[發(fā)明專利]金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310353503.2
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN104377160B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡昇達
• 申請（專利權(quán)）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 李昕巍,趙根喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其工藝。

背景技術(shù)

金屬內(nèi)連線可以用來連接不同元件，在半導(dǎo)體工藝中扮演非常重要的角色。隨著電子產(chǎn)品不斷地小型化，所需要的元件尺寸愈來愈小。然而，受限于現(xiàn)有的曝光機臺的臨界尺寸的極限，小臨界尺寸的介層窗開口不易制作。而且，由于介層窗開口的尺寸小，所填入氧化層容易在氧化層中形成孔隙，而造成后續(xù)形成的介層窗發(fā)生側(cè)向?qū)ǖ膯栴}。另一方面，雖然使用高密度等離子體沉積法來沉積氧化硅有助于氧化硅能順利填入于介層窗開口中，然而使用高密度等離子體沉積法來沉積氧化硅，又容易導(dǎo)致介層窗開口的轉(zhuǎn)角被削切，因而衍生介層窗開口的臨界尺寸無法控制，甚至導(dǎo)致后續(xù)在介層窗開口中形成的金屬內(nèi)連線(例如是位線)與相鄰的金屬內(nèi)連線(例如是位線)發(fā)生短路的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其工藝，可以節(jié)省工藝步驟，增加工藝裕度，改善柵極導(dǎo)體之間的耦合問題，克服光刻臨界尺寸的極限，提升套刻的裕度，降低產(chǎn)品的成本。

本發(fā)明實施例提出一種金屬內(nèi)連線工藝，包括提供襯底，襯底上已形成第一介電層，且第一介電層中已形成導(dǎo)體插塞。在第一介電層上形成第二介電層，并在第二介電層中形成介層窗開口。在第二介電層的表面以及介層窗開口的側(cè)壁與底部形成襯層。在介層窗開口中填入填充層。在襯層上形成第三介電層。形成自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)，自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)穿過第三介電層以及介層窗開口中的填充層與襯層，與導(dǎo)體插塞電連接。

依照本發(fā)明實施例所述，其中在第二介電層中形成第一介層窗開口之前，還包括于第二介電層上形成停止層。

依照本發(fā)明實施例所述，還包括形成穿過第三介電層、襯層以及停止層的導(dǎo)線。

依照本發(fā)明實施例所述，其中形成自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)線的方法包括：在第三介電層上形成硬掩模層，硬掩模層具有多個開口圖案，開口圖案之一位于第一介層窗開口上方；以硬掩模層為掩模，進行蝕刻工藝，以形成第一溝渠以及自對準雙重金屬鑲嵌開口，其中第一溝渠穿過第三介電層、襯層以及停止層，自對準雙重金屬鑲嵌開口穿過第三介電層以及第一介層窗開口中的填充層與襯層，裸露出導(dǎo)體插塞；以及于第一溝渠中形成導(dǎo)線，并于自對準雙重金屬鑲嵌開口中形成自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)。

依照本發(fā)明實施例所述，其中襯層與停止層的材料相同。

依照本發(fā)明實施例所述，其中襯層以及停止層的材料包括氮化硅，第二介電層以及填充層的材料包括氧化硅。

依照本發(fā)明實施例所述，其中襯層的形成方法包括原子層沉積法。

依照本發(fā)明實施例，其中形成第一溝渠以及自對準雙重金屬鑲嵌開口的方法包括：以硬掩模層為掩模，襯層為蝕刻停止層，以第一蝕刻條件蝕刻移除第三介電層，以于第三介電層中形成第一溝渠與第二溝渠，第二溝渠裸露出填充層；以硬掩模層為掩模，襯層為蝕刻停止層，以第二蝕刻條件蝕刻移除填充層，以形成與第二溝渠連通的第二介層窗開口；以及以硬掩模層為掩模，以第三蝕刻條件蝕刻移除溝渠下方的襯層與停止層以及第二介層窗開口下方的襯層，第二溝渠與第二介層窗開口組成自對準雙重金屬鑲嵌開口。

本發(fā)明實施例還提出一種金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，包括襯底、第一介電層、導(dǎo)體插塞、第二介電層、第三介電層、自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)以及襯層。第一介電層位于襯底上。導(dǎo)體插塞位于第一介電層中。第二介電層位于第一介電層上。第三介電層位于第二介電層上。自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)穿過第三介電層以及第二介電層，與導(dǎo)體插塞電連接。襯層位于自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)與第二介電層之間以及第三介電層與第二介電層之間。

依照本發(fā)明實施例，還包括位于第二介電層與襯層之間的停止層。

依照本發(fā)明實施例，還包括位于襯層與自對準雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)之間的填充層。

依照本發(fā)明實施例，其中襯層與停止層的材料相同。

依照本發(fā)明實施例，其中襯層以及停止層的材料包括氮化硅，第二介電層以及填充層的材料包括氧化硅。

本發(fā)明實施例的金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)及其工藝，可以節(jié)省工藝步驟，增加工藝裕度，改善柵極導(dǎo)體之間的耦合問題，克服光刻臨界尺寸的極限，提升套刻的裕度，降低產(chǎn)品的成本。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A至1I為根據(jù)本發(fā)明第一實施例所繪示的一種嵌入式存儲元件的制造流程的剖面示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

10：襯底30：填充材料層

11：導(dǎo)電區(qū)30a：填充層