半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体器件及其制造方法。蚀刻停止层形成在下布线上。层间绝缘膜覆盖下布线和蚀刻停止层。在层间绝缘膜中，通路暴露蚀刻停止层的上表面。第一填充物形成在通路中。第一填充物被蚀刻成第一填充物图案。第二填充物形成在第一填充物图案上并被蚀刻成第二填充物图案。沟槽通过蚀刻层间绝缘膜被形成。第一填充物图案和第二填充物图案在形成沟槽期间被蚀刻，以形成剩余填充物图案。剩余填充物图案和蚀刻停止层被去除，并且布线结构被形成为电连接到下布线。通路包括下部和上部，沟槽包括通路的上部。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法
本公开涉及半导体器件及其制造方法。
技术介绍
一些现代半导体器件使用铜互连。由于铜是比铝更好的电导体，因此使用铜的半导体可以更为有效，并且其使用所产生的不需要的热更少。然而，通常铜不像铝那样能通过光刻被蚀刻成期望的图案，因此可以使用称为双镶嵌的工艺来制造铜互连。根据该工艺，可以在半导体内蚀刻沟槽。然后铜被过量填充在沟槽中，然后半导体可以被平坦化以去除抬高超出沟槽的铜。在半导体双镶嵌工艺中，用于形成沟槽的蚀刻工艺会导致对下布线的损坏。为了防止这种情况，填充物形成在通路内。然而，如果填充物不够厚，则尽管存在填充物，但下布线仍会被损坏。然而，由于半导体加工设备的限制，难以通过单一工艺获得足够厚的填充物。
技术实现思路
一种制造半导体器件的方法包括形成下布线。蚀刻停止层形成在下布线上。层间绝缘膜被形成为覆盖下布线和蚀刻停止层。通路形成在层间绝缘膜中。通路暴露蚀刻停止层的上表面。第一填充物形成在通路中。第一填充物被蚀刻以形成第一填充物图案。第二填充物形成在通路内的第一填充物图案上。第二填充物被蚀刻以形成第二填充物图案。层间绝缘膜被蚀刻以形成沟槽。第一填充物图案和第二填充物图案在形成沟槽期间被蚀刻，以形成剩余填充物图案。剩余填充物图案和蚀刻停止层的在所述剩余填充物图案下方的部分被去除。布线结构形成在通路和沟槽内。布线结构电连接到下布线。通路包括下部和设置在下部上的上部。沟槽包括通路的上部。一种制造半导体器件的方法包括形成下布线。层间绝缘膜被形成为覆盖下布线。设置在下布线上的层间绝缘膜被蚀刻以形成通路。通路被填充以形成填充物图案。层间绝缘膜被蚀刻以形成连接到通路的沟槽。当形成沟槽时，填充物图案的一部分被蚀刻。填充物图案被去除。布线结构形成在通路和沟槽内。布线结构电连接到下布线。通路的侧壁包括接触沟槽的底表面的受损区和设置在受损区之下的未受损区。受损区的碳含量低于未受损区的碳含量。一种制造半导体器件的方法包括在层间绝缘膜内在不同深度处形成第一下布线和第二下布线。层间绝缘膜被蚀刻以分别在第一下布线和第二下布线上形成第一通路和第二通路。第一填充物图案和第二填充物图案分别被形成为填充第一通路和第二通路。层间绝缘膜被蚀刻以在第一通路上形成连接到的第一通路的第一沟槽，并且在第二通路上形成连接到第二通路的第二沟槽。第一布线结构被形成为填充第一通路和第一沟槽。第二布线结构被形成为填充第二通路和第二沟槽。形成第一填充物图案包括形成第一填充物n次以及回蚀刻第一填充物n次。形成第二填充物图案包括形成第二填充物n次以及回蚀刻第二填充物n次。这里，n是2或更大的自然数。附图说明对本公开及其许多附带方面的更完整的理解将随着其通过参照以下结合附图的详细描述变得更好理解而更容易地获得，附图中：图1是示出根据本公开的示例性实施方式的半导体器件的剖视图；图2是示出根据本公开的示例性实施方式的半导体器件的剖视图；图3是示出根据本公开的示例性实施方式的半导体器件的剖视图；图4是示出根据本公开的示例性实施方式的半导体器件的剖视图；图5至19是示出根据本公开的示例性实施方式的制造半导体器件的方法的中间步骤的视图；以及图20至25是示出根据本公开的示例性实施方式的制造半导体器件的方法的中间步骤的剖视图。具体实施方式在描述本公开的在附图中示出的示例性实施方式时，为了清楚起见采用了特定术语。然而，本公开不旨在限于如此选择的特定术语，并且将理解，每个特定元件包括以类似方式操作的所有技术等同物。现在将参照图1描述根据本公开的示例性实施方式的半导体器件。图1是示出根据本公开的示例性实施方式的半导体器件的剖视图。参照图1，半导体器件可以包括下层间绝缘膜100、第一下沟槽110、第一下阻挡图案120、第一下布线图案130、第一蚀刻停止层140、上层间绝缘膜150、第一通路160、沟槽Tr、第一布线结构500P、第一受损区300和未受损区400。下层间绝缘膜100可以包括第一下沟槽110。下层间绝缘膜100可以是用于使形成在第一下沟槽110中的第一下布线图案130与其它元件绝缘的结构。此外，其它元件可以形成在下层间绝缘膜100下方。这些元件可以是电连接到第一下布线图案130的半导体元件。例如，半导体元件可以包括晶体管。下层间绝缘膜100可以包括硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物和/或低介电常数材料。当下层间绝缘膜100包括低介电常数材料时，能减少第一下布线图案130与其它元件之间的耦合现象。低介电常数材料可以是例如具有中等高的碳和氢含量的硅氧化物，或者可以是诸如SiCOH的材料。因为碳包含在绝缘材料中，所以绝缘材料的介电常数被降低。为了进一步降低绝缘材料的介电常数，绝缘材料可以包括诸如填充有气体或空气的腔的孔。此外，低介电常数材料可以包括但不限于包括氟化原硅酸四乙酯(FTEOS)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、双苯并环丁烯(BCB)、四甲基原硅酸盐(TMOS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氧烷(HMDS)、三甲基硅烷硼酸酯(TMSB)、二乙酰氧基二叔丁基硅氧烷(DADBS)、三甲基硅烷磷酸盐(TMSP)、聚四氟乙烯(PTFE)、东燃硅氮烷(tonensilazen)(TOSZ)、氟化硅酸盐玻璃(FSG)、诸如聚环氧丙烷的聚酰亚胺纳米泡沫、碳掺杂硅氧化物(CDO)、有机硅酸盐玻璃(OSG)、SiLK、非晶氟化碳、二氧化硅气凝胶、二氧化硅干凝胶和/或介孔二氧化硅。下层间绝缘膜100可以使用例如化学气相沉积(CVD)、旋涂、等离子体增强CVD(PECVD)或高密度等离子体CVD(HDP-CVD)形成。第一下沟槽110可以形成在下层间绝缘膜100中。第一下沟槽110可以通过蚀刻下层间绝缘膜100形成。第一下沟槽110可以是填充有第一下阻挡图案120和第一下布线图案130的空间。因此，第一下沟槽110可以在第一下阻挡图案120和第一下布线图案130延伸的方向上延伸。第一下阻挡图案120可以沿着第一下沟槽110的底表面和侧表面形成。第一下阻挡图案120可以部分地填充第一下沟槽110。第一下阻挡图案120可以包括例如钽(Ta)、钽氮化物(TaN)、钛(Ti)、钛氮化物(TiN)、钌(Ru)、钴(Co)、镍(Ni)、镍硼(NiB)、钨氮化物(WN)、锆(Zr)、锆氮化物(ZrN)、钒(V)、钒氮化物(VN)、铌(Nb)和/或铌氮化物(NbN)。虽然第一下阻挡图案120被示出为单层，但是它可以包括多个层。第一下布线图案130可以形成在第一下阻挡图案120上。第一下布线图案130可以完全填充第一下沟槽110。因此，第一下沟槽110可以用第一下阻挡图案120和第一下布线图案130完全填充。第一下布线图案130可以包括导电材料。第一下布线图案130可以包括例如铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钴(Co)或这些材料的组合。第一蚀刻停止层140可以形成在第一下阻挡图案120和第一下布线图案130的暴露的上表面上。第一蚀刻停止层140也可以形成在下层间绝缘膜100的上表面上。然而，第一蚀刻停止层140可以备选地形成。例如，根据本公开的示例性实施方式的半导体器件的第一蚀刻停止层140可以仅形成在第一下阻挡图案120和第一下布线图案130上。第一蚀刻停止层140可以用作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成下布线；在所述下布线上形成蚀刻停止层；形成覆盖所述下布线和所述蚀刻停止层的层间绝缘膜；在所述层间绝缘膜中形成通路，所述通路暴露所述蚀刻停止层的上表面；在所述通路中形成第一填充物；蚀刻所述第一填充物以形成第一填充物图案；在所述通路内的所述第一填充物图案上形成第二填充物；蚀刻所述第二填充物以形成第二填充物图案；蚀刻所述层间绝缘膜以形成沟槽；在形成所述沟槽期间，蚀刻所述第一填充物图案和所述第二填充物图案，以形成剩余填充物图案；去除所述剩余填充物图案和所述蚀刻停止层的在所述剩余填充物图案下方的部分；以及在所述通路和所述沟槽内形成布线结构，所述布线结构电连接到所述下布线，其中所述通路包括下部和设置在所述下部上的上部，以及其中所述沟槽包括所述通路的所述上部。

【技术特征摘要】
2018.04.06 KR 10-2018-00402541.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成下布线；在所述下布线上形成蚀刻停止层；形成覆盖所述下布线和所述蚀刻停止层的层间绝缘膜；在所述层间绝缘膜中形成通路，所述通路暴露所述蚀刻停止层的上表面；在所述通路中形成第一填充物；蚀刻所述第一填充物以形成第一填充物图案；在所述通路内的所述第一填充物图案上形成第二填充物；蚀刻所述第二填充物以形成第二填充物图案；蚀刻所述层间绝缘膜以形成沟槽；在形成所述沟槽期间，蚀刻所述第一填充物图案和所述第二填充物图案，以形成剩余填充物图案；去除所述剩余填充物图案和所述蚀刻停止层的在所述剩余填充物图案下方的部分；以及在所述通路和所述沟槽内形成布线结构，所述布线结构电连接到所述下布线，其中所述通路包括下部和设置在所述下部上的上部，以及其中所述沟槽包括所述通路的所述上部。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述通路内的所述第二填充物图案上形成第三填充物；以及蚀刻所述第三填充物以形成第三填充物图案，其中所述第一填充物图案至所述第三填充物图案被蚀刻，以形成剩余填充物图案。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一填充物和所述第二填充物包括相同的材料。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一填充物和所述第二填充物每个包括底部抗反射涂层(BARC)。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述通路包括填充有所述第一填充物的第一部分和未填充有所述第一填充物的第二部分，当所述第一填充物被蚀刻时，第一受损区沿着所述第二部分的侧壁形成在所述层间绝缘膜中。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述层间绝缘膜包括所述第一受损区和与所述第一受损区接触的第一未受损区，其中所述第一受损区的碳含量低于所述第一未受损区的碳含量。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述通路包括填充有所述第二填充物的第三部分和未填充有所述第二填充物的第四部分，其中所述第四部分是所述第二部分的一部分，当所述第二填充物被蚀刻时，第二受损区沿着所述第四部分的侧壁形成在所述层间绝缘膜中。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二受损区的碳含量低于所述第一受损区的碳含量。9.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一填充物包括在形成所述第一填充物的同时在所述层间绝缘膜上形成第一抗反射膜。10.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述第二填充物包括在形成所述第二填充物的同时在所述层间绝缘膜上形成第二抗反射膜。11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴桭胡，孙世一，晋慧准，河允源，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR