使用双镶嵌工艺制造半导体器件和含连通孔的制品的方法技术

提供一种用于制造半导体器件的方法，其中很容易控制布线沟槽和通孔在深度方向上的长度。在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件，并在上述第一绝缘膜上设置一层。在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，该图形对应于布线沟槽和第一通孔。之后，通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到第一通孔的第二通孔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造具有连通孔的制品的方法。此外，本专利技术涉及通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法。
技术介绍
通常，Cu已经用作半导体器件的布线材料。但是，很难将图形转印到Cu本身。因此，已经注意到镶嵌工艺，特别是双镶嵌工艺，其中同时形成用于布线或形成电极的沟槽以及通孔。关于使用此双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，下面说明在日本专利特开No.2004-221191中公开的一种技术。在图9A中，附图标记1901表示Cu布线，附图标记1902表示SiC膜，附图标记1903表示有机的低介电常数膜，附图标记1904表示SiC，附图标记1905表示SiO2，附图标记1906表示具有布线沟槽的图形的抗蚀剂掩模。如图9B所示，通过使用抗蚀剂掩模1906蚀刻SiO21905。如图9C所示，在全部表面上施加光敏抗蚀剂，并执行曝光和显影，使得形成具有通孔图形的抗蚀剂掩模1910。通过使用获得的抗蚀剂掩模1910蚀刻SiO2膜1905和SiC膜1904(图9D)。之后，通过使用双层硬掩模(1904和1905)，蚀刻有机的低介电常数膜1903，同时去除抗蚀剂掩模1910(图9E)。通过使用SiO2膜1905蚀刻SiC膜1904(图9F)。随后，通过使用SiO2膜1905和SiC膜1904作为掩模，蚀刻用作层间绝缘膜的有机的低介电常数膜1903。以此方式，产生了布线沟槽1950和通孔1935(图9G)。最后，通过使用SiO2膜1905和有机的低介电常数膜1903作为掩模，去除SiC膜1902(图9H)。随后，通过电镀将Cu填充在布线沟槽和通孔中，由此产生双镶嵌结构。通常，在双镶嵌工艺中，在用于布线的沟槽中和通孔中形成由难熔金属(例如，阻挡金属)和/或难熔金属化合物制成的衬底层，之后淀积Cu、Al、铝合金等。淀积方法的示例包括溅射法、CVD法，以及执行回流的工艺(如果必要)。不仅可以通过CMP执行之后的对不必要的Cu、Al等的去除，而且也可以进行例如研磨和抛光的物理去除、化学蚀刻等。
技术实现思路
但是，从图9H清晰可见，按照上述的方法，在布线沟槽1950的深度方向上的长度h与在通孔1935的深度方向上的长度l相对应地变化。因此，如果布线沟槽的深度方向上的长度h增加则上述通孔的深度方向上的长度l减小，这样对布线沟槽和通孔的每个长度的可控性不能令人满意。因此，本专利技术提供一种用于制造半导体器件或制品的方法，其中很容易地控制在布线沟槽和通孔深度方向上的长度。按照本专利技术的第一方面，一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；在上述第一绝缘膜上设置一层；在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，上述图形对应于上述的布线沟槽和上述的第一通孔；并通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成第二通孔，第二通孔比上述的第一通孔长并且连接到第一通孔。按照本专利技术的第二方面，一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件，第一绝缘膜已经历过平坦化处理；在上述的第一绝缘膜上设置一层；在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，上述的图形对应于上述的布线沟槽和上述的第一通孔；并通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到上述第一通孔的第二通孔。按照本专利技术的第三方面，一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；制备具有与布线沟槽和第一通孔对应的图形的模型；在上述的模型与上述的第一绝缘膜之间插入可紫外线固化的树脂层；用紫外线照射上述的树脂层，以便固化树脂层并形成具有上述布线沟槽和上述第一通孔的第二绝缘膜；并通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模选择性蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到上述第一通孔的第二通孔。按照本专利技术的第四方面，一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件，衬底与部件之间具有绝缘层；在上述的第一绝缘膜上设置一层；在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，上述的图形对应于上述的布线沟槽和上述的第一通孔；通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到上述的第一通孔的第二通孔；并去除暴露在第二通孔底部处的绝缘层，以形成连接到上述第二通孔的第三通孔。按照本专利技术的第五方面，一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；在上述的第一绝缘膜上设置一层；在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，上述的图形对应于上述的布线沟槽和上述的第一通孔；并通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模，在第一绝缘膜的蚀刻速率大于或等于5倍的上述第二绝缘膜的蚀刻速率的情况下蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到上述第一通孔的第二通孔。按照本专利技术的第六方面，一种制造具有连通孔的制品的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；在第一绝缘膜上设置一层；在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，上述的图形对应于上述沟槽和上述第一通孔；并通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成第二通孔，第二通孔比上述的第一通孔长并且连接到第一通孔。按照本专利技术的第七方面，一种制造具有连通孔的制品的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件，第一绝缘膜已经历过平坦化处理；在上述的第一绝缘膜上设置一层；在上述的层上压印具有图形的模型，以便形成具有沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，上述的图形对应于上述沟槽和上述第一通孔；并通过使用上述的第二绝缘膜作为掩模蚀刻上述的第一绝缘膜，以便在上述的第一绝缘膜中形成连接到上述第一通孔的第二通孔。按照本专利技术的第八方面，一种制造具有连通孔的制品的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；在第二绝缘膜上形成第一光致抗蚀剂膜；通过使用第一光致抗蚀剂膜作为掩模蚀刻第二绝缘膜，以便在第二绝缘膜中形成第一通孔；在形成有第一通孔的第二绝缘膜上形成第二光致抗蚀剂膜；通过使用第二光致抗蚀剂膜作为掩模蚀刻第二绝缘膜，以便在第二绝缘膜中形成布线沟槽；以及通过使用形成有第一通孔和布线沟槽的第二绝缘膜作为掩模蚀刻第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成第二通孔，该第二通孔连接到第一通孔。按照本专利技术的这些方面，由于能够通过使用构成沟槽的上述第二绝缘膜作为掩模来蚀刻构成通孔的上述第一绝缘膜，因此提供了一种用于制造半导体器件或制品的方法，其中能够容易地控制在布线沟槽和通孔深度方向上的长度。参照附图，根据下面说明的示意性实施例，本专利技术的其它优点将变得显而易见。附图说明图1A和1B是显示按照本专利技术一个方面的用于制造部件的方法的示意性剖面图；图2是显示按照本专利技术一个方面的在具有布线沟槽和通孔的部件中填充导电材料的情况下的示意性剖面图；图3是显示按照本专利技术一个方面的具有布线沟槽和通孔的部件的示例的示意性剖面图；图4A至4C是显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤：在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；在第一绝缘膜上设置一层；在该层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，该图形对应于布线沟槽和第一通 孔；以及通过使用第二绝缘膜作为掩模蚀刻第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成第二通孔，第二通孔比第一通孔长并且连接到第一通孔。

【技术特征摘要】
JP 2005-12-7 2005-353752;JP 2006-10-11 2006-2777261.一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；在第一绝缘膜上设置一层；在该层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，该图形对应于布线沟槽和第一通孔；以及通过使用第二绝缘膜作为掩模蚀刻第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成第二通孔，第二通孔比第一通孔长并且连接到第一通孔。2.如权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中第二通孔的长度大于或等于两倍的第一通孔的长度。3.如权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中第一绝缘膜包括有机材料或多孔的无机材料，每种材料都具有0.4或更小的相对介电常数。4.如权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中所述的层选自于倍半硅氧烷氢化物、含有环氧基团的硅氧烷以及含有环氧基团的倍半硅氧烷。5.如权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中在形成第二通孔之后，在布线沟槽、第一通孔和第二通孔中填充导电材料。6.一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件，第一绝缘膜已经历过平坦化处理；在第一绝缘膜上设置一层；在该层上压印具有图形的模型，以便形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜，该图形对应于布线沟槽和第一通孔；以及通过使用第二绝缘膜作为掩模选择性地蚀刻第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到第一通孔的第二通孔。7.如权利要求6所述的制造半导体器件的方法，其中通过旋涂在衬底上形成第一绝缘膜来执行平坦化处理。8.如权利要求6所述的制造半导体器件的方法，其中通过在衬底上形成第一绝缘膜并使第一绝缘膜的表面经历化学机械抛光来执行平坦化处理。9.一种通过使用双镶嵌工艺制造半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制备具有第一绝缘膜的部件；制备具有与布线沟槽和第一通孔对应的图形的模型；在模型与第一绝缘膜之间插入可紫外线固化的树脂层；用紫外线照射该树脂层，以便固化树脂层并形成具有布线沟槽和第一通孔的第二绝缘膜；以及通过使用第二绝缘膜作为掩模选择性蚀刻第一绝缘膜，以便在第一绝缘膜中形成连接到第一通孔的第二通孔。10.如权利要求9所述的制造半导体器件的方法，其中在基本上不去除第二绝缘膜的情况下，或者在第一绝缘膜的蚀刻速率大于或等于5倍的第二绝缘膜蚀刻速率的情况下，执行蚀刻。11.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺崎敦则，关淳一，田中一郎，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]