[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201611073787.X
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN107017198B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 劉國儼;葉展瑋;梁銘彰;賴瑞堯;楊世海;陳盈燕;陳燕銘
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/528
• 代理公司: 11409 北京德恒律治知識產權代理有限公司
• 代理人: 章社杲;李偉

半導體器件包括位于襯底上面并且在第一方向上延伸的多條下部導線、位于多條下部導線上面的絕緣層、位于絕緣層和多條下部導線上面并且在與第一方向相交的第二方向上延伸的多條上部導線以及在絕緣層中形成的用導線材料填充的多個通孔。多條上部導線在第一方向上布置為具有第一間距。多個通孔包括第一通孔和第二通孔。第一通孔的至少一個通孔連接多條下部導線的至少兩條線和多條上部導線的一條線。第一通孔的第一方向上的平均寬度與第二通孔的第一方向上的平均寬度不同。本發明的實施例還涉及半導體器件的制造方法。

技術領域

本發明涉及半導體器件，并且具體地涉及通孔和金屬布線結構及其制造方法。

背景技術

隨著半導體工業在追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本的過程中進入納米技術工藝節點，來自制造和設計問題的挑戰已經引起了金屬布線和連接上布線和下布線的通孔的更緊密布置的發展。具體地，隨著通孔和金屬布線的尺寸變得更小，接觸電阻變得更大，并且電遷移問題變得更加嚴峻。相應地，需要器件和用于制造高密度通孔和金屬布線結構的方法的改進。

發明內容

本發明的實施例提供了一種用于制造半導體器件的方法，包括：在半導體襯底上方形成在第一方向上延伸的多條下部導線；在所述多條下部導線上面形成絕緣層；通過在所述絕緣層中形成第一開口并且用導電材料填充所述第一開口來形成多個第一通孔；通過在所述絕緣層中形成第二開口并且用導電材料填充所述第二開口來形成多個第二通孔；形成在與所述第一方向相交的第二方向上延伸的并且連接至所述多個第一通孔的多條第一上部導線；以及形成在所述第二方向上延伸的并且連接至所述多個第二通孔的多條第二上部導線，其中：通過單獨的圖案化操作實施形成所述多個第一通孔和形成所述多個第二通孔，在形成所述第一開口以及形成所述第二開口的至少一個中，所述多條下部導線的兩條線的至少部分暴露于至少一個開口中，從而使得至少一個通孔連接所述多條下部導線的至少兩條線以及所述多條第一上部導線或所述多條第二上部導線的一條線，所述多條第一上部導線和所述多條第二上部導線在所述第一方向上交替地布置為具有第一間距，以及所述多個第一通孔在所述第一方向上設置為具有第二間距，所述第二間距是所述第一間距的兩倍。

本發明的另一實施例提供了一種半導體器件，包括：多條下部導線，位于半導體襯底上面并且在第一方向上延伸；絕緣層，位于所述多條下部導線上面；多條上部導線，位于所述絕緣層和所述多條下部導線上面并且在與所述第一方向相交的第二方向上延伸；以及多個通孔，在所述絕緣層中形成用導電材料填充，其中：所述多條上部導線在所述第一方向上布置為具有第一間距，所述多個通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的至少一個通孔連接所述多條下部導線的至少兩條線和所述多條上部導線的一條線，以及所述第一通孔在所述第一方向上的平均寬度與所述第二通孔在所述第一方向上的平均寬度不同。

本發明的又一實施例提供了一種半導體器件，包括：多條下部導線，位于半導體襯底上面并且在第一方向上延伸，所述多條下部導線包括第一下部導線以及在與所述第一方向相交的第二方向上鄰近于所述第一下部導線的第二下部導線；第一絕緣層，位于所述多條下部導線上面；多條上部導線，位于所述第一絕緣層和所述多條下部導線上面并且在所述第二方向上延伸，所述多條上部導線包括第一上部導線；以及多個通孔，在所述絕緣層中形成用導電材料填充，所述多個通孔包括第一通孔，其中：所述第一通孔連接所述第一下部導線和所述第二下部導線以及所述第一上部導線，以及與所述第一下部導線和所述第二下部導線的最上部分相比，在所述第一通孔中填充的所述導電材料的最下部分更接近所述半導體襯底。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的各個方面。應該強調，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制并且僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A是根據本發明的一個實施例的示例性布局結構，并且圖1B是對應于圖1A的線X1-X1的半導體器件的示例性截面圖。