互连结构及其制造方法技术

一种互连结构包括第一介电层、第一导体、蚀刻停止层、第二介电层和第二导体。第一介电层在第一介电层中具有至少一个孔。第一导体至少部分地设置在第一介电层的孔中。蚀刻停止层设置在第一介电层上。蚀刻停止层具有开口以至少部分地暴露出第一导体。第二介电层设置在蚀刻停止层上并且其中具有至少一个孔。第二介电层的孔与蚀刻停止层的开口连通。第二导体至少部分地设置在第二介电层的孔中，并且穿过蚀刻停止层的开口电连接至第一导体。本发明专利技术实施例涉及互连结构及其制造方法。涉及互连结构及其制造方法。涉及互连结构及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
互连结构及其制造方法
[0001]本申请是2015年12月29日提交的标题为“互连结构及其制造方法”、专利申请号为201511016150.2的分案申请。


[0002]本专利技术实施例涉及互连结构及其制造方法。

技术介绍

[0003]单词“互连”在非常大规模集成电路(VLSI)中是指连接各个电子器件的金属线。除了在接触区域上，互连金属线通过绝缘层与衬底分隔开。自从1960年创造出集成电路(IC)以来，铝(Al)或它的合金已经成为用于互连金属线的主要材料，并且二氧化硅已经成为用于绝缘层的主要材料。
[0004]基于铜的芯片是半导体集成电路、通常是使用铜作为互连的微处理器。由于铜是比铝更好的导体，使用该技术的芯片可以具有更小的金属部件，并且使用更少的能量穿过它们通电。这些效应一起带来较高性能的处理器。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于制造互连结构的方法，所述方法包括：在第一介电层中形成至少一个第一孔；在所述第一孔中形成第一导体；回蚀刻所述第一介电层，使得所述第一导体具有从所述第一介电层突出的部分；在所述第一介电层上和所述第一导体的所述突出部分上形成蚀刻停止层；在所述蚀刻停止层上形成第二介电层；穿过所述第二介电层和所述蚀刻停止层形成至少一个第二孔，使得所述第一导体的所述突出部分至少部分地由所述第二孔暴露出；以及在所述第二孔中形成第二导体。
[0006]根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种互连结构，包括：第一介电层，在所述第一介电层中具有至少一个孔；第一导体，至少部分地设置在所述第一介电层的所述孔中；蚀刻停止层，设置在所述第一介电层上，所述蚀刻停止层具有开口以至少部分地暴露出所述第一导体；第二介电层，设置在所述蚀刻停止层上并且在所述第二介电层中具有至少一个孔，其中，所述第二介电层的所述孔与所述蚀刻停止层的所述开口连通；以及第二导体，至少部分地设置在所述第二介电层的所述孔中，并且穿过所述蚀刻停止层的所述开口电连接至所述第一导体。
[0007]根据本专利技术的又另一实施例，还提供了一种互连结构，包括：第一介电层；至少一个第一导体，至少部分地设置在所述第一介电层中；第二介电层，在所述第二介电层中具有孔；第三介电层，设置在所述第一介电层和所述第二介电层之间，所述第三介电层具有与所述第二介电层的所述孔连通的开口，其中，所述第一导体至少部分地由所述第三介电层的所述开口暴露出，并且所述第三介电层对于用于蚀刻所述第二介电层的所述孔的蚀刻剂的抗蚀刻性高于所述第二介电层对所述蚀刻剂的抗蚀刻性；以及第二导体，穿过所述第二介电层的所述孔和所述蚀刻停止层的所述开口电连接至所述第一导体。
附图说明
[0008]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0009]图1至图13是根据本专利技术的一些实施例的在各个阶段的互连结构的截面图。
具体实施方式
[0010]以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例用于实现所提供主题的不同特征。下面描述了组件和布置的具体实例来简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了实现简单和清楚，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0011]而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在
…
之下”、“在
…
下方”、“下部”、“在
…
之上”、“上部”等的空间相对关系术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
[0012]参考图1。第一介电层110形成在衬底上。第一介电层110是层间介电(ILD)层。第一介电层110由介电材料制成，该介电材料是诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它们的组合。在一些实施例中，第一介电层110由低k介电材料制成以改善电阻电容(RC)延迟。该低k介电材料的介电常数低于二氧化硅(SiO2)的介电常数。减少介电材料的介电常数的一种方法是导入碳(C)原子或氟(F)原子。例如，在SiO2(κ＝3.9)中，导入C原子以形成掺杂氢化碳的氧化硅(SiCOH)(κ介于2.7和3.3之间)和导入F原子以形成氟硅酸盐玻璃(FSG)(κ介于3.5和3.9之间)减小其介电常数。减少介电材料的介电常数的另外一种方法是通过导入气隙或气孔。由于空气的介电常数是1，所以可以通过增加介电薄膜的多孔性来减小介电薄膜的介电常数。在一些实施例中，例如，低k介电材料是多孔氧化硅(即，干凝胶或气凝胶)、掺杂纳米孔碳的氧化物(CDO)、黑钻石(BD)、基于苯并环丁烯(BCB)的聚合物、芳香族(烃)热固性聚合物(ATP)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、甲基倍半硅氧烷(MSQ)、聚芳醚(PAE)、掺杂氮的类金刚石碳(DLC)或它们的组合。可以通过，例如，化学汽相沉积(CVD)、旋涂或它们的组合形成第一介电层110。第一介电层110的厚度在从约至约的范围内。
[0013]参考图2。在第一介电层110中形成至少一个第一孔112和至少一个第二孔114。通过光刻和蚀刻工艺形成第一孔112和第二孔114。光刻和蚀刻工艺包括应用光刻胶、曝光、显影、蚀刻和去除光刻胶。通过例如，旋涂对第一介电层110施加光刻胶。然后预烘烤光刻胶以驱除过量的光刻胶溶剂。在预烘烤之后，将光刻胶曝露于强光的图案。
[0014]强光是，例如，波长为约436nm的G线、波长为约365nm的I线、波长为约248nm的氟化氪(KrF)准分子激光、波长为约193nm的氟化氩(ArF)准分子激光、波长为约157nm的氟化物(F2)准分子激光或它们的组合。曝光工具的最终透镜和光刻胶表面之间的间隙可以由液体
介质填充，该液体介质的折射系数大于在曝光期间的液体介质的折射系数以增强光刻分辨率。暴露于光造成化学变化，允许一些光刻胶溶于显影剂。
[0015]然后，在显影之前可以实施曝光后烘烤(PEB)以助于减少由入射光的破坏性和相长干涉图案造成的驻波现象。然后，对光刻胶应用显影剂以去除溶于光刻显影剂中的一些光刻胶。然后，硬烘烤剩余的光刻胶以固化剩余的光刻胶。
[0016]蚀刻第一介电层110的未被剩余的光刻胶保护的部分以形成第一孔112和第二孔114。第一介电层110的蚀刻可以是干蚀刻，诸如反应离子蚀刻(RIE)、等离子体增强(PE)蚀刻或电感耦合等离子体(ICP)蚀刻。在一些实施例中，当第一介电层110由氧化硅制成时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造互连结构的方法，所述方法包括：在第一介电层中形成至少一个第一孔；在所述第一孔的侧壁和底面上形成第一阻挡层；在所述第一孔中的所述第一阻挡层上形成第一导体；回蚀刻所述第一介电层和所述第一阻挡层，使得所述第一导体具有从所述第一介电层和所述第一阻挡层突出的部分；在所述第一介电层上、所述第一阻挡层上和所述第一导体的所述突出部分上形成蚀刻停止层；在所述蚀刻停止层上形成第二介电层；穿过所述第二介电层和所述蚀刻停止层形成至少一个第二孔，使得所述第一导体的所述突出部分由所述第二孔完全暴露出，其中，在穿过所述第一导体的纵截面中，所述第二孔包括底面嵌入在所述第一介电层上方的蚀刻停止层中的两个开口，两个所述开口分别位于所述第一导体的相对两侧；在包括两个所述开口的所述第二孔的侧壁上和底面上形成第二阻挡层，其中，所述第一阻挡层的顶部低于所述第一导体的顶表面并且低于所述第二阻挡层的底面与所述蚀刻停止层的接触面；以及在所述第二孔中的第二阻挡层上形成第二导体；其中，每个所述开口的相对侧壁均远离所述第一导体的轴线倾斜，所述开口的纵横比设置得比较低，以利用阶梯覆盖形成所述第二阻挡层来将所述第二导体粘附于所述第二介电层和所述蚀刻停止层，从而在接下来的热工艺之后，在所述第二导体和所述第一导体之间的所述第一导体两侧的所述蚀刻停止层的所述开口中将不形成后撤孔洞。2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第二孔包括：在所述第二介电层中蚀刻顶部孔；以及在所述蚀刻停止层中蚀刻所述开口，从而使得所述第一导体的所述突出部分由所述开口暴露和所述顶部孔完全出，其中，所述开口和所述顶部孔彼此连通以形成所述第二孔。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述蚀刻停止层对于用于蚀刻所述第二介电层中的所述顶部孔的蚀刻剂的抗蚀刻性高于所述第二介电层对所述蚀刻剂的抗蚀刻性。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述蚀刻停止层对于用于蚀刻所述第二介电层中的所述顶部孔的蚀刻剂的抗蚀刻性高于所述第一介电层对所述蚀刻剂的抗蚀刻性。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述的蚀刻所述开口在到达所述第一介电层之前停止。6.一种互连结构，包括：第一介电层，在所述第一介电层中具有至少一个第一孔；第一导体，至少部分地设置在所述第一介电层的所述第一孔中；第一阻挡层，位于所述第一导体和所述第一介电层之间并且环绕所述第一导体；蚀刻停止层，设置在所述第一介电层和所述第一阻挡层上，在穿过所述第一导体的纵截面中，所述蚀刻停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志圣，王智麟，
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：