[發明專利]半導體互連結構

有效

• 申請號: 201310058729.X
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103383934B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 賴志明;黃文俊;劉如淦;陳筆聰
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地涉及半導體互連結構。

背景技術

半導體集成電路(IC)工業經歷了快速成長。IC材料和設計上的技術進步產生了多個IC時代，其中，每代都具有比前一代更小和更復雜的電路。然而，這些進步增加了處理和制造IC的復雜性，對于將被實現的這些進步，需要IC處理和制造的類似發展。在IC演進的過程中，函數密度(即，每單位芯片面積的互連器件的數量)通常增加，而幾何尺寸(即，可以使用制造工藝制造的最小部件)減小。

當為了追求較高器件密度、較高性能以及較低成本，半導體工業發展到納米技術工藝節點時，來自制造和設計的挑戰導致多層(或三維)集成器件的發展。多層器件可以包括多個互連層，每個互連層都包括通過通孔與來自其他互連層的導線互連的一條或多條導線。然而，當繼續按比例減小時，通孔變得越來越小，導線也越來越小。因此，形成到達來自不同互連層的它們的期望導線的通孔和該通孔與期望導線對準變得更加具有挑戰性。

從而，雖然現有多層器件和制造多層器件的方法通常適用于它們期望的目的，但是它們不在所有方面都完全令人滿意。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種半導體器件，包括：第一導電部件；第一通孔，設置在所述第一導電部件上方并且電耦合至所述第一導電部件；第二通孔，設置在所述第一通孔上方并且電耦合至所述第一通孔，所述第二通孔不同于所述第一通孔；以及第二導電部件，設置在所述第二通孔上方并且電耦合至所述第二通孔。

在該半導體器件中，所述半導體器件包含襯底和設置在所述襯底上方的互連結構，并且所述第一導電部件、所述第二導電部件、所述第一通孔以及所述第二通孔均位于所述互連結構中。

在該半導體器件中，所述第一導電部件是所述互連結構的第一互連層中的互連線；所述第二導電部件是所述互連結構中位于所述第一互連層上方的第二互連層中的互連線；并且沒有其他互連層位于所述第一互連層和所述第二互連層之間。

在該半導體器件中，所述第一通孔和所述第二通孔相互未對準。

在該半導體器件中，所述第一通孔和所述第二通孔成形為不同形狀。

在該半導體器件中，所述第一通孔和所述第二通孔中均具有近似梯形的形狀。

該半導體器件進一步包括：蝕刻停止層，設置在所述第一通孔和所述第二通孔之間的界面附近。

在該半導體器件中，以下至少一個為真：從頂部觀看時，所述第一通孔延伸超過所述第一導電部件的邊界；以及從頂部觀看時，所述第二通孔延伸超過所述第二導電部件的邊界。

根據本發明的另一方面，提供了一種半導體互連結構，包括：第一金屬層，包含第一金屬線；介電層，位于所述第一金屬層上方，所述介電層包含電耦合至所述第一金屬線的第一子通孔和電耦合至所述第一子通孔的第二子通孔，所述第二子通孔不同于所述第一子通孔；以及第二金屬層，位于所述介電層上方，所述第二金屬層包含電耦合至所述第二子通孔的第二金屬線，其中，沒有其他金屬層位于所述第一金屬層和所述第二金屬層之間。

在該半導體互連結構中，所述半導體互連結構位于包含微電子部件的襯底上方，并且所述互連結構被配置成提供到達至少一些所述微電子部件的電通路。

在該半導體互連結構中，所述第一子通孔和所述第二子通孔的位置相互偏移。

在該半導體互連結構中，所述第一子通孔和所述第二子通孔具有不同的幾何形狀。

該半導體互連結構進一步包括：蝕刻停止層，位于所述第一子通孔和所述第二子通孔之間的界面附近并且環繞所述界面。

在該半導體互連結構中，從頂部觀看時，所述第一金屬線沒有包圍所述第一子通孔，或者所述第二金屬線沒有包圍所述第二子通孔。

根據本發明的又一方面，提供了一種方法，包括：在襯底上方形成第一互連層，所述第一互連層包含第一互連部件；在所述第一互連部件上方形成第一導電通孔，所述第一導電通孔電耦合至所述第一互連部件；在所述第一導電通孔上方形成第二導電通孔，所述第二導電通孔電耦合至所述第一導電通孔；以及在所述第二導電通孔上方形成第二互連層，所述第二互連層包含電耦合至所述第二導電通孔的第二互連部件。

在該方法中，所述第二導電通孔和所述第二互連部件中的每個都通過單鑲嵌工藝單獨形成。

在該方法中，所述第二導電通孔和所述第二互連部件通過雙鑲嵌工藝一起形成。

在該方法中，實施形成所述第一導電通孔和形成所述第二導電通孔，使得所述第一導電通孔和所述第二導電通孔相互橫向偏移。