亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的制作方法與工藝

文檔序號:11733340閱讀:165來源:國知局
半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的制作方法與工藝
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,更具體地涉及半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù):
半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速成長。IC材料和設(shè)計(jì)上的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生了多個IC時代,其中,每代都具有比前一代更小和更復(fù)雜的電路。然而,這些進(jìn)步增加了處理和制造IC的復(fù)雜性,對于將被實(shí)現(xiàn)的這些進(jìn)步,需要IC處理和制造的類似發(fā)展。在IC演進(jìn)的過程中,函數(shù)密度(即,每單位芯片面積的互連器件的數(shù)量)通常增加,而幾何尺寸(即,可以使用制造工藝制造的最小部件)減小。當(dāng)為了追求較高器件密度、較高性能以及較低成本,半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展到納米技術(shù)工藝節(jié)點(diǎn)時,來自制造和設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)導(dǎo)致多層(或三維)集成器件的發(fā)展。多層器件可以包括多個互連層,每個互連層都包括通過通孔與來自其他互連層的導(dǎo)線互連的一條或多條導(dǎo)線。然而,當(dāng)繼續(xù)按比例減小時,通孔變得越來越小,導(dǎo)線也越來越小。因此,形成到達(dá)來自不同互連層的它們的期望導(dǎo)線的通孔和該通孔與期望導(dǎo)線對準(zhǔn)變得更加具有挑戰(zhàn)性。從而,雖然現(xiàn)有多層器件和制造多層器件的方法通常適用于它們期望的目的,但是它們不在所有方面都完全令人滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷,根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種半導(dǎo)體器件,包括:第一導(dǎo)電部件;第一通孔,設(shè)置在所述第一導(dǎo)電部件上方并且電耦合至所述第一導(dǎo)電部件;第二通孔,設(shè)置在所述第一通孔上方并且電耦合至所述第一通孔,所述第二通孔不同于所述第一通孔;以及第二導(dǎo)電部件,設(shè)置在所述第二通孔上方并且電耦合至所述第二通孔。在該半導(dǎo)體器件中,所述半導(dǎo)體器件包含襯底和設(shè)置在所述襯底上方的互連結(jié)構(gòu),并且所述第一導(dǎo)電部件、所述第二導(dǎo)電部件、所述第一通孔以及所述第二通孔均位于所述互連結(jié)構(gòu)中。在該半導(dǎo)體器件中,所述第一導(dǎo)電部件是所述互連結(jié)構(gòu)的第一互連層中的互連線;所述第二導(dǎo)電部件是所述互連結(jié)構(gòu)中位于所述第一互連層上方的第二互連層中的互連線;并且沒有其他互連層位于所述第一互連層和所述第二互連層之間。在該半導(dǎo)體器件中,所述第一通孔和所述第二通孔相互未對準(zhǔn)。在該半導(dǎo)體器件中,所述第一通孔和所述第二通孔成形為不同形狀。在該半導(dǎo)體器件中,所述第一通孔和所述第二通孔中均具有近似梯形的形狀。該半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括:蝕刻停止層,設(shè)置在所述第一通孔和所述第二通孔之間的界面附近。在該半導(dǎo)體器件中,以下至少一個為真:從頂部觀看時,所述第一通孔延伸超過所述第一導(dǎo)電部件的邊界;以及從頂部觀看時,所述第二通孔延伸超過所述第二導(dǎo)電部件的邊界。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu),包括:第一金屬層,包含第一金屬線;介電層,位于所述第一金屬層上方,所述介電層包含電耦合至所述第一金屬線的第一子通孔和電耦合至所述第一子通孔的第二子通孔,所述第二子通孔不同于所述第一子通孔;以及第二金屬層,位于所述介電層上方,所述第二金屬層包含電耦合至所述第二子通孔的第二金屬線,其中,沒有其他金屬層位于所述第一金屬層和所述第二金屬層之間。在該半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)中,所述半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)位于包含微電子部件的襯底上方,并且所述互連結(jié)構(gòu)被配置成提供到達(dá)至少一些所述微電子部件的電通路。在該半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)中,所述第一子通孔和所述第二子通孔的位置相互偏移。在該半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)中,所述第一子通孔和所述第二子通孔具有不同的幾何形狀。該半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括:蝕刻停止層,位于所述第一子通孔和所述第二子通孔之間的界面附近并且環(huán)繞所述界面。在該半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)中,從頂部觀看時,所述第一金屬線沒有包圍所述第一子通孔,或者所述第二金屬線沒有包圍所述第二子通孔。根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了一種方法,包括:在襯底上方形成第一互連層,所述第一互連層包含第一互連部件;在所述第一互連部件上方形成第一導(dǎo)電通孔,所述第一導(dǎo)電通孔電耦合至所述第一互連部件;在所述第一導(dǎo)電通孔上方形成第二導(dǎo)電通孔,所述第二導(dǎo)電通孔電耦合至所述第一導(dǎo)電通孔;以及在所述第二導(dǎo)電通孔上方形成第二互連層,所述第二互連層包含電耦合至所述第二導(dǎo)電通孔的第二互連部件。在該方法中,所述第二導(dǎo)電通孔和所述第二互連部件中的每個都通過單鑲嵌工藝單獨(dú)形成。在該方法中,所述第二導(dǎo)電通孔和所述第二互連部件通過雙鑲嵌工藝一起形成。在該方法中,實(shí)施形成所述第一導(dǎo)電通孔和形成所述第二導(dǎo)電通孔,使得所述第一導(dǎo)電通孔和所述第二導(dǎo)電通孔相互橫向偏移。在該方法中,實(shí)施形成所述第一導(dǎo)電通孔和形成所述第二導(dǎo)電通孔,使得所述第一導(dǎo)電通孔和所述第二導(dǎo)電通孔具有不同的幾何形狀。在該方法中,所述第一互連層和所述第二互連層是其間沒有其他互連層的相鄰互連層。附圖說明當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時,通過以下詳細(xì)描述更好地理解本發(fā)明的多個方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐,多種部件沒有按比例繪制。實(shí)際上,為了論述清楚起見,多種部件的尺寸可以任意增加或減小。圖1至圖9是根據(jù)本發(fā)明的多個方面的處于各個制造階段的半導(dǎo)體器件的示意性部分橫截面?zhèn)纫晥D。圖10至圖13是根據(jù)本發(fā)明的多個方面的半導(dǎo)體器件的示意性部分俯視圖。圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的多個方面的制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。具體實(shí)施方式應(yīng)該理解,以下發(fā)明提供用于實(shí)現(xiàn)多個實(shí)施例的不同部件的多個不同實(shí)施例或?qū)嵗?。以下描述部件和布置的特定?shí)例,以簡化本發(fā)明。當(dāng)然,這些僅是實(shí)例并不用于限制。例如,以下說明中的第一部件形成在第二部件上方或上可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實(shí)施例,并且還可以包括附加部件可以形成在第一部件和第二部件之間,使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。另外,本發(fā)明可以在多種實(shí)例中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的,并且其本身并沒有指定所論述的多種實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系?,F(xiàn)在半導(dǎo)體器件可以利用互連結(jié)構(gòu)以在半導(dǎo)體晶圓上的多種元件和部件之間實(shí)施電布線,并且建立與外部器件的電連接。例如,互連結(jié)構(gòu)可以包括多個圖案化的介電層和互連的導(dǎo)電層。這些互連導(dǎo)電層提供電路、輸入/輸出以及形成在半導(dǎo)體襯底中的多種摻雜部件之間的互連件(例如,布線)。更詳細(xì)地,互連結(jié)構(gòu)可以包括多個互連層,還稱為金屬層(例如,M1、M2、M3等)。每個互連層都包括多個互連部件,還稱為金屬線?;ミB結(jié)構(gòu)的層間介電層(ILD)提供金屬線之間的隔離件。互連結(jié)構(gòu)還可以包括提供來自不同互連層的金屬線之間的電連接的多個通孔/接觸件。例如,通孔可以垂直延伸,并且從而允許來自M1層的金屬線電連接至來自M2層的另一條金屬線。隨著半導(dǎo)體器件制造技術(shù)繼續(xù)發(fā)展,半導(dǎo)體器件上的多種部件的尺寸變得越來越小,包括通孔和金屬線的尺寸。這導(dǎo)致制造挑戰(zhàn)。圖1示出一些制造挑戰(zhàn)的示例性說明,其是互連結(jié)構(gòu)100的一部分的簡化橫截面?zhèn)纫晥D?;ミB結(jié)構(gòu)100包括屬于不同互連層的多條金屬線。例如,互連結(jié)構(gòu)100包括屬于一個互連層的金屬線110與111、以及屬于另一個互連層的金屬線120與121。互連結(jié)構(gòu)100還包括將金屬線110和121互連在一起的通孔130。換句話說,通孔130形成與金屬線110和121的界面(還稱為連接區(qū)域)140和141,并且分別通過這些界面140與141電偶會至金屬線110和121。隨著器件按比例減小工藝?yán)^續(xù),通孔130的尺寸也減小。因此,界面140與141變得更小。制造工藝改變還可能導(dǎo)致通孔130水平地“移動”其位置,從而制造甚至更小的界面140或141。有時,界面140與141中的一個(或兩個)可能完全消失,意味著通孔130不再電耦合至其期望的金屬線,從而導(dǎo)致電開路情況。這被認(rèn)為是可能導(dǎo)致器件故障的制造缺陷。即使界面140與141不完全消失,如果它們變得很小,仍然導(dǎo)致在界面處的過高電阻。一些現(xiàn)有技術(shù)試圖通過水平地放大通孔130來校正該“小界面/連接區(qū)域”問題。換句話說,通孔130被制造成比其原始設(shè)計(jì)寬很多(水平地),以確保與金屬線110和121的足夠大界面140與141。然而,該方法的缺陷在于,其可能導(dǎo)致不期望的電短路。例如,隨著通孔130的尺寸水平擴(kuò)大,則其可能與金屬線120或金屬線111物理接觸,這不意味著電耦合至通孔130。因此,作為放大通孔130的結(jié)果,可能發(fā)生通孔130和金屬線120和111之間的不期望電短路。從而,繼續(xù)尋找不存在上述這些問題的改進(jìn)互連結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的多個方面,公開了包含分開的子通孔的互連結(jié)構(gòu)。子通孔共同構(gòu)成電互連來自不同互連層的金屬線的互連機(jī)構(gòu)。換句話說,子通孔共同用作用于傳統(tǒng)單個通孔(例如,通孔130)的等同替換。以下更詳細(xì)地描述這種互連結(jié)構(gòu)的多個方面。圖2至圖9是根據(jù)本發(fā)明的多個方面的處于各個制造階段的半導(dǎo)體器件200(包括互連結(jié)構(gòu))的示意性部分橫截面?zhèn)纫晥D。應(yīng)該理解,為了更好地理解本發(fā)明的發(fā)明概念,簡化了圖2至圖9。因此,應(yīng)該注意,可以在圖2至圖9所示的工藝之前、期間和之后提供附加工藝,并且在本文中僅簡單地描述一些其他工藝。參考圖2,半導(dǎo)體器件200可以是半導(dǎo)體集成電路(IC)芯片、芯片上系統(tǒng)(SoC)或者它們的部分,其可以包括存儲電路;邏輯電路;高頻電路;圖像傳感器;以及多種無源器件和有源部件,諸如電阻器、電容器以及電感器、P溝道場效應(yīng)晶體管(pFET)、N溝道FET(nFET)、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、橫向擴(kuò)散MOS(LDMOS)晶體管、大功率MOS晶體管、鰭型場效應(yīng)晶體管(FinFET)或其他類型的晶體管。應(yīng)該注意,可以通過CMOS工藝流程制造半導(dǎo)體器件200的一些部件。半導(dǎo)體器件200包括襯底210。在所示的實(shí)施例中,襯底210是摻雜有諸如硼的P型摻雜劑的硅襯底。在另一個實(shí)施例中,襯底210是摻雜有砷或磷的N型摻雜劑的硅襯底。襯底可以可選地由以下材料制成:一些其他合適元素半導(dǎo)體材料,諸如藍(lán)寶石或鍺;合適化合物半導(dǎo)體,諸如碳化硅、砷化銦或磷化銦;或者合適合金半導(dǎo)體,諸如碳化硅鍺、砷磷化鎵或磷化銦鎵制成。而且,在一些實(shí)施例中,襯底210可以包括外延層(epi層),可以進(jìn)行應(yīng)變以用于性能增強(qiáng),并且可以包括絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。在襯底210中形成隔離結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中,隔離結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離(STI)器件。STI器件包含介電材料,其可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、摻氟硅酸鹽(FSG)和/或本領(lǐng)域中已知的低k介電材料。通過在襯底210中蝕刻溝槽并且然后用介電材料填充溝槽來形成STI器件。在其他實(shí)施例中,還可以代替(或者結(jié)合)STI器件形成深溝槽隔離(DTI)器件作為隔離結(jié)構(gòu)??蛇x地,可以實(shí)現(xiàn)通過現(xiàn)在已知或隨后開發(fā)的任何類型的方法形成的其他類型的隔離結(jié)構(gòu)。為了簡單起見,隔離結(jié)構(gòu)在本文中不是特定的。還在襯底中形成多個微電子部件。例如,可以通過一個或多個離子注入和/或擴(kuò)散工藝,在襯底210中形成FET晶體管器件的源極區(qū)和漏極區(qū)。為了簡單起見,本文中沒有具體示出這些微電子部件。在襯底210上方形成互連層220。互連層220還可以被稱為導(dǎo)電層或金屬層,這是因?yàn)槠浒鄺l金屬線,例如,金屬線230與231。金屬線230與231可以是鋁互連線或銅互連線,并且可以包括導(dǎo)電材料,諸如鋁、銅、鋁合金、銅合金、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、鎢、多晶硅、金屬硅化物或者它們的組合。金屬線230與231可以通過多個工藝形成,包括但不限于蝕刻、物理汽相沉積(PVD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)、濺射、電鍍、拋光等。在一些實(shí)施例中,如圖2所示,金屬線230與231中的每個在橫截面圖中都具有類似溝槽或梯形輪廓。例如,金屬線230與231的頂部寬于它們的底部??赡芡ㄟ^用于形成金屬線的制造工藝(例如由于蝕刻工藝)生成這種形狀。然而,在可選實(shí)施例中,金屬線230與231可以具有其他形狀,諸如,在橫截面圖中的更多矩形輪廓?;ミB層220還包含提供金屬線230與231之間的隔離的介電材料240(還稱為層間介電層或ILD)。介電材料240可以包括諸如氧化物材料的介電材料??蛇x地,介電材料240可以包括氮氧化硅、諸如摻氟硅玻璃(FSG)的低-k材料、摻碳氧化硅、黑金剛石(AppliedMaterialsofSantaClara,Califomia)、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳、聚對二甲苯、BCB(二苯并環(huán)丁烯)、SiLK(DowChemical,Midland,Michigan)、聚酰亞胺和/或其他合適材料。介電材料240可以通過任何合適工藝形成,包括CVD、PVD、濺射高密度等離子體CVD(HDP-CVD)、旋涂或其他合適方法。例如,CVD工藝可以使用包括六氯化二硅(HCD或Si2Cl6)、二氯甲硅烷(DCS或SiH2Cl2)、二(叔丁胺基)硅烷(BTBAS或C8H22N2Si)和乙硅烷(DS或Si2H6)的化學(xué)物質(zhì)。然后,在金屬線230與231和介電材料240上方形成蝕刻停止層250。蝕刻停止層250包含介電材料,例如,氧化物材料、氮化物材料、氮氧化物材料或其他合適材料。蝕刻停止層250可以通過例如,CVD、PVD、ALD、它們的組合的本領(lǐng)域中已知的沉積工藝或者其他合適工藝形成?,F(xiàn)在參考圖3,在蝕刻停止層250上方形成介電層260。介電層260包含不同于蝕刻停止層250的材料的介電材料。介電層260還可以通過例如CVD、PVD、ALD、它們的組合的本領(lǐng)域中已知的沉積工藝或者其他合適工藝形成。在介電層260中形成多個通孔。為了提供實(shí)例,本文中示出通孔270。通過在介電層260(以及層250)中蝕刻開口并且然后用諸如金屬的導(dǎo)電材料填充開口來形成通孔270。例如,導(dǎo)電材料可以包括鎢。在一些實(shí)施例中,通孔在橫截面圖中還可以具有類似于金屬線230與231的形狀的類似溝槽的梯形輪廓。在可選實(shí)施例中,通孔270還可以具有其他形狀,諸如,橫截面圖中的更多矩形輪廓。通孔270電耦合至金屬線230。例如,如圖3所示,通孔270的底面的至少一部分與金屬線230的頂面的至少一部分物理接觸,由此形成界面275。在形成通孔270之后,通過合適拋光工藝(例如,化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝)平坦化其上表面與介電層260。此后,在通孔270和介電層260的平坦化表面上形成蝕刻停止層280。在其他實(shí)施例中,蝕刻停止層280是任選的,并且可以形成或可以不形成?,F(xiàn)在參考圖4,在蝕刻停止層280上方形成介電層290。介電層290包含不同于蝕刻停止層280的材料的介電材料。介電材料290還可以通過例如CVD、PVD、ALD、它們的組合的本領(lǐng)域中已知的沉積工藝或其他合適工藝形成。在介電層260中形成多個通孔。為了提供實(shí)例的原因,在本文中示出了通孔300。通過在介電層290(以及層280)中蝕刻開口并且然后用諸如金屬的導(dǎo)電材料填充開口來形成通孔300。例如,導(dǎo)電材料可以包括鎢。在一些實(shí)施例中,通孔300在橫截面視圖中還具有類似于金屬線230與231的形狀的類似溝槽的梯形輪廓。在可選實(shí)施例中,通孔300還可以具有其他形狀,諸如,橫截面圖中的更多矩形輪廓。在圖4所示的實(shí)施例中,通孔300與通孔270基本上垂直對準(zhǔn)并且與其電耦合。例如,通孔300的底面的至少一部分與通孔270的頂面的至少一部分物理接觸,由此形成界面305。以此方式,通孔300電耦合至金屬線230(通過通孔270)??梢酝ㄟ^蝕刻停止層280圍繞或環(huán)繞界面305?,F(xiàn)在參考圖5,通過合適拋光工藝平坦化通孔300和介電層290的上表面。此后,在通孔300和介電層290的平坦化表面上形成蝕刻停止層310。在襯底210上方形成互連層320。互連層320還可以稱為導(dǎo)電層或金屬層,這是因?yàn)槠浒鄺l金屬線,例如金屬線330與331。金屬線330與331可以具有類似于金屬線230與231的材料成分,并且可以使用類似制造工藝形成。在一些實(shí)施例中,金屬線330與331中的每個都具有在橫截面圖中類似于金屬線230與231的類似溝槽或梯形輪廓。在可選實(shí)施例中,金屬線330與331還可以具有其他形狀,諸如,橫截面圖中的更多矩形輪廓?;ミB層320還包含圍繞金屬線330-331的介電材料340。金屬線331電耦合至通孔300。例如,金屬線331的底面的至少一部分與通孔300的頂面的至少一部分物理接觸,從而形成界面345。通過通孔300和270,金屬線230和331電耦合在一起。這通過傳統(tǒng)互連方案是不可能實(shí)現(xiàn)的。更詳細(xì)地,傳統(tǒng)互連結(jié)構(gòu)使用單個通孔連接來自相鄰互連層的金屬線(例如,來自M-1層和M-2層的金屬線)。如果兩條目標(biāo)金屬線相互水平偏移(諸如,金屬線230和331的情況),則單個通孔可以或不可以通過金屬線中的一條或兩條來實(shí)現(xiàn)足夠連接區(qū)域。如果這樣的通孔“錯過”任一條目標(biāo)金屬線,則將產(chǎn)生電開路情況,從而可以是器件缺陷。即使通孔沒有完全“錯過”目標(biāo)金屬線,實(shí)際連接區(qū)域可能仍然非常小(特別是隨著器件繼續(xù)按比例縮小),由此導(dǎo)致在連接區(qū)域處的不期望高電阻。另外,如果將通孔制造成更寬,以放大連接區(qū)域,則存在通孔可能與其他不期望金屬線電短路的風(fēng)險(xiǎn),從而也被認(rèn)為是缺陷。相比之下,本發(fā)明利用兩個通孔(或子通孔)實(shí)施來自相鄰互連層的金屬線之間的電耦合。例如,通孔270和300中的每個都可以被認(rèn)為是子通孔(并且此后稱為子通孔),并且通過子通孔270和300共同實(shí)現(xiàn)金屬線230和331(來自相鄰互連層220和320)之間的電耦合。該子通孔方法的一個優(yōu)點(diǎn)涉及,與傳統(tǒng)單個通孔相比,每個子通孔270或300都具有較小厚度或垂直深度的事實(shí)。因此,子通孔270或300可以具有很容易實(shí)現(xiàn)的縱橫比(被限定為通孔厚度和通孔寬度之間的比率),這是因?yàn)樽油?70和300的寬度可能保持與傳統(tǒng)單個通孔相同。換句話說,通孔270和300可以比傳統(tǒng)通孔更容易制造。另外,在傳統(tǒng)通孔和本文中的子通孔270和300的形狀都是梯形的情況下,通孔的底部隨著垂直深度或厚度增加而不斷更小。因此,對于傳統(tǒng)單個通孔來說,其底面可能非常小,并且因此通孔和位于其下的目標(biāo)金屬線之間的連接區(qū)域可能也很小,從而導(dǎo)致很難進(jìn)行連接和/或在連接區(qū)域處的過高電阻。這里,由于子通孔270比傳統(tǒng)單個通孔薄(例如,子通孔270可能約為傳統(tǒng)單個通孔的厚度的1/2),子通孔270的底面基本上大于傳統(tǒng)通孔的底面。換句話說,通孔270和金屬線230之間的連接區(qū)域或界面275可以基本上大于使用傳統(tǒng)單個通孔可能具有的連接區(qū)域或界面。圖6示出利用兩個子通孔270和300電互連來自不同互連層的金屬線的互連結(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例。為了清楚和一致起見,在圖2至圖6中,類似部件被標(biāo)記為相同的參考標(biāo)號?,F(xiàn)在參考圖6,子通孔300和270不垂直對準(zhǔn)而是相互水平移位或橫向偏移。例如,在圖中,子通孔270被定位成更向“左”,相反,子通孔300被定位成更向“右”。這是因?yàn)榻饘倬€230(子通孔230互連至其)設(shè)置在金屬線331(子通孔300互連至其)的左邊。換句話說,子通孔270和300之間的位移可能是分別與子通孔270和300互連的金屬線之間的相對位移的函數(shù)。因此,在其他實(shí)施例中,通孔300和270可以具有其他位置結(jié)構(gòu),例如,它們可以偏移不同量或方向。除了實(shí)現(xiàn)上述圖5的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)之外,圖6的實(shí)施例提供甚至更好的互連靈活性。例如,通過移動子通孔270和300,可以擴(kuò)大界面275和345。換句話說,通過向左移動子通孔270并且向右移動子通孔300,子通孔270和300現(xiàn)在分別與金屬線230和331具有更大接觸區(qū)域。這意味著界面275和345處的電阻減小。工藝窗口也變得更大,使得更容易確保期望電互連從而減少缺陷。此外,在金屬線(諸如,金屬線230和331)相對于相互經(jīng)過嚴(yán)重位置移動的情況下,以前不可能通過傳統(tǒng)單個通孔或者甚至通過位置對準(zhǔn)的子通孔電互連它們。然而,通過在圖6所示的實(shí)施例中移動子通孔,現(xiàn)在可能仍然電互連這些金屬線。上述實(shí)施例采用兩個子通孔(或兩層子通孔)實(shí)施來自鄰近互連層的金屬線之間的電互連。然而,應(yīng)該理解,在可選實(shí)施例中,可以使用任何其他數(shù)量的子通孔(或子通孔層)實(shí)施相同任務(wù)。例如,在不同實(shí)施例中可以使用三個子通孔(或三層子通孔),其中,每個子通孔都堆疊在另一個的頂部上。圖7示出互連結(jié)構(gòu)200的另一個實(shí)施例。在圖7所示的實(shí)施例中,再成形子通孔270和300。例如,它們比在圖5或圖6的實(shí)施例中的子通孔270和300更寬。圖7的實(shí)施例中的子通孔270和300還可以具有與圖5或圖6的實(shí)施例中的子通孔270和300不同的幾何形狀。因此,還可以擴(kuò)大界面275和345,從而使工藝窗口更大并且制造更容易。圖2至5所示的工藝流程采用“單鑲嵌”方法形成子通孔300和位于其上的互連層320。換句話說,包含子通孔300的層和互連層320單獨(dú)形成并且每個都通過單鑲嵌工藝形成。在以下描述的另一個實(shí)施例中,使用“雙鑲嵌”方法一起形成通孔300和互連層320。以下參考圖8至圖9論述該實(shí)施例。再次,為了一致和清楚起見,對于這些不同實(shí)施例,類似部件被標(biāo)記為相同的參考標(biāo)號。參考圖8,在襯底210上方形成包含金屬線230與231的互連層220。在互連層220上方形成蝕刻停止層250。在蝕刻停止層250上方形成介電層260,并且在介電層260中形成子通孔270。在介電層260上方任選地形成蝕刻停止層280。用于形成這些部件的工藝基本上與以上關(guān)于圖2至圖5的“單鑲嵌”實(shí)施例論述的那些工藝相同。現(xiàn)在參考圖9,在蝕刻停止層280上方形成介電層290。在介電層290上方形成蝕刻停止層310。然后,在蝕刻停止層310上方形成互連層320的介電材料340。此后,使用雙鑲嵌工藝一起形成子通孔300A和金屬線331A。雙鑲嵌工藝涉及在介電層290和介電材料340中蝕刻開口或溝槽。這種的溝槽包括較窄的下部和較寬的上部。在介電層290中設(shè)置較窄的下部,并且在互連層320的介電材料340中設(shè)置較寬的上部。此后,實(shí)施沉積工藝,以用諸如合適金屬的導(dǎo)電材料填充溝槽。因此,填充溝槽的下部的導(dǎo)電材料變?yōu)樽油?00A,并且填充溝槽的上部的導(dǎo)電材料變?yōu)榻饘倬€331A。然后,可以實(shí)施拋光工藝,以去除溝槽外面的多余材料。因此,雙鑲嵌工藝形成單個部件,其有效地包括子通孔300A以及金屬線331A。子通孔300A被形成為與子通孔270接觸(并且因此電耦合至子通孔270)。因此,金屬線331A仍然與金屬線230電互連。圖10至圖13是互連結(jié)構(gòu)的簡化俯視圖。提供這些附圖以幫助示出子通孔(諸如,子通孔270和300)的實(shí)現(xiàn)可以如何改進(jìn)制造工藝窗口。例如,如圖10的俯視圖所示,互連結(jié)構(gòu)400包括屬于Mx互連層的多條金屬線410、以及屬于Mx+1互連層的多條金屬線420。Mx+1互連層設(shè)置在Mx互連層上方。當(dāng)沒有其他互連層設(shè)置在它們之間時,Mx+1互連層和Mx互連層被認(rèn)為是緊鄰互連層。多個傳統(tǒng)單個通孔430設(shè)置在Mx和Mx+1互連層之間并且被配置成電互連來自這些互連層的相應(yīng)金屬線410和420。如上所述,可能存在單個通孔430本身不能電互連目標(biāo)金屬線410和420,或者至少不具有充足連接區(qū)域的情況。因此,本發(fā)明可以采用諸如圖10所示的一個的現(xiàn)有布局,并且對其進(jìn)行分解以將每一個單個通孔430劃分為多個子通孔。例如,圖11A包含通孔430的俯視圖布局。為了簡單和清楚的原因,在圖11A中沒有具體示出金屬線410和420。圖11A被分解為圖11B和圖11C。圖11B包含為底部一半子通孔的子通孔440的俯視圖布局,即,這些子通孔440類似于圖1至圖9的子通孔270。同時,圖11C包含為頂部一半子通孔的子通孔450的俯視圖布局,即,這些子通孔450類似于圖1至圖9的子通孔300?,F(xiàn)在,底部子通孔440僅需要與位于其下的目標(biāo)金屬線(即,圖10的金屬線410)的足夠的電接觸區(qū)域相關(guān)。底部子通孔440不需要與位于其上的目標(biāo)金屬線(即,圖10的金屬線420)的電接觸區(qū)域相關(guān),這是因?yàn)樽油?40不以任何方式與金屬線420接觸。類似地,頂部子通孔450僅需要與位于其上的目標(biāo)金屬線(即,圖10的金屬線420)的足夠的電接觸區(qū)域相關(guān)。頂部子通孔450不需要與位于其下的目標(biāo)金屬線(即,圖10的金屬線410)的電接觸區(qū)域相關(guān),這是因?yàn)樽油?50不以任何方式與金屬線410接觸。相比之下,要求單個通孔430與位于其下的目標(biāo)金屬線410和位于其上的目標(biāo)金屬線420接觸相關(guān)。以此方式,通過將單個通孔430劃分為兩層子通孔440和450來改進(jìn)工藝窗口?,F(xiàn)在參考圖12A至圖12C,其是用于分別用于形成單個通孔430和子通孔440和450的光掩模的俯視圖。換句話說,包含對應(yīng)于通孔430和子通孔440與450的圖案的光掩??梢杂糜谠诠饪坦に囍袌D案化和形成通孔和子通孔440與450。如上所述,因?yàn)樽油?40不再需要與金屬線420接觸,并且子通孔450不再需要與金屬線410接觸,所以可以使用一些侵略性方法(aggressiveapproaching)再成形或重配置子通孔440與450。通過傳統(tǒng)單個通孔430這些侵略性方法是不可能的。例如,可以在水平方向或垂直方向上放大子通孔440,以增強(qiáng)電連接區(qū)域。作為另一個實(shí)例,在子通孔450周圍可以配置多個印刷輔助部件460,使得可以響應(yīng)于輔助部件460重配置所制造的子通孔450的最終形狀。在不同實(shí)施例中,可以采用其他分辨率增強(qiáng)技術(shù)(RET),以控制子通孔450的幾何形狀和位置。圖13A至圖13C是進(jìn)一步示出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)的互連結(jié)構(gòu)的簡化俯視圖。圖13A是包含分別屬于不同互連層的金屬線510和520的互連結(jié)構(gòu)500一部分的俯視圖?;ミB層510和520通過單個通孔530電互連在一起。然而,圖13A所示的該布局可能違反設(shè)計(jì)規(guī)則。例如,設(shè)計(jì)規(guī)則可能指示,在俯視圖中,必須由其接觸的金屬線完全圍繞通孔。換句話說,通孔必須完全設(shè)置在與通孔接觸的金屬線內(nèi)。這可以被稱為“包圍約束”規(guī)則。可以實(shí)現(xiàn)該特定設(shè)計(jì)規(guī)則,以確保根據(jù)布局制造的通孔不會導(dǎo)致缺陷。換句話說,“包圍約束”規(guī)則允許足夠的工藝余量,使得即使工藝變化導(dǎo)致通孔530橫向偏離,其也不會完全錯過期望目標(biāo)金屬線。這里,通孔530的布置違反“包圍約束”規(guī)則,這是因?yàn)橥?30部分位于金屬線510和520之外。應(yīng)用本發(fā)明的概念,圖13A中的布局可以被分解為圖13B和13C中的布局。如上所述,通孔530至子通孔540和550的解構(gòu)(deconstruction)允許每個子通孔都集中于僅通過一條目標(biāo)金屬線制造足夠連接區(qū)域,這是因?yàn)槊總€子通孔都被配置成僅連接至一條金屬線。因此,可以在多個橫向方向上移動或控制子通孔540和550,并且不再需要遵守“包圍約束”設(shè)計(jì)規(guī)則。從而,設(shè)計(jì)和布局工程師可以做出更緊湊的設(shè)計(jì),以減小需要保存的有價值的資源的整體芯片區(qū)域。圖14是用于制造本發(fā)明的互連結(jié)構(gòu)的方法600的流程圖。方法600包括步驟610,其中,在襯底上方形成第一互連層。第一互連層包含第一互連部件。方法600包括步驟620,其中,在第一互連部件上形成第一導(dǎo)電通孔。第一導(dǎo)電通孔電耦合至第一互連部件。方法600包括步驟630,其中,在第一導(dǎo)電通孔上形成第二導(dǎo)電通孔。第二導(dǎo)電通孔電耦合至第一導(dǎo)電通孔。第一導(dǎo)電通孔和第二導(dǎo)電通孔可以相互橫向偏移,并且可以具有不同幾何形狀。方法600包括步驟640,其中,在第二導(dǎo)電通孔上方形成第二互連層。第二互連層包含電耦合至第二導(dǎo)電通孔的第二互連部件。第一互連層和第二互連層是其間不具有其他互連層的相鄰互連層。第二導(dǎo)電通孔和第二互連部件中的每一個可以通過單鑲嵌工藝單獨(dú)形成或者通過雙鑲嵌工藝一起形成?;谝陨险撌觯梢钥闯?,本發(fā)明的多種實(shí)施例提供優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該理解,不同實(shí)施例可以提供不同優(yōu)點(diǎn),并且本文中沒有論述所有優(yōu)點(diǎn),并且不是所有實(shí)施例都要求具備特定優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的特定實(shí)施例的其他優(yōu)點(diǎn)中的一個優(yōu)點(diǎn)在于,通過將單個通孔分解為兩個或更多子通孔,子通孔的縱橫比更容易實(shí)現(xiàn),從而使制造更容易。當(dāng)其具有梯形形狀時,特別對于底部子通孔來說,子通孔的緩和(relaxed)縱橫比還允許較大連接區(qū)域。較大連接區(qū)域意味著,通孔更容易形成與期望金屬線的電連接,并且連接區(qū)域處的電阻減小。另一個優(yōu)點(diǎn)在于,對于允許子通孔相互水平移位(即,橫向偏移)的那些實(shí)施例來說,子通孔的非對準(zhǔn)可以用于實(shí)施與相互具有大偏移量的金屬線的互連。換句話說,第一子通孔可以被放置為更接近第一金屬線,并且第二子通孔可以被放置為更接近第二金屬線。第一和第二通孔可以仍然相互接觸,并且第一金屬線和第二金屬線通過這種方式仍然電耦合在一起。相比之下,傳統(tǒng)單個通孔不能將第一金屬線和第二金屬線電耦合在一起。每個子通孔還可以被單獨(dú)設(shè)計(jì)和配置,以最大化與其對應(yīng)金屬線的其連接區(qū)域。換句話說,因?yàn)槊總€子通孔都僅與一條金屬線接觸,所以工藝窗口分散,從而減少制造缺陷并且增加產(chǎn)量??梢酝ㄟ^重新構(gòu)建通孔的形狀和位置,或者通過實(shí)現(xiàn)在子通孔周圍的輔助部件來進(jìn)行每個子通孔的重配置。本發(fā)明的又一個優(yōu)點(diǎn)在于,其可以允許回避特定設(shè)計(jì)規(guī)則。例如,現(xiàn)在可以回避“包圍約束”設(shè)計(jì)規(guī)則,這是因?yàn)槠洳辉傩枰_保足夠大的連接區(qū)域。本發(fā)明的一種寬泛形式涉及半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括:第一導(dǎo)電部件;第一通孔,設(shè)置在第一導(dǎo)電部件上方并且電耦合至其;第二通孔,設(shè)置在第一通孔上方并且電耦合至其,第二通孔不同于第一通孔;以及第二導(dǎo)電部件,設(shè)置在第二通孔上方并且電耦合至其。在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體器件包含襯底和設(shè)置在襯底上方的互連結(jié)構(gòu),并且其中,第一導(dǎo)電部件、第二導(dǎo)電部件、第一通孔以及第二通孔都位于互連結(jié)構(gòu)中。在一些實(shí)施例中,第一導(dǎo)電部件是互連結(jié)構(gòu)的第一互連層中的互連線;第二導(dǎo)電部件是第一互連層上方的互連結(jié)構(gòu)的第二互連層中的互連線;以及沒有其他互連層位于第一互連層和第二互連層之間。在一些實(shí)施例中,第一通孔和第二通孔相互未對準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中,不同地成形第一通孔和第二通孔。在一些實(shí)施例中,第一通孔和第二通孔中的每個都具有近似梯形在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括:蝕刻停止層,設(shè)置在第一通孔和第二通孔之間的界面附近。在一些實(shí)施例中,以下至少一個為真:從頂部觀看時,第一通孔延伸超過第一導(dǎo)電部件的邊界;以及從頂部觀看時,第二通孔延伸超過第二導(dǎo)電部件的邊界。本發(fā)明的另一種寬泛形式涉及半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)包括:第一金屬層,包含第一金屬線;介電層,位于第一金屬層上方,介電層包含電耦合至第一金屬線的第一子通孔和電耦合至第一子通孔的第二子通孔,第二子通孔不同于第一子通孔;以及第二金屬層,位于介電層上方,第二金屬層包含電耦合至第二子通孔的第二金屬線,其中,沒有其他金屬層位于第一金屬層和第二金屬層之間。在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)位于包含微電子部件的襯底上方,并且互連結(jié)構(gòu)被配置成提供到達(dá)微電子部件的至少一些的電通路。在一些實(shí)施例中,第一子通孔和第二子通孔在位置上相互移動。在一些實(shí)施例中,第一子通孔和第二子通孔具有不同幾何形狀。在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括:蝕刻停止層,位于第一子通孔和第二子通孔之間的界面附近并且環(huán)繞其。在一些實(shí)施例中,從頂部觀看時,沒有通過第一金屬線包圍第一子通孔,或者沒有通過第二金屬線包圍第二子通孔。本發(fā)明的又一種寬泛形式涉及制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括:在襯底上方形成第一互連層,第一互連層包含第一互連部件;在第一互連部件上方形成第一導(dǎo)電通孔,第一導(dǎo)電通孔電耦合至第一互連部件;在第一導(dǎo)電通孔上方形成第二導(dǎo)電通孔,第二導(dǎo)電通孔電耦合至第一導(dǎo)電通孔;并且在第二導(dǎo)電通孔上方形成第二互連層,第二互連層包含電耦合至第二導(dǎo)電通孔的第二互連部件。在一些實(shí)施例中,第二導(dǎo)電通孔和第二互連部件中的每一個都通過單鑲嵌工藝單獨(dú)形成。在一些實(shí)施例中,第二導(dǎo)電通孔和第二互連部件通過雙鑲嵌工藝一起形成。在一些實(shí)施例中,實(shí)施形成第一導(dǎo)電通孔和形成第二導(dǎo)電通孔,使得第一導(dǎo)電通孔和第二導(dǎo)電通孔相互橫向偏移。在一些實(shí)施例中,實(shí)施形成第一導(dǎo)電通孔和形成第二導(dǎo)電通孔,使得第一導(dǎo)電通孔和第二導(dǎo)電通孔具有不同幾何形狀。在一些實(shí)施例中,第一互連層和第二互連層是其間沒有其他互連層的相鄰互連層。以上概述了多個實(shí)施例的部件,使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解以下詳細(xì)說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)現(xiàn)與本文中介紹的實(shí)施例的相同目的和/或?qū)崿F(xiàn)與其相同優(yōu)點(diǎn)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到,這種等同結(jié)構(gòu)不脫離本發(fā)明的精神和范圍,并且他們可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,在本文中作出多種改變、替換和更改。
當(dāng)前第1頁1 2 3 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點(diǎn)贊!
1