用于半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)及其制造方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種互連結(jié)構(gòu)包括：下伏層，包括下互連件；以及層間介電層，其內(nèi)包括接觸孔和溝槽。接觸孔暴露下互連件的一部分，溝槽沿著第一方向延伸以連接到接觸孔。接觸塞延伸通過(guò)層間介電層中的接觸孔，上互連線在層間介電層的溝槽中延伸并且連接到接觸塞。接觸塞包括相對(duì)于下伏層分別以第一角度和第二角度傾斜的下側(cè)壁和上側(cè)壁，第二角度小于第一角度。還討論了相關(guān)器件和制造方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)及其制造方法和半導(dǎo)體器件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年I月29日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2013-0010018號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，具體地，涉及用于半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0004]由于半導(dǎo)體器件的小尺寸、多功能性和/或低成本特性，使得半導(dǎo)體器件成為電子產(chǎn)業(yè)中的重要元件。半導(dǎo)體器件可以包括若干單元組件(例如，MOS晶體管、電阻器、電容器和/或互連線)。單元組件可以包括各種圖案(例如，導(dǎo)線、摻雜區(qū)、器件隔離圖案、孔和/或電極)。
[0005]然而，隨著半導(dǎo)體器件的集成度提高，在制造半導(dǎo)體器件時(shí)會(huì)出現(xiàn)若干技術(shù)問(wèn)題。例如，隨著圖案的密度和/或高度的增加，在執(zhí)行光刻工藝和/或蝕刻工藝時(shí)的困難會(huì)增大(例如，工藝余量減小)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例提供了用于半導(dǎo)體器件的高度可靠的互連結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明構(gòu)思的其它示例實(shí)施例提供了形成用于半導(dǎo)體器件的高度可靠的互連結(jié)構(gòu)的方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種互連結(jié)構(gòu)包括:基板；層間介電層，在基板上；導(dǎo)電塞，穿過(guò)層間介電層延伸到基板。導(dǎo)電塞包括相對(duì)于基板的表面具有不同傾斜角度的上側(cè)壁部分和下側(cè)壁部分。在層間介電層上的導(dǎo)線以背對(duì)基板的方式與導(dǎo)電塞接觸。
[0009]在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞的下側(cè)壁部分和上側(cè)壁部分可以相對(duì)于基板的表面分別以第一角度和第二角度傾斜，其中，第二角度小于第一角度。
[0010]在一些$例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞的與導(dǎo)電塞的上側(cè)壁部分相鄰的上部部分的橫截面積可以大于導(dǎo)電塞的與導(dǎo)電塞的下側(cè)壁部分相鄰的下部部分的橫截面積。
[0011 ] 在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞的上部部分沿著第一方向的尺寸可以大于導(dǎo)電塞的上部部分沿著垂直于第一方向的第二方向的尺寸，其中，導(dǎo)線在第一方向上延伸。
[0012]在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞的下部部分可以具有基本上圓形的橫截面，導(dǎo)電塞的上部部分可以具有橢圓形的橫截面。
[0013]在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞的在導(dǎo)電塞的上部部分和下部部分之間的彎曲部分的橫截面積可以大于導(dǎo)電塞的上部部分的橫截面積。
[0014]在一些示例實(shí)施例中，層間介電層可以包括至少兩個(gè)介電層。導(dǎo)線可以與至少兩個(gè)介電層之間的界面分隔開(kāi)或者以其它方式分開(kāi)。[0015]在一些示例實(shí)施例中，基板可以包括單元區(qū)和外圍電路區(qū)，單元區(qū)上包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，外圍電路區(qū)上包括導(dǎo)電塞。導(dǎo)電塞可以遠(yuǎn)離基板延伸超過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件。
[0016]在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞可以包括沿著接觸孔的側(cè)壁的第一阻擋金屬層，接觸孔穿過(guò)層間介電層延伸到基板，導(dǎo)線可以包括沿著溝槽的側(cè)壁的第二阻擋金屬層，溝槽在層間介電層中與基板相對(duì)。第二阻擋金屬層可以沿著溝槽的底面的至少一部分直接在第一阻擋金屬層上。
[0017]在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)電塞還可以包括第一金屬層，第一金屬層與溝槽的底面共平面或者被限制在 溝道的底面下方。導(dǎo)線可以包括與第一金屬層不同的第二金屬層。
[0018]在一些示例實(shí)施例中，接觸孔可以具有大約1:2至1:10的高寬比。
[0019]在一些示例實(shí)施例中，導(dǎo)線可以包括電荷遷移率比導(dǎo)電塞的電荷遷移率高的金屬。
[0020]在一些示例實(shí)施例中，接觸孔可以包括犧牲材料，犧牲材料中包括碳。
[0021]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)可以包括:下伏層，包括下互連件；層間介電層，包括接觸孔和溝槽，接觸孔暴露下互連件的一部分，溝槽沿著第一方向延伸以連接到接觸孔；接觸塞，設(shè)置在層間介電層的接觸孔中；上互連線，設(shè)置在層間介電層的溝槽中并且連接到接觸塞。在第一方向上，接觸塞可以包括相對(duì)于下伏層分別以第一角度和第二角度歪斜或傾斜的下側(cè)壁和上側(cè)壁，第二角度可以小于第一角度。
[0022]在一些示例實(shí)施例中，接觸塞可以具有在第一方向上的第一上部寬度和在第二方向上的第二上部寬度，第二方向可以垂直于第一方向，第一上部寬度可以大于第二上部寬度。
[0023]在一些示例實(shí)施例中，第二上部寬度可以小于溝槽的寬度。
[0024]在一些示例實(shí)施例中，接觸塞可以包括:第一阻擋金屬層，覆蓋接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面；第一金屬層，填充設(shè)置有第一阻擋金屬層的接觸孔。
[0025]在一些示例實(shí)施例中，上互連線可以包括:第二阻擋金屬層，覆蓋溝槽的內(nèi)壁；第二金屬層，填充設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽。第二阻擋金屬層可以在溝槽的側(cè)表面和底表面處與第一阻擋金屬層直接接觸。
[0026]在一些示例實(shí)施例中，接觸塞可以包括第一金屬材料，上互連線可以包括可與第一金屬材料不同的第二金屬材料。
[0027]在一些示例實(shí)施例中，接觸塞可以包括鎢，并且上互連線可以包括銅或銅合金。
[0028]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件可以包括:半導(dǎo)體基板，包括下互連件；層間介電層，包括接觸孔和溝槽，接觸孔暴露下互連件的一部分，溝槽沿著第一方向延伸以連接到接觸孔；第一阻擋金屬層，共形地覆蓋接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面?’第一金屬層，填充接觸孔的設(shè)置有第一阻擋金屬層的部分；第二阻擋金屬層，在溝槽的底表面和側(cè)表面處與第一阻擋金屬層直接接觸；第二金屬層，填充設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽。
[0029]在一些示例實(shí)施例中，接觸孔可以包括相對(duì)于下伏層分別以第一角度和第二角度歪斜的下側(cè)壁和上側(cè)壁，第二角度可以小于第一角度。
[0030]在一些示例實(shí)施例中，接觸孔具有在第一方向上的第一上部寬度和在第二方向上的第二上部寬度，第二方向可以垂直于第一方向，第一上部寬度可以大于第二上部寬度。
[0031]在一些示例實(shí)施例中，第二上部寬度可以小于溝槽的寬度。[0032]在一些示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體基板可以包括單元區(qū)和外圍電路區(qū)，單元區(qū)設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，外圍電路區(qū)設(shè)置有接觸孔和溝槽，層間介電層覆蓋單元區(qū)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件。接觸孔的高度可以大于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的高度。
[0033]在一些示例實(shí)施例中，第一金屬層可以包括鎢，第二金屬層可以包括銅或銅合金。
[0034]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法可以包括:形成包括下互連件的下伏層；在下伏層上形成層間介電層，以包括暴露下互連件的一部分的接觸孔和沿著第一方向延伸以連接到接觸孔的溝槽；在接觸孔中形成接觸塞，接觸塞包含第一金屬材料；形成設(shè)置在溝槽中并且連接到接觸塞的上互連線，上互連線包含第二金屬材料。接觸孔可以包括相對(duì)于下伏層分別以第一角度和第二角度歪斜或傾斜的下側(cè)壁和上側(cè)壁，第二角度可以小于第一角度。
[0035]在一些示例實(shí)施例中，接觸孔具有在第一方向上的第一上部寬度和在垂直于第一方向的第二方向上的第二上部寬度，第一上部寬度可以大于第二上部寬度。
[0036]在一些示例實(shí)施例中，形成層間介電層的步驟可以包括:在下伏層上形成絕緣層；形成接觸孔，以穿透絕緣層；形成犧牲層，以填充接觸孔；將層間介電層圖案化，以形成暴露犧牲層并且沿著第一方向延伸的溝槽；去除被溝槽暴露的犧牲層，以暴露接觸孔的內(nèi)表面。
[0037]在一些示例實(shí)施例中，形成溝槽的步驟可以包括使接觸孔在第一方向上的上部寬度增大。
[0038]在一些示例實(shí)施例中，形成接觸塞的步驟可以包括:形成第一阻擋金屬層，以共形地覆蓋接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面；形成第一金屬層，以填充設(shè)置有第一阻擋金屬層的接觸孔和溝槽；從溝槽去除第一金屬層的一部分，以通過(guò)溝槽的底表面和側(cè)表面暴露第一阻擋金屬層。
[0039]在一些示例實(shí)施例中，形成上互連線的步驟可以包括:形成第二阻擋金屬層，以在溝槽的底表面和側(cè)表面處與第一阻擋金屬層接觸；形成第二金屬層，以填充設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽。
[0040]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，一種形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法可以包括:在包括下互連件的下伏層上形成層間介電層；形成接觸孔，以通過(guò)層間介電層暴露下互連件的一部分；將層間介電層圖案化，以形成沿著第一方向延伸的溝槽，溝槽連接到接觸孔；在接觸孔中形成接觸塞，接觸塞包含第一金屬材料；形成設(shè)置在溝槽中并且連接到接觸塞的上互連線，上互連線包含第二金屬材料。形成溝槽的步驟可以包括使溝槽或接觸孔在第一方向上擴(kuò)張。
[0041]在一些示例實(shí)施例中，在形成溝槽之后，接觸孔具有相對(duì)于下伏層分別以第一角度和第二角度歪斜的下側(cè)壁和上側(cè)壁，第二角度可以小于第一角度。
[0042]在一些示例實(shí)施例中，在形成溝槽之后，接觸孔在第一方向上的上部寬度可以大于在垂直于第一方向的第二方向上的上部寬度。
[0043]在一些示例實(shí)施例中，形成溝槽的步驟可以包括:形成犧牲層，以填充接觸孔；各向異性地蝕刻犧牲層和層間介電層，以限定溝槽；去除被溝槽暴露的犧牲層，以暴露接觸孔的內(nèi)表面。
[0044]在一些示例實(shí)施例中，形成接觸塞的步驟可以包括:形成第一阻擋金屬層，以共形地覆蓋接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面；形成第一金屬層，以填充設(shè)置有第一阻擋金屬層的接觸孔并且通過(guò)溝槽的底表面暴露第一阻擋金屬層。
[0045]在一些示例實(shí)施例中，形成上互連線的步驟可以包括:形成第二阻擋金屬層，以通過(guò)溝槽的底表面和側(cè)表面接觸第一阻擋金屬層；形成第二金屬層，以填充設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽。
[0046]對(duì)于閱讀了下面的附圖和詳細(xì)描述的本領(lǐng)域的技術(shù)人員，根據(jù)一些實(shí)施例的其它方法和/或裝置將變得清楚。除了以上實(shí)施例的任意組合和全部組合之外，所有這種另外的實(shí)施例意圖被包括在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，受所附權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0047]根據(jù)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的簡(jiǎn)要描述，將更清楚地理解示例實(shí)施例。附圖代表如本文所描述的非限制性的示例實(shí)施例。
[0048]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0049]圖2至圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法的剖視圖。
[0050]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0051]圖10至圖16是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法的剖視圖。
[0052]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的平面圖。
[0053]圖18至圖25是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的方法的剖視圖。
[0054]應(yīng)該注意，這些圖意圖示出某些示例實(shí)施例中使用的方法、結(jié)構(gòu)和/或材料的一般特性，并且意圖補(bǔ)充下面提供的書(shū)面描述。然而，這些圖將不成比例并且不能精確地反映任何給定實(shí)施例的精確結(jié)構(gòu)或性能特性，并且不應(yīng)該被解釋為限定或限制示例實(shí)施例所涵蓋的值或性質(zhì)的范圍。例如，為了清晰起見(jiàn)，可能會(huì)減小或夸大分子、層、區(qū)域和/或結(jié)構(gòu)元件的相對(duì)厚度和定位。在各種圖中使用類(lèi)似或相同的參考標(biāo)號(hào)意圖指示存在類(lèi)似或相同的元件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0055]現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，在附圖中示出了示例實(shí)施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的實(shí)施例；相反地，提供這些實(shí)施例使得本發(fā)明將是徹底和完全的，并且將把示例實(shí)施例的構(gòu)思充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，夸大了層和區(qū)域的厚度。附圖中類(lèi)似的參考標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似的元件，因此將省略對(duì)其的描述。
[0056]將理解的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“連接”或“結(jié)合”到另一個(gè)元件時(shí)，該元件可以直接連接或結(jié)合到另一個(gè)元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)為“直接連接”或“直接結(jié)合”到另一個(gè)元件時(shí)，不存在中間元件。類(lèi)似的標(biāo)號(hào)始終表示類(lèi)似的元件。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意組合和全部組合。應(yīng)該以類(lèi)似方
式解釋用于描述元件或?qū)又g的關(guān)系的其它詞語(yǔ)(例如，“在......之間”與“直接
在......之間”、“相鄰”與“直接相鄰”、“在......上”與“直接在......上”)。
[0057]將理解的是，盡管在這里可以使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等來(lái)描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分應(yīng)該不受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)只是用來(lái)將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因此，在不脫離示例實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可被命名為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
[0058]為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)諸如“在......之下”、
“在......下方”、“下面”、“在......上方”、“上面”等來(lái)描述如圖中所示的一
個(gè)元件或特征與其它元件(一個(gè)或多個(gè))或特征(一個(gè)或多個(gè))的關(guān)系。將理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)意圖包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作時(shí)的不同方位。例如，如果在附圖中裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件隨后
將被定位為“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在......下方”可以
包括“在......上方”和“在......下方”這兩種方位。所述裝置可被另外定
位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它方位)，相應(yīng)地解釋這里使用的空間相對(duì)描述符。
[0059]這里使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意圖限制示例實(shí)施例。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式“一個(gè)(種)”和“所述(該)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，如果在這里使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”，則說(shuō)明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。
[0060]這里，參照作為示例實(shí)施例的理想化實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意性示圖的剖面示圖來(lái)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例。如此，將預(yù)料到由于例如制造技術(shù)和/或公差導(dǎo)致的示圖的形狀變化。因此，本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例不應(yīng)該被理解為限于這里示出的區(qū)域的特定形狀，而是將包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，被示出為矩形的注入?yún)^(qū)域可以在其邊緣具有倒圓或彎曲的特征和/或注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。同樣地，通過(guò)注入而形成的掩埋區(qū)可以導(dǎo)致掩埋區(qū)和穿過(guò)其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中有一些注入。因此，附圖中示出的區(qū)域本質(zhì)是示意性的，并且它們的形狀并不意圖示出器件的區(qū)域的實(shí)際形狀，而且不意圖限制示例實(shí)施例的范圍。
[0061]除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。進(jìn)一步將理解的是，除非這里明確定義，否則術(shù)語(yǔ)諸如在通用字典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的背景下它們的意思一致的意思，而不應(yīng)該以理想的或者過(guò)于正式的意義來(lái)解釋這些術(shù)語(yǔ)。
[0062]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2至圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法的剖視圖。具體地，圖2至圖8是沿著圖1中的Ι-I'線和ΙΙ-ΙI'線截取的剖視圖。
[0063]參照?qǐng)D1和圖2，可以在設(shè)置有下互連件20的下伏層10上形成具有接觸孔37的層間介電層33。
[0064]下伏層10可以包括半導(dǎo)體基板、設(shè)置在半導(dǎo)體基板上的半導(dǎo)體器件(例如，MOS晶體管、電容器和電阻器)和覆蓋半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)絕緣層。這里，半導(dǎo)體器件可以電連接到下互連件20。絕緣層可以包括低k介電材料，其介電常數(shù)小于氧化硅層的介電常數(shù)。在示例實(shí)施例中，這些絕緣層中的至少一個(gè)可以用作金屬間介電(MD)層。
[0065]下互連件20可以由一種或多種具有低電阻率的金屬材料形成?？梢酝ㄟ^(guò)將金屬層圖案化的工藝或鑲嵌工藝(damascene process)形成下互連件20。下互連件20中的每個(gè)可以包括阻擋金屬層21和金屬層23。阻擋金屬層21可以包括例如T1、Ta、Mo、TixNy、TaxNy、TixZry、TixZryNz、NbxNy、ZrxNy、WxNy、VxNy、HfxNy、MoxNy、RuxNy 和 / 或 TixSiyNz。金屬層 23可以包括例如鎢、銅和/或鋁。
[0066]層間介電層33可以被設(shè)置成具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。層間介電層33可以包括低k介電材料，其介電常數(shù)小于氧化硅層的介電常數(shù)，并且它可以用作金屬間介電(MD)層。例如，層間介電層33可以包括高密度等離子體(HDP)氧化物、原硅酸四乙酯(TE0S)、等離子體增強(qiáng)型TEOS (PE-TE0S)、03-TE0S、未摻雜硅酸鹽玻璃(USG)、硅酸磷玻璃(PSG)、硅酸硼玻璃(BSG)、硅酸硼磷玻璃(BPSG)、氟化硅酸鹽玻璃(FSG)、旋涂式玻璃(S0G)、東燃公司的硅氮烷(Tonen SilaZene, TOSZ)或它們的任何組合，或者可以由前述物質(zhì)或它們的任何組合形成。在一些實(shí)施例中，層間介電層33可以包括氮化硅、氮氧化硅和/或低k材料，或者可以由氮化硅、氮氧化硅和/或低k材料形成。
[0067]另外，可以在 下伏層10和層間介電層33之間形成蝕刻停止層31。例如，蝕刻停止層33可以包括SiN、SiON、SiC、SiCN、BN(氮化硼)或其任何組合，或者可以由前述物質(zhì)或它們的任何組合形成。可以使用等離子體增強(qiáng)型CVD(PECVD)、高密度等離子體CVD(HDP-CVD)、大氣壓CVD (APCVD)和/或旋涂工藝形成蝕刻停止層31和層間介電層33。
[0068]參照?qǐng)D1和圖2，接觸孔37可以被形成為穿透層間介電層33并且延伸通過(guò)層間介電層33,以暴露下互連件20的一部分。
[0069]形成接觸孔37的步驟可以包括在層間介電層33上形成第一掩模圖案35，然后，使用第一掩模圖案35作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻層間介電層33。第一掩模圖案35可以被形成為具有暴露層間介電層33的一部分的開(kāi)口。
[0070]盡管使用的是各向異性蝕刻工藝，但接觸孔37可以被形成為具有傾斜的或錐形的側(cè)壁。例如，接觸孔37的下部寬度可以小于接觸孔37的上部寬度。接觸孔37在平面圖中可以具有基本上圓形的剖面，并且可以具有大約1:2至1:10的高的高寬比。另外，在形成接觸孔37期間，蝕刻停止層31可以被過(guò)度蝕刻或者去除，以暴露下互連件20的頂表面。
[0071]在形成接觸孔37之后，可以執(zhí)行灰化工藝或濕式清潔工藝，以去除第一掩模圖案35。
[0072]參照?qǐng)D1和圖3，可以形成犧牲層41以填充接觸孔37?？梢允褂眯抗に囆纬蔂奚鼘?1，這樣可以使得能夠用犧牲層41填充具有高的高寬比的接觸孔37。犧牲層41可以由相對(duì)于層間介電層33具有蝕刻選擇性的材料形成。在示例實(shí)施例中，犧牲層41可以由主要成分是碳的材料形成。例如，犧牲層41可以由用碳和氫所制成的層或者用碳、氫和氧所制成的層形成。另外，犧牲層41可以由相對(duì)于犧牲層41的總重量為大約8(^七％至99￥七％的相對(duì)高的碳含量的層形成。在示例實(shí)施例中，犧牲層41可以由旋涂硬掩模(SOH)層或非晶碳層(ACL)形成。SOH層可以包括基于碳的SOH層或基于娃的SOH層。在其它不例實(shí)施例中，犧牲層41可以由光致抗蝕劑層或非晶硅層形成。
[0073]在示例實(shí)施例中，形成犧牲層41的步驟可以包括在具有接觸孔37的層間介電層33上涂覆犧牲層41，并且在大約100°C至500°C的溫度下將所得結(jié)構(gòu)焙燒大約30秒至300秒。另外，可以在不同溫度條件下執(zhí)行焙燒工藝至少兩次。
[0074]在形成犧牲層41之后，可以在層間介電層33上形成第二掩模圖案43，以形成溝槽。第二掩模圖案43可以被設(shè)置成具有線寬/間隔結(jié)構(gòu)(line-and-space structure)。例如，第二掩模圖案43可以包括在第一方向Dl上彼此分隔并且沿著垂直于第一方向Dl的第二方向D2延伸的線形圖案。另外，第二掩模圖案43可以被形成為暴露設(shè)置在接觸孔37中的犧牲層41的頂表面。
[0075]第二掩模圖案43可以由可以被用于蝕刻犧牲層41的蝕刻氣體蝕刻的材料形成。例如，第二掩模圖案43可以被形成為在蝕刻犧牲層41的工藝中具有大約1:1至1:2的蝕刻選擇率。這意味著，第二掩模圖案43和犧牲層41可以被一起蝕刻。在示例實(shí)施例中，第二掩模圖案43可以由光致抗蝕劑層、旋涂硬掩模(SOH)層或非晶碳層形成。
[0076]參照?qǐng)D1和圖4，第二掩模圖案43可以用于在層間介電層33中形成溝槽45。可以通過(guò)使用第二掩模圖案43作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻層間介電層33來(lái)形成溝槽45。溝槽45可以被形成為在第一方向Dl上彼此分隔并且沿著第二方向D2伸長(zhǎng)。在示例實(shí)施例中，層間介電層33可以包括多個(gè)絕緣層，并且在這種情況下，溝槽45可以形成在一個(gè)絕緣層中。例如，溝槽45可以按其底表面與堆疊的絕緣層之間的界面豎直地分隔開(kāi)這樣的方式形成。
[0077]在示例實(shí)施例中，在用于形成溝槽45的各向異性蝕刻工藝期間，第二掩模圖案43和犧牲層41會(huì)凹陷。例如，層間介電層33和犧牲層41可以被部分蝕刻以形成溝槽45，并且在各向異性蝕刻工藝期間，層間介電層33的與犧牲層41接觸的側(cè)壁可以沿著溝槽45的縱向方向或者沿著第二方向被蝕刻。形成溝槽45會(huì)導(dǎo)致接觸孔37的上部寬度(例如，在第二方向D2上)增大。例如，接觸孔37的上部可以在第二方向D2上擴(kuò)展，并且在平面圖中，接觸孔37中的每個(gè)可以成形為像橢圓一樣的形狀。換句話講，在平面圖中，擴(kuò)展的接觸孔37中的每個(gè)可以被形成為具有第一方向Dl上的上部寬度Wa和第二方向D2上的上部寬度Wb,并且第二方向D2上的上部寬度Wb可以大于第一方向Dl上的上部寬度Wa。另外,層間介電層33可以在溝槽45連接到接觸孔37的部分處具有歪斜或傾斜的側(cè)壁。例如，在形成溝槽45之后，接觸孔37可以被形成為具有相對(duì)于下伏層10以第一角度Θ I歪斜的下側(cè)壁37a和相對(duì)于下伏層10以第二角度Θ 2歪斜的上側(cè)壁37b。在示例實(shí)施例中，第二角度Θ 2可以小于第一角度Θ I。
[0078]接下來(lái)，在形成溝槽45之后，可以去除接觸孔37中的犧牲層41與第二掩模圖案43。在犧牲層41由SOH層或光致抗蝕劑層形成的情況下，可以通過(guò)使用氧、臭氧或紫外線的灰化工藝或者通過(guò)濕式清潔工藝去除犧牲層41。例如，在犧牲層41由SOH層形成的情況下，可以使用氟基蝕刻氣體和O2的混合物或者氟基蝕刻氣體、O2或Ar的混合物執(zhí)行去除犧牲層41的步驟。這里，氟基蝕刻氣體可以是C3F6、C4F6, C4F8和/或C5F8。在犧牲層41由非晶硅層形成的情況下，可以使用氯氣各向同性地執(zhí)行去除犧牲層41的步驟。第二掩模圖案43和犧牲層41可以具有類(lèi)似的蝕刻性質(zhì)，因此，可以在用于去除犧牲層41的灰化工藝或濕式清潔工藝中去除第二掩模圖案43。
[0079]參照?qǐng)D1和圖5，可以在接觸孔37和溝槽45的內(nèi)壁上共形地形成第一阻擋金屬層51。例如，第一阻擋金屬層51可以以均勻的厚度覆蓋接觸孔37和溝槽45的內(nèi)壁與層間介電層33的頂表面。第一阻擋金屬層51可以由能夠減少或防止設(shè)置在接觸孔37和溝槽45中的金屬材料擴(kuò)散到層間介電層33中的材料形成。例如，第一阻擋金屬層51可以由Ta、TaN, TaSiN, T1、TiN, TiSiN, W、WN或它們的任何組合形成。另外，第一阻擋金屬層51可以
具有大約5 A個(gè):50 A的厚度?？梢允褂没瘜W(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)或物理氣相
沉積(PVD)(例如，濺射)形成第一阻擋金屬層51。
[0080]接下來(lái)，可以形成第一金屬層53以填充設(shè)置有第一阻擋金屬層51的接觸孔37和溝槽45。在不例實(shí)施例中，第一金屬層53可以由(一種或多種)難熔金屬(例如，鈷、鈦、鎳、鎢和/或鑰)形成。另外，可以使用具有良好階梯覆蓋性質(zhì)的沉積工藝形成第一金屬層53。例如，使用化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)或物理氣相沉積(PVD)(例如，濺射)形成第一金屬層53。在其它實(shí)施例中，可以執(zhí)行電鍍工藝來(lái)形成填充接觸孔37的第一金屬層53。
[0081]在示例實(shí)施例中，第一金屬層53可以由具有相對(duì)高的熔點(diǎn)和低電阻的鎢形成?？梢允褂肅VD或ALD形成用于第一金屬層53的鎢層，以填充接觸孔37和溝槽45?？蛇x地，可以執(zhí)行電鍍工藝來(lái)形成填充接觸孔37和溝槽45的第一金屬層53。
[0082]當(dāng)在接觸孔37中沉積第一金屬層53時(shí)，在接觸孔37中可能形成縫或空隙。然而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，由于接觸孔37的上部寬度的增大，所以能夠抑制當(dāng)在接觸孔37中沉積第一金屬層53時(shí)出現(xiàn)空隙或縫。在不例實(shí)施例中，第一金屬層53可以被形成為完全填充設(shè)置有第一阻擋金屬層51的接觸孔37。
[0083]參照?qǐng)D1和圖6，可以從溝槽45去除第一金屬層53的一部分，以通過(guò)溝槽45的底表面暴露第一阻擋金屬層51。因此，可以分別在接觸孔37中形成導(dǎo)電金屬塞55。
[0084]例如，可以執(zhí)行各向異性蝕刻工藝，以從溝槽45去除第一金屬層53。在不例實(shí)施例中，可以執(zhí)行各向異性蝕刻工藝，以暴露溝槽45的底表面上的第一阻擋金屬層51。在示例實(shí)施例中，金屬塞55可以被形成為具有與溝槽45的底表面基本上共面或者比溝槽45的底表面低的頂表面。在第一金屬層53由鎢制成的情況下，可以使用利用氬氣的射頻(RF)蝕刻工藝來(lái)蝕刻第一金屬層53。在形成接觸塞50之后，可以執(zhí)行清潔工藝，以從溝槽45去除副產(chǎn)物。
[0085]在示例實(shí)施例中，由于接觸孔37被第一金屬層53完全填充，因此能夠減少或防止當(dāng)從溝槽45去除第一金屬層53的一部分時(shí)暴露接觸孔37中的空隙或縫。另外，由于接觸孔37具有增大的上部寬度，因此金屬塞55可以具有增大的上部區(qū)域。這樣使得能夠增大它和將在后續(xù)工藝中形成的上互連線之間的接觸面積。
[0086]參照?qǐng)D1和圖7，可以在溝槽45上共形地沉積第二阻擋金屬層61。第二阻擋金屬層61可以由能夠減少或防止設(shè)置在溝槽45中的金屬材料擴(kuò)散到層間介電層33中的材料形成。例如，第二阻擋金屬層61可以由Ta、TaN, TaSiN, T1、TiN, TiSiN, W、WN或它們的任
何組合形成。第二阻擋金屬層61可以具有大約5 A至50 A的厚度。可以使用化學(xué)氣相沉
積(CVD)、原子層沉積(ALD)和/或物理氣相沉積(PVD)(例如，濺射)形成第二阻擋金屬層61。
[0087]在示例實(shí)施例中，由于通過(guò)溝槽45的底表面暴露第一阻擋金屬層51，因此第二阻擋金屬層61可以在溝槽45的側(cè)表面和底表面處與第一阻擋金屬層51直接接觸。另外，第二阻擋金屬層61可以覆蓋接觸塞50的頂表面。
[0088]可以形成第二金屬層63以填充帶有第二阻擋金屬層61的溝槽45。第二金屬層63可以由與金屬塞55不同的金屬材料(例如，銅(Cu)或銅合金)形成。這里，銅合金可以是含有銅與 C、Ag、Co、Ta、In、Sn、Zn、Mn、T1、Mg、Cr、Ge、Sr、Pt、Mg、Al 和 / 或 Zr 的材料。
[0089]可以使用電鍍工藝或化學(xué)鍍工藝形成第二金屬層63。在使用電鍍工藝形成第二金屬層63的情況下，可以在第二阻擋金屬層61的表面上形成種子層。種子層可以有助于增加鍍層的均勻性并且用作初始成核位置。種子層可以由Cu、Au、Ag、Pt或Pd形成，并且可以根據(jù)鍍覆工藝和第二金屬層63改變用于種子層的材料。鍍覆工藝使得能夠形成從溝槽45的底部開(kāi)始填充的第二金屬層63。
[0090]參照?qǐng)D1和圖8，可以對(duì)第二金屬層63、第一阻擋金屬層51和第二阻擋金屬層61執(zhí)行平面化工藝，從而分別在溝槽45中形成上導(dǎo)電互連線60。作為平面化工藝的結(jié)果，可以暴露層間介電層33的頂表面。在示例實(shí)施例中，可以使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝執(zhí)行平面化工藝。
[0091]如圖1和圖8中所示，互連結(jié)構(gòu)可以包括下互連件20、上導(dǎo)電互連線60和將下互連件20電連接到上互連線60的導(dǎo)電接觸塞50。
[0092]在示例實(shí)施例中，接觸塞50可以包括覆蓋接觸孔37的內(nèi)壁的第一阻擋金屬層51和填充接觸孔37的金屬塞55。第一阻擋金屬層51可以從接觸孔37的內(nèi)壁延伸，以覆蓋溝槽45的側(cè)表面和底表面。金屬塞55可以具有與溝槽45的底表面基本上共面或者比溝槽45的底表面低的頂表面。
[0093]在示例實(shí)施例中，接觸塞50可以按其下部和上部相對(duì)于下伏層10具有不同側(cè)壁傾斜度的這種方式進(jìn)行制造。例如，接觸塞50可以包括相對(duì)于下伏層10以第一角度Θ1歪斜的下側(cè)壁37a和相對(duì)于下伏層10以第二角度Θ 2歪斜的上側(cè)壁37b，第二角度Θ 2可以小于第一角度Θ1。例如，接觸塞50的側(cè)壁輪廓可以具有轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在示例實(shí)施例中，接觸塞50可以按其在第二方向D2上的寬度隨著與上互連線60的距離減小而逐漸增大的這種方式形成。在平面圖中，接觸塞50可以具有第一方向Dl上的第一上部寬度Wa和第二方向D2上的第二上部寬度Wb，其中，第二上部寬度Wb可以大于第一上部寬度Wa。在示例實(shí)施例中，接觸塞50的第一上部寬度Wa可以小于上互連線60的寬度。接觸塞50的第二上部寬度Wb可以大于上互連線60的寬度。在接觸塞50具有增大的上部寬度的情況下，接觸塞50和上互連線60之間的接觸面積可以增大，因此互連結(jié)構(gòu)可以具有改善的電可靠性。
[0094]在示例實(shí)施例中，上互連線60可以包括覆蓋溝槽45的內(nèi)壁和接觸塞50的頂表面的第二阻擋金屬層61以 及填充溝槽45的第二金屬圖案65。第二阻擋金屬層61可以在溝槽45的底表面和側(cè)表面處與第一阻擋金屬層51直接接觸。第二金屬圖案65可以由與金屬塞55不同的金屬材料形成。例如，第二金屬圖案65可以由具有高電荷遷移率和低電阻的銅或銅合金形成。根據(jù)本實(shí)施例，溝槽45可以被第二金屬圖案65完全填充。這使得能夠減少或防止上互連線60的電特性因第二金屬圖案的65變薄而劣化。
[0095]在示例實(shí)施例中，上互連線60可以形成為單個(gè)絕緣層。例如，即使在層間介電層33包括多個(gè)堆疊絕緣層的情況下，上互連線60可以與堆疊絕緣層之間的界面分隔開(kāi)。因此，能夠減少或防止當(dāng)向上互連線60施加特定電壓(例如，電源電壓)時(shí)上互連線60的金屬材料沿著堆疊絕緣層之間的界面移動(dòng)。也就是，能夠減少或防止出現(xiàn)電短路的可能性。
[0096]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。圖10至圖16是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它示例實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法的剖視圖。例如，圖10至圖16是沿著圖9的Ι-1,線截取的剖視圖。
[0097]為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，可以用類(lèi)似或相同的參考標(biāo)號(hào)指示之前描述的元件，而不重復(fù)對(duì)其的重疊描述。根據(jù)本實(shí)施例，互連結(jié)構(gòu)可以包括具有彼此不同的寬度的上互連線60。
[0098]參照?qǐng)D9和圖10，可以在帶有下互連件20的下伏層10上形成具有接觸孔37的下層間介電層33。如在之前實(shí)施例中所描述的，下伏層10可以包括半導(dǎo)體基板和設(shè)置在半導(dǎo)體基板上的半導(dǎo)體器件(例如，MOS晶體管、電容器和電阻器)，半導(dǎo)體器件可以電連接到下互連件20。
[0099]如參照?qǐng)D2所描述的，在下層間介電層33中形成接觸孔37的步驟可以包括形成第一掩模圖案35并且使用第一掩模圖案35作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻下層間介電層
33?？梢栽谛纬山佑|孔37之后去除第一掩模圖案35。
[0100]接觸孔37可以被形成為暴露下互連件20的一部分，并且接觸孔37的位置可以根據(jù)半導(dǎo)體器件的互連設(shè)計(jì)而改變。在示例實(shí)施例中，接觸孔37中的每個(gè)可以被形成為具有大約1:5至1:20的高的高寬比。形成具有高的高寬比的接觸孔37會(huì)導(dǎo)致彎曲效應(yīng)(bowingeffect).例如，在針對(duì)下層間介電層33的各向異性蝕刻工藝期間，離子化蝕刻氣體可以被第一掩模圖案35散射并且集中在接觸孔37的內(nèi)部側(cè)壁的一部分上，從而導(dǎo)致彎曲效應(yīng)。下層間介電層33的厚度的增大或者接觸孔37的高寬比的增大會(huì)加劇彎曲效應(yīng)。例如，接觸孔37的高寬比越高，彎曲區(qū)域B越大。根據(jù)本實(shí)施例，接觸孔37的下部寬度可以小于接觸孔37的上部寬度，彎曲區(qū)域B處的接觸孔37的寬度可以大于接觸孔37的上部寬度和下部寬度二者。
[0101]彎曲區(qū)域B會(huì)導(dǎo)致當(dāng)在具有接觸孔37的結(jié)構(gòu)上沉積金屬材料時(shí)在接觸孔37中形成空隙或縫。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，在沉積金屬材料之前，可以執(zhí)行放大接觸孔37的上部的工藝，以抑制出現(xiàn)空隙或縫。
[0102]參照?qǐng)D11，在形成接觸孔37之后，可以形成犧牲層41來(lái)填充接觸孔37。如參照?qǐng)D3所描述的，犧牲層41可以由相對(duì)于下層間介電材料33具有蝕刻選擇性的材料形成?？梢允褂眯抗に囆纬蔂奚鼘?1，由此具有高的高寬比的接觸孔37可以被犧牲層41完全填充。在涂覆犧牲層41之后，可以對(duì)犧牲層41執(zhí)行平面化工藝，以暴露下層間介電層33的頂表面。
[0103]犧牲層41可以由例如旋涂硬掩模(SOH)層或非晶碳層(ACL)形成。SOH層可以包括碳基SOH層或硅基SOH層。在其它實(shí)施例中，犧牲層41可以由光致抗蝕劑層或非晶硅層形成。
[0104]接下來(lái)，如圖12中所示，可以在犧牲層41和下層間介電層33上形成上層間介電層39。上層間介電層39可以被形成為具有單層結(jié)構(gòu)或包括多個(gè)層的多層結(jié)構(gòu)。上層間介電層39可以比下層間介電層33薄。例如，上層間介電層39的厚度的范圍可以是下層間介電層33的厚度的大約1/2至大約1/5。[0105]接下來(lái)，可以在上層間介電層39上形成用于限定溝槽的第二掩模圖案43。第二掩模圖案43可以被形成為具有線寬/間隔結(jié)構(gòu)。例如，第二掩模圖案43可以包括在第一方向Dl上彼此分隔并且沿著第二方向D2伸長(zhǎng)的線形圖案。根據(jù)本實(shí)施例，第二掩模圖案43可以被形成為限定具有至少兩個(gè)不同寬度的線形開(kāi)口。
[0106]參照?qǐng)D9和圖13,可以使用第二掩模圖案43作為蝕刻掩模各向異性蝕刻上層間介電層39,以形成溝槽45。溝槽45可以在第一方向Dl上彼此分隔并且沿著第二方向D2伸長(zhǎng)。根據(jù)本實(shí)施例，溝槽45可以被形成為部分地暴露下層間介電層33的頂表面。例如，溝槽45的底表面可以由下層間介電層33的頂表面部分地限定。另外，根據(jù)本實(shí)施例，溝槽45可以具有兩個(gè)不同的寬度。例如，溝槽45中的至少一個(gè)(例如，寬溝槽)可以被形成為暴露多個(gè)犧牲層41的頂表面。
[0107]在用于形成溝槽45的各向異性蝕刻工藝期間，接觸孔37的犧牲層41接觸的側(cè)壁可以沿著溝槽45的縱向方向或第二方向D2被凹陷或蝕刻。對(duì)于寬溝槽，接觸孔37的與犧牲層41接觸的側(cè)壁可以在第一方向Dl上被凹陷或蝕刻。換句話講，接觸孔37可以具有改變的上側(cè)壁輪廓(例如，增大的上部寬度)。因此，接觸孔37相對(duì)于下伏層10的側(cè)壁傾斜度在接觸孔37的下部和上部之間會(huì)是不同的。例如，如參照?qǐng)D4所描述的，接觸孔37可以包括相對(duì)于下伏層10以第一角度歪斜的下側(cè)壁和相對(duì)于下伏層10以第二角度歪斜的上側(cè)壁，第二角度可以小于第一角度。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，在平面圖中，接觸孔37在第二方向D2上的上部寬度可以大于在第一方向Dl上的上部寬度。另外，接觸孔37在第二方向D2上的上部寬度可以大于接觸孔37的彎曲區(qū)域B的寬度。
[0108]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，溝槽45在第一方向Dl上的寬度可以大于接觸孔37的上部寬度的大約兩倍，并且在這種情況下，接觸孔37在第一方向Dl上的上部寬度可以隨著接觸孔37在第二方向D2上的上部寬度的增大而增大。
[0109]參照?qǐng)D14，可以在形成溝槽45之后，去除第二掩模圖案43和犧牲層41。例如，可以通過(guò)灰化工藝或濕式清潔工藝，基本上同時(shí)去除第二掩模圖案43和犧牲層41。
[0110]仍然參照?qǐng)D14，如參照?qǐng)D5所描述的，可以順序地形成第一阻擋金屬層51和第一金屬層53，以填充接觸孔37和溝槽45。第一阻擋金屬層51可以形成為以均勻的厚度覆蓋接觸孔37和溝槽45的內(nèi)壁和上層間介電層39的頂表面。在示例實(shí)施例中，第一阻擋金屬層51可以由Ta、TaN、TaSiN、T1、TiN、TiSiN、W、WN或它們的任何組合形成。第一阻擋金屬
層51可以具有大約5 A至50 A的厚度。第一金屬層53可以由(一種或多種)難熔金屬(例
如，鈷、鈦、鎳、鎢和/或鑰)形成。例如，第一金屬層53可以由具有相對(duì)高的熔點(diǎn)和低電阻的鎢形成?？梢允褂媚軌蛱峁┝己玫碾A梯覆蓋性質(zhì)的沉積工藝形成第一阻擋金屬層51和第一金屬層53。
[0111]參照?qǐng)D15，可以去除第一金屬層53的一部分，以形成定位在接觸孔37中的金屬塞55。如參照?qǐng)D6所描述的，可以對(duì)第一金屬層53執(zhí)行各向異性蝕刻工藝，以從溝槽45去除第一金屬層53?？梢砸恢眻?zhí)行各向異性蝕刻工藝,直到通過(guò)溝槽45的底表面暴露第一阻擋金屬層51為止。
[0112]參照?qǐng)D16，可以順序地形成第二阻擋金屬層61和第二金屬層63，以填充溝槽45并且覆蓋第一阻擋金屬層51。可以使用沉積工藝形成第二阻擋金屬層61，從而共形地覆蓋第一阻擋金屬層51和金屬塞55?？梢允褂缅兏补に囆纬傻诙饘賹?3,從而從底部向上地填充溝槽45。
[0113]如上所述，第二阻擋金屬層61可以在溝槽45的側(cè)面和底部與第一阻擋金屬層51直接接觸。第二阻擋金屬層61可以覆蓋金屬塞55的頂表面。在示例實(shí)施例中，第二阻擋金屬層61可以由Ta、TaN、TaSiN、T1、TiN、TiSiN、W、WN或它們的任何組合形成。
[0114]此后，可以對(duì)第二金屬層63執(zhí)行平面化工藝，以分別形成定位在溝槽45內(nèi)的上互連線60。
[0115]在下文中，將參照?qǐng)D17至圖25描述制造數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的方法?？梢詰?yīng)用如上所述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的形成互連結(jié)構(gòu)的方法來(lái)制造數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件。
[0116]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的平面圖。圖18至圖25是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的方法的剖視圖。具體地，圖18至圖25是沿著圖17中的Ι-1線和ΙΙ-Ι1線截取的剖視圖。
[0117]參照?qǐng)D17和圖18，半導(dǎo)體基板100可以包括將形成有存儲(chǔ)器單元的單元區(qū)A和將形成有控制存儲(chǔ)器單元的外圍電路的外圍電路區(qū)B。單元區(qū)A上的各存儲(chǔ)器單元可以包括選擇器件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件。例如，選擇器件可以是MOS晶體管或二極管。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件可以是電容器、可變電阻器等。可以在外圍電路區(qū)B上形成外圍電路TR (例如，匪OS晶體管和PMOS晶體管、二極管或電阻器)來(lái)控制存儲(chǔ)器單元。
[0118]在示例實(shí)施例中，可以在半導(dǎo)體基板100的單元區(qū)A上設(shè)置彼此交叉的字線WL和位線BL，并且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件中的每個(gè)可以形成在字線WL和位線BL之間的交叉處中的對(duì)應(yīng)交叉處。在示例實(shí)施例中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件可以包括電容器150或者可以是電容器150，電容器150包括下電極151、上電極155和置于上下電極之間的電介質(zhì)153。
[0119]例如，可以在半導(dǎo)體基板100的單元區(qū)A上形成器件隔離層101，以限定有源區(qū)ACTl。這里，有源區(qū)ACTl可以形成像條一樣的形狀，其縱軸與字線WL和位線BL成非垂直角度。
[0120]字線WL可以被設(shè)置成與有源區(qū)ACTl交叉。在示例實(shí)施例中，字線WL可以設(shè)置在從半導(dǎo)體基板100的單元區(qū)A的表面凹陷預(yù)定深度的凹陷區(qū)域中，使柵極絕緣層置于字線WL之間?？梢栽谟性磪^(qū)ACTl的處于各字線WL兩側(cè)的部分中形成源極/漏極區(qū)103。源極/漏極區(qū)103可以摻雜有雜質(zhì)。字線WL和源極/漏極區(qū)103可以構(gòu)成或限定形成在半導(dǎo)體基板100的單元區(qū)A上的多個(gè)MOS晶體管。
[0121]可以將位線BL設(shè)置在半導(dǎo)體基板100的單元區(qū)A上以與字線WL交叉。位線BL可以電連接到源極/漏極區(qū)103。
[0122]可以穿過(guò)覆蓋位線BL的第一層間介電層130形成接觸塞BC，以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件電連接到源極/漏極區(qū)103。在示例實(shí)施例中，接觸塞BC可以設(shè)置在有源區(qū)ACTl的處于位線BL兩側(cè)的部分上。形成接觸塞BC的步驟可以包括在第一層間介電層130中形成接觸孔以暴露源極/漏極區(qū)103，在第一層間介電層130上沉積導(dǎo)電層以填充接觸孔，然后將導(dǎo)電層平面化。接觸塞BC可以由摻雜的多晶硅層、金屬層、金屬氮化物層和/或金屬硅化物層形成。
[0123]在示例實(shí)施例中，可以分別在接觸塞BC上形成接觸焊盤(pán)142。接觸焊盤(pán)142可以二維布置在第一層間介電層130上，以增大電容器150的下電極和接觸塞BC之間的接觸面積。彼此相鄰設(shè)置的一對(duì)接觸焊盤(pán)142可以朝向相反的方向擴(kuò)展或者從置于其間的位線BL向外擴(kuò)展。
[0124]可以分別在接觸焊盤(pán)142上形成電容器150的下電極151。在形成下電極151之后，可以形成電介質(zhì)153而以共形的方式覆蓋下電極151，并且可以在電介質(zhì)153上形成上電極155。在示例實(shí)施例中，如圖18中所示，下電極151可以形成像柱子一樣的形狀。這里，下電極151的寬度從頂部到底部減小。例如，下電極151的下部寬度可以小于下電極151的上部寬度?？蛇x地，下電極151可以形成像圓柱體一樣的形狀，具有底部部分和從底部部分豎直地延伸的側(cè)壁部分，如圖25中所示。在示例實(shí)施例中，下電極151的底部部分和側(cè)壁部分可以具有基本上相同的厚度。
[0125]下電極151可以由金屬、金屬氮化物和/或金屬硅化物形成。例如，下電極151可以由一種或更多種難熔金屬(例如，鈷、鈦、鎳、鎢和/或鑰)形成。在其它實(shí)施例中，下電極
151可以由金屬氮化物(例如，氮化鈦(TiN)、氮化鈦硅(TiSiN)、氮化鈦鋁(TiAIN)、氮化鉭(TaN)、氮化鉭硅(TaSiN)、氮化鉭鋁(TaAlN)和/或氮化鎢(WN))形成。在其它實(shí)施例中，下電極151可以由貴金屬(例如，鉬(Pt)、釕(Ru)和/或銥(Ir))形成。在另外的其它實(shí)施例中，下電極151可以由導(dǎo)電貴金屬氧化物(例如，Pt0、Ru02或IrO2)和/或?qū)щ娧趸?例如，SRO (SrRuO3 )、BSRO ( (Ba, Sr) RuO3 )> CRO (CaRuO3)或 LSCo)形成。
[0126]電介質(zhì)153可以被形成為以基本上均勻的厚度覆蓋多個(gè)下電極151。電介質(zhì)153可以由從金屬氧化物(例如，HfO2, ZrO2, A1203、La203、Ta2O3和/或TiO2)和鈣鈦礦介電材料(例如，STO (SrTi03)、BST ( (Ba, Sr)Ti03)、BaTiO3> PZT 和 / 或 PLZT)組成的組中選擇的至
少一種形成。電介質(zhì)153可以具有大約50A至150A的厚度。
[0127]可以在電介質(zhì)153上形成上電極155,以覆蓋多個(gè)下電極151。上電極155可以被形成為填充設(shè)置有電介質(zhì)153的圓柱形下電極151的內(nèi)部空間。上電極155可以包括摻雜娃、金屬材料、金屬氮化物和/或金屬娃化物。例如，上電極155可以由一種或更多種難熔金屬(例如，鈷、鈦、鎳、鎢和/或鑰)形成。在其它實(shí)施例中，上電極155可以由金屬氮化物(例如，氮化鈦(TiN)、氮化鈦硅(TiSiN)、氮化鈦鋁(TiAIN)、氮化鉭(TaN)、氮化鉭硅(TaSiN)、氮化鉭鋁(TaAlN)和/或氮化鎢(WN))形成。在另外的其它實(shí)施例中，上電極155可以由貴金屬(例如，鉬(Pt)、釕(Ru)和/或銥(Ir))形成。在另外的其它實(shí)施例中，上電極155可以由導(dǎo)電貴金屬氧化物(例如，PtO, RuO2或IrO2)和/或?qū)щ娧趸?例如，SRO (SrRuO3)>BSRO ( (Ba, Sr) RuO3 )、CRO (CaRuO3)或 LSCo)形成。
[0128]接下來(lái)，參照?qǐng)D17和圖18，可以在半導(dǎo)體基板100的外圍電路區(qū)B上形成MOS晶體管TR。例如，在半導(dǎo)體基板100的外圍電路區(qū)B上，可以形成器件隔離層101以限定外圍有源區(qū)ACT2，并且可以形成柵電極GL以與外圍有源區(qū)ACT2交叉，并且可以在柵電極GL兩側(cè)的外圍有源區(qū)ACT2中形成雜質(zhì)區(qū)105。接觸塞可以連接到雜質(zhì)區(qū)105和柵電極GL。
[0129]第一層間介電層130可以從單元區(qū)A延伸以覆蓋外圍電路區(qū)B上的MOS晶體管TR0可以在第一層間介電層130上(例如，在外圍電路區(qū)B上)形成第二層間介電層161，并且可以在第二層間介電層161和接觸焊盤(pán)142之間插入蝕刻停止層145。第二層間介電層161可以被形成為與單元區(qū)A的上電極155的頂表面共面。可以形成第三層間介電層163以覆蓋單元區(qū)A的電容器150和外圍電路區(qū)B的第二層間介電層161。
[0130]第二層間介電層161和第三層間介電層163可以包括低k介電材料(例如，可流動(dòng)氧化物(F0X)、東燃公司的硅氮烷(T0SZ)、未摻雜的硅玻璃(USG)、硅酸硼玻璃(BSG)、硅酸磷玻璃(PSG)、硅酸硼磷玻璃(BPSG)、等離子體增強(qiáng)型原硅酸四乙酯(PETEOS)、氟化硅酸鹽玻璃(FSG)、高密度等離子體(HDP)氧化物、等離子增強(qiáng)型氧化物(PEOX)或它們的任何組合)。
[0131]由于電容器的電容與下電極151的面積成比例，因此為了在對(duì)下電極151的占據(jù)面積有限制(例如，當(dāng)受到下電極151的占據(jù)面積的限制時(shí))的情況下增大下電極151的面積，可以增大下電極151的厚度。這意味著，電容器150的電容的這種增大會(huì)導(dǎo)致下電極151的高寬比(高度/厚度與寬度之比)增大。另外，下電極151的厚度的這種增大會(huì)使得第二層間介電層161的厚度增大。因此，連接到MOS晶體管TR的互連結(jié)構(gòu)可以包括具有高的高寬比的接觸塞，從而通過(guò)相對(duì)厚的第二層間介電層161接觸晶體管TR。
[0132]參照?qǐng)D17和圖19，在單元區(qū)A和外圍電路區(qū)B上形成第三層間介電層163之后，可以在外圍電路區(qū)B上形成接觸孔165，以穿透并延伸通過(guò)第二層間介電層161和第三層間介電層163并且暴露接觸焊盤(pán)142。形成接觸孔165的步驟可以包括形成第一掩模圖案并且使用第一掩模圖案作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻第二層間介電層161，如參照?qǐng)D2所描述的。
[0133]根據(jù)本實(shí)施例，接觸孔165的厚度和寬度可以大于電容器150的厚度和寬度。接觸孔165可以被形成為具有大約1:5至1:20的高的高寬比。在接觸孔165具有高的高寬比的情況下，接觸孔165可以包括具有增大的內(nèi)部寬度的彎曲區(qū)域B，如參照?qǐng)D10所描述的。這里，在平面圖中，接觸孔165可以具有圓形形狀。
[0134]如圖25中所示，當(dāng)在外圍電路區(qū)B上形成接觸孔165時(shí)，可以在單元區(qū)A上形成接觸孔。就豎直厚度而言，單元區(qū)A上的接觸孔可以比外圍電路區(qū)B上的接觸孔165短。
[0135]參照?qǐng)D20，可以形成犧牲層171以填充接觸孔165。犧牲層171可以由相對(duì)于第二層間介電層161具有蝕刻選擇性的材料形成，如參照?qǐng)D3所描述的。犧牲層171可以使用旋涂工藝來(lái)形成，從而完全填充接觸孔165。此后，可以對(duì)犧牲層171執(zhí)行平面化工藝，以暴露第三層間介電層163的頂表面。
[0136]參照?qǐng)D21，可以在第三層間介電層163上形成第二掩模圖案173，以形成溝槽。如參照?qǐng)D3所描述的，第二掩模圖案173可以在第一方向Dl上彼此分隔并且沿著與第一方向Dl交叉的第二方向D2伸長(zhǎng)。第二掩模圖案可以被形成為暴露設(shè)置在接觸孔165中的犧牲層171的頂表面。
[0137]第二掩模圖案173可以由可以被用于蝕刻犧牲層171的蝕刻氣體蝕刻的材料形成。第二掩模圖案173可以被形成為在蝕刻犧牲層171的工藝中具有大約1:1至1:2的蝕刻選擇率。這意味著，第二掩模圖案173和犧牲層171可以被一起蝕刻。在示例實(shí)施例中，第二掩模圖案173可以由光致抗蝕劑層、旋涂硬掩模(SOH)層或非晶碳層形成。
[0138]參照?qǐng)D22，可以在第二層間介電層161中形成溝槽175。可以利用第二掩模圖案173執(zhí)行形成溝槽175的步驟。溝槽175可以如參照?qǐng)D4所描述的在第一方向Dl上彼此分隔開(kāi)特定間隔，并且各溝槽可以沿著第二方向D2或者垂直于第一方向Dl伸長(zhǎng)。在本實(shí)施例中，溝槽175的底表面可以位于電容器150的上電極155的頂表面上方。例如,溝槽175的底表面可以與第二層間介電層161和第三層間介電層163之間的界面分隔開(kāi)。
[0139]如上所述，在用于形成溝槽175的各向異性蝕刻工藝期間，第二層間介電層161和第三層間介電層163的與犧牲層171接觸的側(cè)壁可以沿著溝槽175的縱向方向或第二方向被凹陷或蝕刻。例如，在形成溝槽175的過(guò)程中，接觸孔165的在第二方向D2上的上部寬度會(huì)增大。換句話講，在形成溝槽175之后，在平面圖中，接觸孔165在第二方向D2上的上部寬度可以大于在第一方向Dl上的上部寬度。接觸孔165可以具有相對(duì)于下伏層10以第一角度歪斜的下側(cè)壁和相對(duì)于下伏層10以第二角度歪斜的上側(cè)壁。第二角度可以小于第
一角度。
[0140]此后，可以去除犧牲層171和第二掩模圖案173，以暴露接觸孔165和溝槽175的內(nèi)壁?？梢允褂没一に嚮驖袷角鍧嵐に嚾コ隣奚鼘?71和第二掩模圖案173。
[0141]參照?qǐng)D23，如參照?qǐng)D5和圖6所描述的，可以在接觸孔165的每個(gè)中形成第一阻擋金屬層181和金屬塞185。例如,第一阻擋金屬層181可以被形成為覆蓋接觸孔165的內(nèi)壁和溝槽175的內(nèi)壁，然后，可以形成第一金屬層以填充接觸孔165和溝槽175。第一金屬層可以包括鎢。此后，可以從溝槽175去除第一金屬層，以形成金屬塞185。因此，可以暴露溝槽175的底表面上的第一阻擋金屬層181。
[0142]參照?qǐng)D24，如參照?qǐng)D7所描述的，可以在溝槽175中順序地形成第二阻擋金屬層191和第二金屬層195。第二阻擋金屬層191可以在溝槽175的底表面和側(cè)表面處與第一阻擋金屬層181直接接觸。第二金屬層195可以包括與第一金屬層185不同的金屬材料(例如，銅或銅合金)。
[0143]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，互連結(jié)構(gòu)可以包括由彼此不同的材料形成或者包括彼此不同的材料的接觸塞和上互連線。這里，接觸塞的側(cè)壁可以被形成為就相對(duì)于下伏層的傾斜角度而言從頂部到底部是不同的。例如，在上互連線的延伸方向上，接觸塞的寬度可以隨著與上互連線的距離的減小而增大。因此，接觸塞和上互連線之間的接觸面積可以增大，這樣使得能夠改善互連結(jié)構(gòu)的電可靠性。
[0144]此外，上互連線可以與堆疊絕緣層之間的界面分隔開(kāi)。因此，可以防止當(dāng)向上互連線60施加預(yù)定電壓(例如，電源電壓)時(shí)上互連線中的金屬元件沿著堆疊的絕緣層之間的界面移動(dòng)。
[0145]雖然已經(jīng)具體地示出和描述了本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的變形。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)包括: 下伏層，包括下互連件； 層間介電層，包括接觸孔和溝槽，接觸孔暴露下互連件的一部分，溝槽沿著第一方向延伸以連接到接觸孔； 接觸塞，位于層間介電層的接觸孔中；以及 上互連線，位于層間介電層的溝槽中并且連接到接觸塞， 其中，在第一方向上，接觸塞包括相對(duì)于下伏層以第一角度傾斜的下側(cè)壁和以第二角度傾斜的上側(cè)壁，其中，第二角度小于第一角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，接觸塞具有在第一方向上的第一上部寬度和在垂直于第一方向的第二方向上的第二上部寬度，其中，第一上部寬度大于第二上部寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，第二上部寬度小于溝槽的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，接觸塞包括: 第一阻擋金屬層，位于接觸孔的表面和溝槽的內(nèi)表面上；以及 第一金屬層，在第一阻擋金屬層上位于接觸孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，上互連線包括: 第二阻擋金屬層，位于溝槽的側(cè)表面和底表面上；以及 第二金屬層，在第二阻擋金屬層上位于溝槽中， 其中，第二阻擋金屬層在溝槽的側(cè)表面和底表面處與第一阻擋金屬層直接接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，接觸塞包括第一金屬材料，上互連線包括與第一金屬材料不同的第二金屬材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，接觸塞包括鎢，其中，上互連線包括銅或銅I=1-Wl O
8.一種半導(dǎo)體器件 ，所述半導(dǎo)體器件包括: 半導(dǎo)體基板，包括下互連件； 層間介電層，包括接觸孔和溝槽，接觸孔暴露下互連件的一部分，溝槽沿著第一方向延伸以連接到接觸孔； 第一阻擋金屬層，位于接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面上； 第一金屬層，位于接觸孔的設(shè)置有第一阻擋金屬層的部分中； 第二阻擋金屬層，在溝槽的底表面和側(cè)表面處與第一阻擋金屬層直接接觸；以及 第二金屬層，位于設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，接觸孔包括相對(duì)于半導(dǎo)體基板的表面以第一角度傾斜的下側(cè)壁和以第二角度傾斜的和上側(cè)壁，其中，第二角度小于第一角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，接觸孔具有在第一方向上的第一上部寬度和在垂直于第一方向的第二方向上的第二上部寬度，其中，第一上部寬度大于第二上部覽度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二上部寬度小于溝槽的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，半導(dǎo)體基板包括單元區(qū)和外圍電路區(qū)，單元區(qū)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，外圍電路區(qū)包括所述接觸孔和所述溝槽，其中，層間介電層覆蓋單元區(qū)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件， 其中，接觸孔的高度大于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的高度。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一金屬層包括鎢，其中，第二金屬層包括銅或銅合金。
14.一種形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括下述步驟: 形成包括下互連件的下伏層； 在下伏層上形成層間介電層，以包括暴露下互連件的一部分的接觸孔和沿著第一方向延伸以連接到接觸孔的溝槽； 在接觸孔中形成接觸塞，接觸塞包括弟一金屬材料；以及 在溝槽中和接觸塞上形成上互連線，上互連線包括第二金屬材料， 其中，接觸孔包括相對(duì)于下伏層以第一角度傾斜的下側(cè)壁和以第二角度傾斜的上側(cè)壁，其中，第二角度小于第一角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，接觸孔具有在第一方向上的第一上部寬度和在垂直于第一方向的第二方向上的第二上部寬度，其中，第一上部寬度大于第二上部寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成層間介電層的步驟包括: 在下伏層上形成絕緣層； 形成接觸孔，以穿透絕緣層； 形成犧牲層，以填充接觸孔； 將層間介電層圖案化，以形成暴露犧牲層并且沿著第一方向延伸的溝槽；以及 去除被溝槽暴露的犧牲層，以暴露接觸孔的內(nèi)表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，形成溝槽的步驟包括使接觸孔在第一方向上的上部寬度增大。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成接觸塞的步驟包括: 在接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面上共形地形成第一阻擋金屬層； 形成第一金屬層，以填充設(shè)置有第一阻擋金屬層的接觸孔和溝槽；以及 從溝槽去除第一金屬層的一部分，以在溝槽的底表面和側(cè)表面處暴露第一阻擋金屬層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，形成上互連線的步驟包括: 形成第二阻擋金屬層，以在溝槽的底表面和側(cè)表面處接觸第一阻擋金屬層；以及 形成第二金屬層，以填充設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽。
20.一種形成半導(dǎo)體器件的互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括下述步驟: 在包括下互連件的下伏層上形成層間介電層； 形成接觸孔，以通過(guò)層間介電層暴露下互連件的一部分； 將層間介電層圖案化，以形成沿著第一方向延伸的溝槽，溝槽連接到接觸孔； 在接觸孔中形成接觸塞，接觸塞包括弟一金屬材料；以及 在溝槽中和接觸塞上形成上互連線，上互連線包括第二金屬材料， 其中，形成溝槽的步驟包括使接觸孔在第一方向上擴(kuò)張。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，在形成溝槽之后，接觸孔具有相對(duì)于下伏層以第一角度傾斜的下側(cè)壁和以第二角度傾斜的上側(cè)壁，第二角度小于第一角度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，在形成溝槽之后，接觸孔在第一方向上的上部寬度大于在垂直于第一方向的第二方向上的上部寬度。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，形成溝槽的步驟包括: 形成犧牲層，以填充接觸孔； 各向異性地蝕刻犧牲層和層間介電層，以限定溝槽；以及 去除被溝槽暴露的犧牲層，以暴露接觸孔的內(nèi)表面。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，形成接觸塞的步驟包括: 在接觸孔的內(nèi)表面和溝槽的內(nèi)表面上共形地形成第一阻擋金屬層；以及 形成第一金屬層，以填充設(shè)置有第一阻擋金屬層的接觸孔并且使第一阻擋金屬層暴露在溝槽的底表面處。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，形成上互連線的步驟包括: 形成第二阻擋金屬層，以在溝槽的底表面和側(cè)表面處接觸第一阻擋金屬層；以及 形成第二金屬層，以填充設(shè)置有第二阻擋金屬層的溝槽。
26.—種互連結(jié)構(gòu),所述互連結(jié)構(gòu)包括: 基板； 層間介電層，位于基板上； 導(dǎo)電塞，朝向基板延伸通過(guò)層間介電層，導(dǎo)電塞包括相對(duì)于基板的表面具有不同傾斜角度的上側(cè)壁部分和下側(cè)壁部分；以及 導(dǎo)線，位于層間介電層上并且以背對(duì)基板的方式與導(dǎo)電塞接觸。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞的下側(cè)壁部分和上側(cè)壁部分相對(duì)于基板的所述表面分別以第一角度和第二角度傾斜，其中，第二角度小于第一角度。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞的與導(dǎo)電塞的上側(cè)壁部分相鄰的上部部分的橫截面積大于導(dǎo)電塞的與導(dǎo)電塞的下側(cè)壁部分相鄰的下部部分的橫截面積。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞的上部部分沿著第一方向的尺寸大于導(dǎo)電塞的上部部分沿著垂直于第一方向的第二方向的尺寸，導(dǎo)線在第一方向上延伸。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞的下部部分具有基本上圓形的橫截面，其中，導(dǎo)電塞的上部部分具有橢圓形的橫截面。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞的在導(dǎo)電塞的上部部分和下部部分之間的彎曲部分的橫截面積大于導(dǎo)電塞的上部部分的橫截面積。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，層間介電層包括至少兩個(gè)介電層，其中，導(dǎo)線與至少兩個(gè)介電層之間的界面分隔開(kāi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，基板包括單元區(qū)和外圍電路區(qū)，單元區(qū)上包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，外圍電路區(qū)上包括導(dǎo)電塞，其中，導(dǎo)電塞遠(yuǎn)離基板延伸超過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞包括沿著接觸孔的側(cè)壁的第一阻擋金屬層，接觸孔穿過(guò)層間介電層延伸到基板，其中，導(dǎo)線包括沿著溝槽的側(cè)壁的第二阻擋金屬層，溝槽在層間介電層中與基板相對(duì)，其中，第二阻擋金屬層沿著溝槽的底面的至少一部分直接在第一阻擋金屬層上。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電塞還包括第一金屬層，第一金屬層與溝槽的底面共面或者被限制在溝道的底面下方，其中，導(dǎo)線包括與第一金屬層不同的第二金屬層。
36 .根據(jù)權(quán)利要求34所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，接觸孔具有1:2至1:10的高寬比。
37.根據(jù)權(quán)利要求26所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)線包括電荷遷移率比導(dǎo)電塞的電荷遷移率高的金屬。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK103972158SQ201310740175
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】姜旼聲 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社