半导体的自对准生成件及其方法技术

形成半导体器件的自对准特制件的方法包括：提供在其表面上包含反射材料的第一层和依次形成的第二层及光致抗蚀剂层；提供穿过光致抗蚀剂层和第二层并从反射材料反射回到光致抗蚀剂层的辐射，增加了反射材料上方光致抗蚀剂层的辐照；以及将光致抗蚀剂层显影。本发明专利技术的半导体器件包括其中有反射结构的第一层和依次形成的第二层及做成图案的光致抗蚀剂层。在第二层中按照光致抗蚀剂层图案形成蚀刻的孔，并且在孔中形成电连接到反射结构的互连。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件，更详细地说，涉及自对准互连和形成自对准互连的方法。半导体器件通常包括若干含有金属线路的金属层。经常需要把这样的一些层之间的金属线路连接在一起。这是利用各金属层之间的垂直的互连或通孔来实现的。以下描述在导体上部制作通孔的典型的工艺序列。例如，通过用光刻的方法遮掩准备避开蚀刻剂的区域而把导电层或金属层做成图案并且制成金属线路。在金属层上形成介质层。用光刻的方法确定通孔的位置。例如，淀积光致抗蚀剂层并利用光刻图象把它做成图案。可以根据所使用的光致抗蚀剂和准备进行的工艺而采用负光致抗蚀剂掩模或正光致抗蚀剂掩模。把掩模和光致抗蚀剂层暴露在通常是光线的电磁辐射下，所述电磁辐射将光致抗蚀剂层显影，以便允许蚀刻掩模的一部分而保留另一部分。所述保留部分局部地保护底面，使得可以在介质层中蚀刻图案。可以在蚀刻后的区域形成通孔，以便将一个金属层连接到不同的金属层。通常不希望出现由于给定芯片的整个表面的不均匀性而使入射的辐射从光致抗蚀剂上的嵌入结构反射。因此，传统的方法是通过在底面上形成防反射涂层来消除这种反射。此外，光刻掩模和金属层的金属线路必须对准，使得当在介质中建立用于形成通孔的蚀刻后的区域时，这些区域与介质层下面的金属层中的金属线路重合。尤其在关键的特征尺寸小于0.5微米时，这常常是困难的。考虑到对准偏差(稍微对不准)，通常把通孔下面的“着陆焊盘”或金属线路做成具有大的厚度。这种大的厚度通常大于通孔，并且最好等于通孔直径加上器件的工艺规范所允许的最坏情况的对不准偏差。大的着陆焊盘浪费用于芯片设计的版图面积，并且因此而成为增加芯片的尺寸的因素之一。因此，需要一种自对准互连和用来形成自对准互连的方法，以便在制造半导体芯片时节省版图面积。还需要一种利用来自具有大的反射系数的层的辐射反射来将光致抗蚀剂曝光的方法。根据本专利技术，形成半导体器件的自对准特制件的方法包括以下步骤提供在其表面上包含反射材料的第一层、在该第一层上形成的第二层和在该第二层上形成的光致抗蚀剂层；以及提供穿过所述光致抗蚀剂层和所述第二层的辐射，其中，所述辐射从所述反射材料反射回到光致抗蚀剂层，从而增加反射材料上方的光致抗蚀剂层的辐照，于是将该光致抗蚀剂层显影。在另一些方法中，可以包括对所述第二层进行蚀刻的步骤，以便穿过该第二层接近反射材料。反射材料可以包括金属线路，并且所述方法还可以包括形成穿过第二层的互连，以便将该互连连接到金属线路的步骤。反射材料可以包括钨或铝。反射材料还可以包括Ti，Ta，TaN，TiN，Cu，WSi，TiSi，CoSi或者由它们形成的化合物。所述辐射最好包括紫外辐射，并且，所述提供辐射的步骤可以包括提供透射穿过光致抗蚀剂层和第二层并且从反射材料反射的紫外辐射的步骤。所述紫外辐射最好具有在大约150纳米和大约350纳米之间的波长。所述提供辐射的步骤还可以包括提供穿过用以遮蔽光致抗蚀剂层的预定区域的掩模的辐射的步骤。第二层最好包括介质材料。还可以包括在第一层下面的区域上而不是在第一层的反射材料上淀积防反射材料的步骤，以便筛分出来自底层图案的反射。防反射材料可以包括SiON。光致抗蚀剂层可以是负光致抗蚀剂，第二层可以是介质层，并且所述方法可以进一步包括在第一层的反射材料上形成由第二层的材料构成的介质柱状物的步骤。形成用于半导体器件的垂直互连的方法包括以下步骤提供其中具有金属结构的反射的导电层和光致抗蚀剂层，其中，在反射的导电层和光致抗蚀剂层之间淀积介质层；将光致抗蚀剂层做成图案；按照光致抗蚀剂图案在介质层中形成孔以及在孔中淀积导电材料，以便将结构连接到淀积的导电材料上。所述把光致抗蚀剂层做成图案的步骤还包括以下步骤发射穿过光致抗蚀剂层和介质层的光线，使所述光线从所述结构反射，使得光致抗蚀剂变成可以去除的；将所述光致抗蚀剂显影，以便在所述结构上面的光致抗蚀剂中开孔。在形成垂直互连的一些可供选择的方法中，所述结构可以包括金属线路。所述结构可以包括钨或铝。反射材料还可以包括Ti，Ta，TaN，TiN，Cu，WSi，TiSi，CoSi或者由它们形成的化合物。所述发射步骤可以包括发射穿过光致抗蚀剂层和第二层并且从反射材料反射的紫外光射的步骤。所述紫外光射最好具有在大约150纳米和大约350纳米之间的波长。所述发射步骤还可以包括发射穿过用以遮蔽光致抗蚀剂层的预定区域的掩模的光线的步骤。所述掩模可以包括用于照射互连位置的图案，并且可以进一步包括把光致抗蚀剂层暴露在穿过掩模的辐射之下的步骤。在又一些方法中还包括以下步骤在光致抗蚀剂层和介质层之间的介质层上形成硬掩模；发射穿过光致抗蚀剂层、硬掩模和介质层的光线；使光线从所述结构反射，从而使光致抗蚀剂变成可去除的；将所述光致抗蚀剂显影，以便在所述金属结构上面的光致抗蚀剂中开孔；以及按照光致抗蚀剂图案在所述硬掩模中形成孔。所述将光致抗蚀剂做成图案的步骤包括以下步骤提供其上具有金属线路图案的掩模，以便照射金属结构和金属线路图案之间的跨接区处的互连位置；以及将光致抗蚀剂暴露在穿过掩模的辐射之下，使光致抗蚀剂层变成可去除的。还可以包括在跨接区上不需要互连的位置形成阻断部分的步骤。可以包括在第一层的除了所述结构的区域上淀积防反射材料的步骤。防反射材料可以包括SiON。根据本专利技术的半导体器件包括其中具有反射结构的第一层。在第一层上形成第二层，并且在第二层上形成做成图案的光致抗蚀剂层。在第二层中按照光致抗蚀剂层图案形成蚀刻的孔，并且在孔中形成电连接到反射结构的互连，其中，提供做成图案的光致抗蚀剂层的方法是穿过光致抗蚀剂层和第二层发射的以及由此从反射结构反射的光线使所述反射结构正上方的区域充分曝光，曝光的区域限定互连位置，使得当在所述孔中形成互连时，所述互连与反射结构对准。在半导体器件的一些替代的实施例中，反射结构可以包括金属线路。反射结构可以包括铝或者钨。第二层最好包括介质材料，而包括氧化硅更好。所述光线可以包括紫外辐射。可以利用光刻掩模来形成做成图案的光致抗蚀剂层。光刻掩模可以包括半导体器件中紧接在后面的较高层次的金属线路图案，使得可以在掩模图案金属线路和第一层的反射结构之间的跨接区域限定互连。在光致抗蚀剂层和第二层之间可以包括硬掩模。硬掩模最好透射光线。还可以用保护第二层上不需要通到反射结构的孔的区域的阻断部分将所述硬掩模局部地覆盖。可以在第一层的除了反射结构的区域上淀积防反射层。防反射层可以包括SiON。从以下将联系附图阅读的对说明性的实施例的详细的描述，将明白本专利技术的这些和其它目的、特征和优点。本专利技术将提供以下的参考附图对最佳实施例进行的详细描述，附图中附图说明图1是根据本专利技术的曝光期间的半导体器件的截面图；图2是图1的具有根据本专利技术制作的互连或通孔的半导体器件的截面图；图3是图2的具有根据本专利技术形成的互连或通孔的半导体器件的截面图；图4是根据本专利技术的曝光期间的另一种半导体器件的截面图；图5是根据本专利技术的图4的半导体器件芯片上方的M1掩模的顶视图，显示掩模中M1线路和M0中金属线路之间的跨接区；图6是图4的具有按照本专利技术制作的硬掩模的半导体芯片的截面图；图7是图6的半导体器件的截面图，根据本专利技术，该半导体器件具有淀积的并做成图案的附加的光致抗蚀剂层，以便形成阻断部分，后者堵塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成半导体器件的自对准特制件的方法，该方法包括以下步骤：提供在其表面上包含反射材料的第一层、在该第一层上形成的第二层和在该第二层上形成的光致抗蚀剂层；提供穿过所述光致抗蚀剂层和所述第二层的辐射，其中，所述辐射从所述反射材料反射回到所述光致抗蚀剂层，从而增加所述反射材料上方所述光致抗蚀剂层的辐照，以及将所述光致抗蚀剂层显影。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1998-6-25 09/1052261.一种形成半导体器件的自对准特制件的方法，该方法包括以下步骤提供在其表面上包含反射材料的第一层、在该第一层上形成的第二层和在该第二层上形成的光致抗蚀剂层；提供穿过所述光致抗蚀剂层和所述第二层的辐射，其中，所述辐射从所述反射材料反射回到所述光致抗蚀剂层，从而增加所述反射材料上方所述光致抗蚀剂层的辐照，以及将所述光致抗蚀剂层显影。2.权利要求1的方法，其特征在于还包括对所述第二层进行蚀刻以便接近所述反射材料的步骤。3.权利要求2的方法，其特征在于所述反射材料包括金属线路，并且所述方法还包括形成穿过所述第二层的互连，以便将该互连连接到所述金属线路的步骤。4.权利要求1的方法，其特征在于所述反射材料包括钨。5.权利要求1的方法，其特征在于所述反射材料包括铝。6.权利要求1的方法，其特征在于所述辐射包括紫外辐射，并且，所述提供辐射的步骤包括提供透射过所述光致抗蚀剂层和所述第二层并且从所述反射材料反射的紫外辐射的步骤。7.权利要求6的方法，其特征在于所述紫外辐射具有在大约150纳米和大约350纳米之间的波长。8.权利要求1的方法，其特征在于所述提供辐射的步骤包括提供穿过用以遮蔽所述光致抗蚀剂层的预定区域的掩模的辐射的步骤。9.权利要求1的方法，其特征在于所述第二层包括介质材料。10.权利要求1的方法，其特征在于还包括在所述第一层的区域上而不是在所述第一层的反射材料上淀积防反射材料的步骤。11.权利要求10的方法，其特征在于所述防反射材料包括SiON。12.权利要求1的方法，其特征在于所述光致抗蚀剂层是负光致抗蚀剂，所述第二层是介质层，以及所述方法进一步包括在所述第一层的所述反射材料上形成介质柱状物的步骤。13.一种形成用于半导体器件的垂直互连的方法，该方法包括以下步骤提供其中具有反射结构的反射的导电层和光致抗蚀剂层，其中，在所述反射的导电层和所述光致抗蚀剂层之间设置介质层；将所述光致抗蚀剂层做成图案；按照所述光致抗蚀剂图案在所述介质层中形成孔；以及在所述孔中淀积导电材料，以便将所述结构连接到所述淀积的导电材料上；所述把所述光致抗蚀剂层做成图案的步骤还包括以下步骤发射穿过所述光致抗蚀剂层和所述介质层的光线，使所述光线从所述结构反射，使得所述光致抗蚀剂变成可以去除的；以及将所述光致抗蚀剂显影，以便在所述结构上面的光致抗蚀剂中开孔。14.权利要求13的方法，其特征在于所述结构包括金属线路。15.权利要求13的方法，其特征在于所述结构包括钨。16.权利要求13的方法，其特征在于所述结构包括铝。17.权利要求13的方法，其特征在于所述发射步骤包括发射透射过所述光致抗蚀剂层和所述第二层并且从所述结构反射的紫外光线的步骤。18.权利要求17的方法，其特征在于所述紫外光射具有在大约150纳米和大约350纳米之间的波长。19.权利要求13的方法，其特征在于所述发射步骤包括发射穿过用以遮蔽所述光致抗蚀剂层的预定区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：RF施纳贝尔，J加姆比诺，鲁志江，
申请(专利权)人：西门子公司，国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]