糠笥械蜏亟橘|(zhì)的ARC。圖3示出了形成槽的開始工藝。在該實施例中，除了在部分過孔26之內(nèi)，負光致抗蝕劑28還形成在低介電材料24上或可選地在二氧化硅層24a上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用光致抗蝕劑28，可以在部分過孔26中得到良好的填充特性。具體而言，在顯影工藝期間，去除未爆光的負光致抗蝕劑。這意味著將沒有布線槽的區(qū)域暴露到光，而不將具有布線槽的區(qū)域暴露到光。由于未曝光的負光致抗蝕劑是在部分蝕刻的過孔26中，在抗蝕劑顯影工藝期間可以輕易地將其去除。該方法消除了ARC層的使用，因而消除了與過孔中的ARC填克和在布線槽RIE蝕刻期間的蝕刻相關(guān)的問題。如圖4所示，通過曝光在部分過孔26的邊緣之外的部分負光致抗蝕劑，形成布線槽開口30。開口30是基本上軸向?qū)什糠诌^孔26。通過曝光部分過孔26之外的負性抗蝕劑以形成開口30，在部分過孔26的旁邊形成過孔邊界32。過孔邊界32約為0.6微米或更小，但是大于零。在實施例中，如圖8所示，需要過孔邊界32以避免在負光致抗蝕劑曝光期間曝光泄露到未印刷的部分過孔26的邊緣。圖5示出了才艮據(jù)本發(fā)明的附加的處理步驟。在以布線槽開口30構(gòu)圖抗蝕劑層28之后，工藝自蝕刻劑工藝繼續(xù)以蝕刻部分過孔26并將槽34蝕刻到介質(zhì)層24中，以^更蝕刻過孔26穿過蝕刻停止層22，而蝕刻槽34不穿過蝕刻停止層22。在工藝的此刻，過孔26未到達蝕刻停止層18a。如圖5所示，蝕刻工藝將部分過孔26蝕刻到層間介質(zhì)層16(已示出)中或者介質(zhì)層20中。在一個實施例中，最優(yōu)化過孔高度(例如，依賴于層16的厚度，過孔在約2農(nóng)史米的范圍內(nèi))以防止在槽RIE蝕刻觸及氮化物停止層14之前過孔觸及MIM蝕刻停止層18a。在該蝕刻步驟中，蝕刻劑化學對蝕刻停止層是非選擇性的，即，層24、20以及16的RIE蝕刻速率與蝕刻停止層22的RIE蝕刻速率近似相同。定時非選擇性蝕刻工藝以便僅僅蝕刻部分的介質(zhì)層16或20。將不會蝕刻在金屬層12和MIM電容器18之上的部分介質(zhì)層，因此蝕刻劑將不會蝕刻到蝕刻停止層14和18a,例如蝕刻將停止在氮化物層14(保護金屬層12)和氮化物層18a(保護MIM電容器18)之上。下面的表1示出了在工業(yè)標準平行板RIE腔中施行的用于槽的RIE蝕刻條件(第二雙鑲嵌步驟)。注意，只要滿足上述整體要求，可以采用其他化學和其他RIE反應器。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>圖6表示根據(jù)本發(fā)明的選擇性RIE蝕刻工藝。在該處理步驟中，采用對氮化硅具有選擇性的RIE蝕刻方法以形成槽34。在該RIE蝕刻步驟中，應當理解的是，蝕刻化學將進一步蝕刻過孔，優(yōu)選地稍微高于蝕刻停止層14和18a(例如氮化硅層)。然而，在實施例中，在該蝕刻工藝期間，RIE工藝將在蝕刻到蝕刻停止層14之前先蝕刻到蝕刻停止層18a。以該方式，在一些實施例中，會輕微地蝕刻掉蝕刻停止層18a，但是如此慢的速率將不會暴露MIM電容器18的頂層。出于該原因，蝕刻停止層18a可以比蝕刻停止層14厚，以確保在蝕刻工藝期間將不會暴露MIM電容器18。保持RIE對蝕刻停止層18a的選擇性的一個方面是通過僅僅蝕刻過孔來限制在RIE腔體中可得到的氧。歸因于源自在槽開口中蝕刻的介質(zhì)的氧釋放，如果在完全蝕刻過孔之前蝕刻槽34圖形通過蝕刻停止層22，那么就降低了或者消除了RIE對蝕刻停止層18a的選擇性，導致RIE蝕刻到MIM電容器的頂板中，從而導致成品率降低或MIM的介質(zhì)可靠性的降低。可以基于確定的時間、使用已知的蝕刻速率、或者通過使用發(fā)射光鐠(或者任何其他的公知的方法)進行蝕刻的該部分和其他部分到蝕刻終點。在實施例中，槽34的寬度的范圍為約l微米到100微米，高度的范圍約為3微米到3.5微米。另一方面，在處理之后，過孔高度為約2孩t米。應當理解的是，雖然，提供上述尺寸作為非限制性的示例性實例，但還可以在實施本發(fā)明時同等地獲得其他尺寸。繼續(xù)參考圖6，在上述蝕刻劑工藝中，在一個實施例中，可以加入2sccm的C4Fs槽RIE(反應離子蝕刻)以增加選擇性。該蝕刻劑工藝消除了在槽邊緣處的氮化硅穿通，較好地提供了對MIM電容器的選擇性，并且避免了聚合物RIE停止和過孔棒(viabar)RIE問題(例如，公知過孔棒對蝕刻劑化學具有較低的耐受性)。同樣，在該選擇性蝕刻步驟中，在選擇性蝕刻劑工藝期間，蝕刻停止層14和18a還將作為蝕刻停止層，從而確保不會暴露下金屬層12(例如，銅)或者MIM電容器18，例如蝕刻停止層具有足夠的厚度以停止RIE。作為附加的工藝步驟，一旦形成槽32，剝離光致抗蝕劑28，蝕刻氮化硅層14(以及任何其他暴露的介質(zhì))以暴露下布線12,進行可選的去氟等離子體清潔，施行晶片清潔，例如30秒100:1DHF清潔，以及通過淀積難溶金屬襯里、銅種(seed)、電鍍敷銅以金屬化晶片，并且使用CMP以去除多余的金屬，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的?？梢越ú拍g刻時間與布線和過孔高度的關(guān)系，來最優(yōu)化工藝并避免蝕刻穿過蝕刻停止層18a。圖7是示出了用于1.5nm的部分過孔深度的蝕刻時間與層間深度目標的關(guān)系的圖。如圖所示，水平線表示直到蝕刻觸及蝕刻停止層14為止的時間，斜線表示直到過孔觸及MIM電容器18的蝕刻停止層18a為止的時間。在過孔觸及MIM電容器18的蝕刻停止層18a之前，選擇性氧化物槽蝕刻具有在蝕刻停止層(例如，帽)22上的終點。在圖7中，在處理之后，最優(yōu)化的過孔高度為1.9ajim。圖8A-8D示出了才艮據(jù)本發(fā)明處理的中間結(jié)構(gòu)(具有圍繞過孔的600nm的槽邊界)與無邊界結(jié)構(gòu)的比較。在該圖示中，圖8A和8B分別示出了根據(jù)本發(fā)明制造的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和頂視圖。根據(jù)本發(fā)明的制造，顯然沒有殘余的抗蝕劑保留在具有邊界的部分過孔中。然而，如圖8C和8D所示，使用沒有邊界的過孔導致殘余的抗蝕劑保留在過孔中。也就是，在過孔中存在殘渣。該殘渣是由于光泄露到過孔中并且之后不能被顯影出所導致的，從而不利于隨后的用于形成過孔和槽的蝕刻工藝。典型的MIM電容器如圖9所示，表2描述了其每一層。MIM頂板52和底板50是導體并可以包括多個層。對于使用鑲嵌銅布線制造的MIM電容器，板典型地包括難熔金屬或者合金，例如上述的W、WN、TiN、Ta、TaN、TiSiN等等。對于使用一層或多層的PECVD氧化硅或氮化硅；或者CVD氧化鋁覆蓋的五氧化二鉭的MIM電容器，當TiN、TaN或者Ta直接接觸MIM介質(zhì)51時，可以得到優(yōu)良的MIM可靠性。附加的底板要求為其具有低表面電阻，以改善MIM的品質(zhì)因子。MIM底板50向上與過孔接觸，使得其只能在無頂板的區(qū)域中接觸。這意味著，為了最小化有效底板電阻并最大化MIM品質(zhì)因子，MIM底板50需要相對較厚，即100-400nm。由于MIM頂板52可以接觸上面的過孔并且與上方的布線接在一起，其表面電阻相對而言并不重要的，而重要的參數(shù)是在制造MIM上的過孔時MIM頂板52對進行的RIE蝕刻、濕法蝕刻以及清潔的蝕刻耐受性。如果過孔接觸MIM頂板(即在槽蝕刻期間，蝕刻穿過蝕刻停止層18a),由于電荷損傷，會降低MIM介質(zhì)完整性。如果過孔蝕刻完全地穿過MIM頂板并接觸MIM介質(zhì)，那么MIM頂板52和底板50將被短接或者將具有較差的介質(zhì)漏電特性。最終，硬掩?；蛘呶g刻停止層53和54需要足夠厚以使過孔不會蝕刻到MIM板中。由于MIM必須適合過孔的高度，這意味著在之前的布線層之上的MIM高度是受限的并在MIM板電阻、MIM硬掩?；蛭g刻停止層厚度等等之間進行折衷。當在過孔和槽RIE之后金屬化晶片時，進行濕法清潔，例如30秒的100:1的DHF，然后進行氬濺射清潔。如上所述，應該最小化氬濺射清潔對MIM頂板的去除，以避免MIM頂板52與底板50短路。例如，MIM電容器形成包括等效于濺射去除的小于10納米氧化物的MIM頂板的濺射清潔去除，以避免MIM頂板與底板短路。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>與未摻雜的氧化^目比，F(xiàn)SG介質(zhì)往往具有更高的壓縮應力。出于該原因，可選地使用未摻雜的二氧化硅用于過孔介質(zhì)疊層的部分，其中其對布線電容影響最小，以減小總的晶片彎曲。晶片具有由于高應力膜導致的過度彎曲，這4吏得難以將晶片卡在處理工具例如光刻對準器、RIE等等中。然而，應當理解，對于這些層，可以釆用任何介質(zhì)，而不僅僅是FSG和未摻雜的二氧化硅。還可以可選地在圖1中的層24之上采用未摻雜的二氧化硅，其厚度為約100-500nm,例如300nm。與FSG相比，未摻雜的氧化硅在空氣中或者在濕法清潔期間《艮少與水氣反應，這可以減少光致抗蝕劑中毒(poison);并且如果未摻雜的氧化珪部分留在晶片上或者在層14蝕刻以及隨后的CuCMP工藝期間被全部去除，其對最終的布線電容具有最小的影響，甚至沒有影響。由于在槽RIE期間完成過孔蝕刻，所以應該優(yōu)化槽RIE化學以蝕刻過孔和過孔棒。在槽RIE期間，過孔棒和過孔將象槽一樣蝕刻。一旦選擇性槽蝕刻終止在掩埋的蝕刻停止層上，化學將切換到最優(yōu)化的用于過孔和過孔棒的超選擇性過孔蝕刻。上述方法用于制造集成電路芯片，例如CMOS、SiGe、SRAM、DRAM晶體管等等。制造者可以以原料晶片(也就是，作為具有多個未封裝芯片的單個晶片)的形式分配產(chǎn)生的集成電路芯片作為棵芯片，或者以封裝的形式分配。在后一種情況中，以單芯片封裝(例如具有附著到主板的引線的塑料載體，或其他更高級別的載體)或者多芯片封裝(例如陶瓷載體，其具有表面互連或者掩埋互連)的形式安裝芯片。在任何情況下，然后將芯片與其他芯片、分立電路單元和/或其他信號處理裝置集成，作為(a)中間產(chǎn)品，例如主板，或者(b)最終產(chǎn)品的一部分。最終產(chǎn)品可以是任何產(chǎn)品，其包括集成電路芯片，范圍從玩具以及其他低端應用到具有顯示器、鍵盤或者其他輸入裝置以及中央處理器的高端計算機產(chǎn)品。雖然根據(jù)示例性的實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到可以在所附的權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)修改地實踐本發(fā)明。權(quán)利要求1.一種方法，包括以下步驟在疊層結(jié)構(gòu)中蝕刻至少一個部分過孔；在所述至少一個部分過孔周圍形成邊界；以及當繼續(xù)過孔蝕刻到至少一個蝕刻停止層時，使用選擇性蝕刻實施厚布線。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述實施步驟是雙鑲嵌工藝的一部分。3.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中形成所述邊界包括在所述疊層結(jié)構(gòu)上形成負光致抗蝕劑，并曝光在所述至少一個部分過孔之外的所述負光致抗蝕劑的部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個蝕刻停止層包括在Mx-l金屬層之上的第一蝕刻停止層和在金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器之上的第二蝕刻停止層。5.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中將所述MIM電容器之上的所述蝕刻停止層的厚度形成得比所述Mx-l金屬層之上的所述蝕刻停止層的厚度大。6.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括將金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器并入到所述疊層結(jié)構(gòu)中，并且所述厚布線延伸到在所述MIM電容器之上的所述至少一個蝕刻停止層。7.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中形成所述疊層結(jié)構(gòu)包括以下步驟提供在第一低K介質(zhì)材料中形成的鑲嵌銅布線；在所述第一低K介質(zhì)材料上形成蝕刻停止層；在所述蝕刻停止層上形成層間介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；在所述第二低K介質(zhì)層上形成第二蝕刻停止層；以及在所述蝕刻停止層上形成第三低K介質(zhì)層。8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述MIM電容器包括難熔金屬或合金，其包括W、WN、TiN、Ta、TaN以及TiSiN中的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述第一和第二低K介質(zhì)材料以及所述第二介質(zhì)層中的至少一種是氟摻雜的硅酸鹽玻璃(FSG)。10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層至少為氮化硅、硅碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅。11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括在所述層間介質(zhì)層中嵌入MIM電容器。12，根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中使用多個板形成所述MIM電容器，所述MIM電容器具有氮化硅、珪碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅蝕刻4f止層中的至少一種。13.才艮據(jù)^L利要求1的方法，其中蝕刻所述至少一個部分過孔包括對準下金屬層和MIM電容器中的至少一個，部分地蝕刻所述疊層結(jié)構(gòu)。14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述實施步驟包括在形成所述至少一個部分過孔之后，在所述疊層結(jié)構(gòu)上淀積負光致抗蝕劑，曝光在所述至少一個部分過孔之外的所述負光致抗蝕劑以形成邊界，蝕刻所述至少一個部分過孔進一步深入所述疊層結(jié)構(gòu)，并且選擇性蝕刻以形成至少一個槽，所述選擇性蝕刻對于淀積在下金屬層和MIM電容器中的至少一個上的所述至少一個蝕刻停止層具有選擇性。15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括進行權(quán)利要求1的步驟用于制造集成電路芯片。16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中權(quán)利要求1的步驟是雙鑲嵌銅后段制程(BEOL)工藝，其中限定了布線和過孔高度的銅層具有約3.5微米或者更大的厚度。17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當繼續(xù)過孔蝕刻到至少一個蝕刻停止層時使用選擇性蝕刻來實施厚布線包括槽蝕刻，所述槽蝕刻在所述過孔延伸到所述至少一個蝕刻停止層之前延伸到上嵌入蝕刻層。18.—種制造雙鑲嵌銅BEOL結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟對準至少下金屬層形成部分高度過孔；施加負光致抗蝕劑材料；在鄰近所述部分高度過孔的所述負光致抗蝕劑材料中形成邊界；以及蝕刻所述部分高度過孔到更深的深度并選擇性蝕刻以形成槽；以及將MIM電容器并入到所述BEOL結(jié)構(gòu)中。19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述蝕刻步驟包括至少蝕刻到在金屬層和所述MIM電容器之上的蝕刻停止層。20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括提供在第一低K介質(zhì)材料中形成的所述下金屬；在所述第一低K介質(zhì)材料上形成蝕刻停止層；在所述蝕刻停止層上形成氧化物層和層間介質(zhì)層；在所述二氧化硅層中嵌入所述MIM電容器；在所述MIM電容器上形成帽層；在所述層間介質(zhì)層上形成第二蝕刻停止層；以及在所述蝕刻停止層上形成第三低K介質(zhì)層。21.才艮據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層是氮化硅、珪碳氮化物，硅氧碳氮化物以及碳化硅蝕刻停止層中的至少一種。22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中使用多個板形成所述MIM電容器，所述MIM電容器具有氮化硅、珪碳氮化物、硅氧碳氮化物以及碳化硅蝕刻停止層中的至少一種。23.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中蝕刻所述部分高度過孔到更深的深度并選擇性蝕刻以形成槽包括:在所述過孔觸及至少另一蝕刻停止層之前，蝕刻所述槽到上嵌入蝕刻層。24.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中形成所述邊界包括曝光在所述部分高度過孔之外的所述負光致抗蝕劑的部分。25.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中蝕刻所述槽包括選擇性蝕刻到所述MIM電容器之上的帽層和下金屬層中的至少一個。26.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中蝕刻所述部分高度過孔到更深的深度并選擇性蝕刻以形成槽是對準所述下金屬層和所述MIM電容器中的至少一個.27.—種用于制造厚布線結(jié)構(gòu)的雙鑲嵌方法，包括以下步驟在疊層結(jié)構(gòu)中形成部分過孔；在形成所述部分過孔之后，在所述疊層結(jié)構(gòu)上淀積負光致抗蝕劑；曝光在所述部分過孔之外的所述負光致抗蝕劑，以在所述部分過孔之上形成邊界；蝕刻所述部分過孔進一步深入到所述疊層結(jié)構(gòu)中；以及選擇性蝕刻經(jīng)過所述部分過孔以形成槽，所述選擇性蝕刻對淀積在下金屬層和MIM中的至少一個上的至少一個蝕刻停止層具有選擇性，所述MIM具有至少上板、MIM介質(zhì)以及下板。28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述厚布線結(jié)構(gòu)的厚度為約3.5微米或更大。29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，還包括進行權(quán)利要求1的步驟用于制造集成電路芯片。30.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，還包括形成所述MIM電容器，其包括等效于濺射去除的小于10納米氧化物的MIM頂板的'減射清潔去除，以便不會完全蝕刻所迷過孔通過所述上板并且所述過孔不與所述MIM介質(zhì)接觸。31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述至少一個蝕刻停止層是第一蝕刻停止層和第二蝕刻停止層，所述第一蝕刻停止層^皮形成在所述下金屬層之上，以及所述第二蝕刻停止層^皮形成在所述MIM電容器的表面上并具有大于所述第一蝕刻停止層的高度的高度。32.—種厚布線結(jié)構(gòu)，包括鑲嵌銅布線，形成在第一介質(zhì)層中；蝕刻停止層，其覆蓋所述鑲嵌銅布線；第二介質(zhì)層，在所述蝕刻停止層上；第二蝕刻停止層，在所述第二介質(zhì)層上；第三介質(zhì)層，在所述蝕刻停止層上；過孔，高度為約1.5微米或更大，通過所述第一、第二以及第三介質(zhì)層并接觸所述鑲嵌銅布線；以及槽，高度為約2微米或者更大，鄰近所述第二蝕刻停止層并基本上軸向?qū)仕鲞^孔，具有大于所述過孔的寬度。33.根據(jù)權(quán)利要求32的結(jié)構(gòu)，還包括嵌入在所述氧化物層中的MIM電容器和在所述MIM電容器之上形成的蝕刻停止層。所述過孔對準并延伸到在所述MIM電容器之上形成的所述蝕刻停止層，所述槽軸向?qū)试谒鯩IM電容器之上形成的所述過孔并停止在所述第二蝕刻停止層附近。34.根據(jù)權(quán)利要求32的結(jié)構(gòu)，其中介質(zhì)疊層的高度約5.5pm,具有高度約3.5jim的布線，以及所述過孔具有約1.2nm的最小寬度。35.—種厚布線結(jié)構(gòu)，包括下布線，其纟皮形成在FSG(氟摻雜的硅酸鹽玻璃)介質(zhì)材料中；第一氮化物帽層，覆蓋所述下布線；層間層，形成在所述第一氮化物帽層上；MIM電容器，嵌入在所述層間層的一部分中；MIM蝕刻停止帽層，形成在所述MIM電容器上，所述MIM蝕刻停止層的厚度大于所述第一氮化物帽的厚度；第二氮化物帽層，形成在所述層間層上；FSG介質(zhì)層，形成在所述第二氮化物帽上；過孔，對準所述下布線和所述MIM電容器中的至少一個，延伸到接近所述mim氮化物帽層和所述第一氮化物帽層；以及槽，基本上軸向?qū)仕鲞^孔并具有大于所述過孔的寬度，并延伸到所述第二氮化物帽層。36.根據(jù)權(quán)利要求35的結(jié)構(gòu)，其中所述MIM電容器包括難熔金屬或者合金，其包括W、WN、TiN、Ta、TaN以及TiSiN中的至少一種。全文摘要一種方法和半導體器件。在所述方法中，在疊層結(jié)構(gòu)中蝕刻至少一個部分過孔(26)，并在所述至少一個部分過孔(26)周圍形成邊界(32)。所述方法還包括當繼續(xù)過孔蝕刻到至少一個蝕刻停止層(22)時，使用選擇性蝕刻實施厚布線。文檔編號H01L23/48GK101366116SQ200780002151公開日2009年2月11日申請日期2007年1月19日優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日發(fā)明者A·K·斯坦珀,D·D·庫爾鮑,K·E·唐斯,P·J·林德格倫申請人:國際商業(yè)機器公司