通孔制造技术

本公开实施例提供一种通孔。通孔包括中间部分，位于内连线层介电层中的通孔开口中；顶部，包含顶端延伸高于通孔开口并横向延伸出通孔开口的上侧边缘；以及底部，包含底端延伸低于通孔开口并横向延伸出通孔开口的下侧边缘。通孔的组成可为耐火材料。通孔的组成可为耐火材料。通孔的组成可为耐火材料。

【技术实现步骤摘要】
通孔


[0001]本专利技术实施例涉及半导体装置，尤其涉及含有耐火材料所制造的通孔的金属内连线结构。

技术介绍

[0002]铜为形成半导体装置中的内连线结构如金属线路与通孔的常见材料。然而铜在一般的半导体工艺温度时倾向扩散。如此一来，热循环时的铜内连线结构可能形成孔洞。
[0003]此外，内连线结构中的接面位置(比如通孔接触金属线路结构如字元线、位元线或源极线以形成角落处)，倾向集中物理应力。高温与应力集中会造成孔洞形成的接面热点。孔洞会造成电性开路于铜内连线结构中。这些缺陷会负面影响高级半导体装置中的芯片良率。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种通孔，以解决上述至少一个问题。
[0005]本专利技术实施例包含通孔，其包括中间部分，位于第二内连线层介电层中的通孔开口中；顶部，包含顶端延伸高于该通孔开口并横向延伸出通孔开口的上侧边缘；以及底部，包含底端延伸低于通孔开口并横向延伸出第一内连线层介电层中的通孔开口的下侧边缘。通孔可包括耐火材料。
[0006]其他实施例关于内连线如内连线结构的制造方法，包括形成第一沟槽于第一内连线层介电层中；以及将第一铜填充层填入第一沟槽。方法还包括蚀刻第一铜填充层以形成空洞。方法还包括沉积耐火金属填入空洞以形成具有底端的通孔的底部。方法还包括沉积盖层于通孔的底部与第一铜填充层上。方法还包括沉积第二内连线层介电层于盖层与第一内连线层介电层上。方法还包括蚀刻第二内连线层介电层以形成第二沟槽与通孔开口于第二内连线层介电层中，且通孔开口自第二沟槽延伸至盖层。方法包括沉积耐火材料，使耐火材料填入第二内连线层介电层中的通孔开口，并形成具有顶端的通孔的顶部于第二沟槽中，且通孔的顶部延伸高于通孔开口并横向延伸出通孔开口的上侧边缘。方法还包括将第二铜填充层填入第二沟槽。
[0007]其他实施例关于内连线如内连线结构的制造方法，包括形成第一沟槽于第一内连线层介电层中；将第一铜填充层填入第一沟槽；沉积第二内连线层介电层于第一铜填充层与第一内连线层介电层上；以及蚀刻第二内连线层介电层以形成第二沟槽。方法亦包括蚀刻第二内连线层介电层以形成通孔开口于第二内连线层介电层中，通孔开口延伸穿过第二内连线层介电层并露出第一沟槽中的第一铜填充层的上表面；以及蚀刻第一沟槽中的第一铜填充层以形成空洞于第一沟槽中的第一铜填充层中，且空洞包括底切于第二内连线层介电层之下。方法亦包括沉积耐火材料于空洞中，使耐火材料填入第一沟槽中的第一铜填充层中含有底切的空洞，以形成具有底端的通孔的底部；使耐火材料填入第二内连线层介电层中的通孔开口；并使耐火材料形成具有顶端的顶部于第二沟槽中，且顶部延伸高于通孔
开口并横向延伸出通孔开口的上侧边缘。方法亦包括将第二铜填充层填入第二沟槽。
附图说明
[0008]图1为本专利技术一实施例中，形成上层金属内连线结构之后的集成电路的垂直剖视图。
[0009]图2A为本专利技术多种实施例中，含有通孔的简化内连线结构的透视图。
[0010]图2B为图2A的简化内连线结构的俯视图，亦显示不同的阻挡层与铜粘着层。
[0011]图3为本专利技术多种实施例制作内连线的方法中，蚀刻开口于第一内连线层介电层(如层间介电层)中以形成金属线路所用的开口的步骤的垂直剖视图。
[0012]图4为本专利技术多种实施例制作内连线的方法中，将扩散阻挡层、金属粘着层、第一铜填充层与盖层填入第一内连线层介电层中的开口的步骤的垂直剖视图。
[0013]图5为本专利技术多种实施例制作内连线的方法中，沉积第二内连线层介电层与形成通孔开口的步骤的垂直剖视图。
[0014]图6为本专利技术多种实施例制作内连线的方法中，沉积阻挡层于第二内连线层介电层上与通孔开口的侧壁上的步骤的垂直剖视图。
[0015]图7为本专利技术多种实施例制作内连线的方法中，蚀刻第一铜填充层以形成空洞于第一铜填充层中的步骤的垂直剖视图。
[0016]图8为本专利技术多种实施例中，沉积衬垫层于通孔底部上的步骤的垂直剖视图。
[0017]图9为本专利技术多种实施例中，沉积耐火金属于空洞与通孔开口中的步骤的垂直剖视图。
[0018]图10为本专利技术多种实施例中，沉积第二顺应性衬垫层于第二内连线层介电层的表面与耐火金属上的步骤的垂直剖视图。
[0019]图11为本专利技术多种实施例中，沉积第二铜填充层于第二顺应性衬垫层上的步骤的垂直剖视图。
[0020]图12A为沿着图2B中剖线AA'的垂直剖视图。
[0021]图12B为沿着图2B中剖线BB'的垂直剖视图。
[0022]图13为本专利技术多种实施例中，另一内连线的垂直剖视图。
[0023]图14A为图13的实施例沿着图2B中剖线AA'的垂直剖视图。
[0024]图14B为图13的实施例沿着图2B中剖线BB'的垂直剖视图。
[0025]图15为本专利技术多种实施例中，形成第二顺应性衬垫层与阻挡层于另一内连线结构上的步骤的垂直剖视图。
[0026]图16为本专利技术多种实施例中，沉积第二铜填充层于图15所示的中间装置的衬垫层上的步骤的垂直剖视图。
[0027]图17A为图16的实施例沿着图2B中剖线AA'的垂直剖视图。
[0028]图17B为图16的实施例沿着图2B中剖线BB'的垂直剖视图。
[0029]图18为本专利技术多种实施例制作另一内连线所用的方法中，将扩散阻挡层、金属粘着层与第一铜填充层填入第一内连线层介电层中的开口的步骤的垂直剖视图。
[0030]图19为本专利技术多种实施例中，形成硬掩模于图15的第一内连线层介电层、扩散阻挡层、金属粘着层与第一铜填充层上的步骤的垂直剖视图。
[0031]图20为本专利技术多种实施例中，图案化与蚀刻硬掩模层与第一铜填充层，以形成空洞于铜填充层中的步骤的垂直剖视图。
[0032]图21为本专利技术多种实施例中，将耐火金属填入第一铜填充层中的空洞的步骤的垂直剖视图。
[0033]图22为本专利技术多种实施例中，沉积盖层于粘着层、第一铜填充层与耐火金属上的步骤的垂直剖视图。
[0034]图23为本专利技术多种实施例中，沉积蚀刻停止层于第一内连线层介电层与盖层上的步骤的垂直剖视图。
[0035]图24A为本专利技术多种实施例中，沉积第二内连线层介电层、形成通孔开口于第二内连线层介电层中与沉积衬垫层于第二内连线层介电层上的步骤的垂直剖视图。
[0036]图24B为本专利技术多种实施例中，沉积第二内连线层介电层、形成通孔开口于第二内连线层介电层中、蚀刻盖层与沉积衬垫层于第二内连线层介电层上的步骤的垂直剖视图。
[0037]图25为本专利技术多种实施例中，沉积耐火金属于通孔开口中的步骤的垂直剖视图。
[0038]图26为本专利技术多种实施例中，沉积第二顺应性衬垫层于阻挡层与耐火金属上的步骤的垂直剖视图。
[0039]图27为本专利技术多种实施例中，沉积第二铜填充层于第二顺应性衬垫层上的步骤的垂直剖视图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通孔，包括：一中间部分，位于一第二内连线层介电层中的通孔开口中；一顶部，包含一顶端延伸高于该通孔开口并横向延伸出该通孔开口的上侧边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢孟珮，郭子骏，杨士亿，李明翰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：