[發(fā)明專利]具有金屬塞的IC結(jié)構(gòu)的制造

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710060789.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN107017200B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·納格;梁世鈞;D·A·F·盧皮;荻野淳;A·H·西蒙;M·P·胡齊克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格芯(美國)集成電路科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/538
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發(fā)明涉及具有金屬塞的IC結(jié)構(gòu)的制造，其態(tài)樣包括其中具有金屬塞的集成電路(IC)結(jié)構(gòu)及其形成方法。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種IC制造方法可包括：提供包括過孔的結(jié)構(gòu)，該過孔在其中包括塊體半導(dǎo)體材料，其中，該過孔還包括自該過孔的頂部表面延伸至該過孔的內(nèi)部表面的腔體，以及其中，該塊體半導(dǎo)體材料的一部分定義該腔體的至少一個(gè)側(cè)壁；在該過孔上形成第一金屬層級(jí)，其中，該第一金屬層級(jí)包括位于該過孔的該腔體上方的接觸開口；在該腔體內(nèi)形成至該過孔的該表面的金屬塞，以使該金屬塞共形接觸該腔體的側(cè)壁以及該過孔的該內(nèi)部表面，其中，該金屬塞位于該過孔的外部側(cè)壁的橫向遠(yuǎn)側(cè)；以及在該第一金屬層級(jí)的該接觸開口內(nèi)形成接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本文中所揭示的發(fā)明主題涉及用以將產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)裝置層與同一產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)金屬層連接的集成電路(integrated circuit；IC)結(jié)構(gòu)。尤其，本發(fā)明的態(tài)樣涉及在其局部互連層內(nèi)形成有一個(gè)或多個(gè)金屬塞的IC結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

特定裝置的各IC可由位于IC的一個(gè)或多個(gè)層上的數(shù)十億互連裝置例如晶體管、電阻器、電容器以及二極管組成。其中包括IC的產(chǎn)品的質(zhì)量及可行性可至少部分依賴于用以制造該IC以及其中各種組件的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。IC的制造可包括兩個(gè)主要階段：前端工藝(front end of line；FEOL)制程以及后端工藝(back end of line；BEOL)制程。FEOL制程通常包括執(zhí)行于晶圓上直到并包括形成第一“金屬層級(jí)”(也就是將數(shù)個(gè)半導(dǎo)體裝置連接在一起的金屬線)的制程。BEOL制程通常包括形成第一金屬層級(jí)之后的步驟，包括所有后續(xù)金屬層級(jí)的形成。為了使所制造的裝置具有較大的可擴(kuò)展性及復(fù)雜度，可改變金屬層級(jí)的數(shù)目以適合特定的應(yīng)用，例如提供四至六個(gè)金屬層級(jí)，或者在另外的例子中提供多達(dá)16個(gè)或更多的金屬層級(jí)。為了將FEOL制程中所形成的組件與BEOL制程中所形成的組件連接，在該FEOL制程中所制造的組件上可形成局部互連(local interconnect；LI)層，接著將BEOL制程中所制造的組件沉積和/或結(jié)合至該LI層上。

FEOL制程中所制造的組件可通過使用垂直金屬線(也被稱為“過孔”)與BEOL制程中所形成的組件電性互連。除其它中間金屬層級(jí)和/或由介電材料構(gòu)成的絕緣體層以外，各過孔可穿過一個(gè)或多個(gè)介電材料區(qū)域。過孔可帶來重大的制造挑戰(zhàn)，因?yàn)橛绊懺撨^孔的電性短路可影響整個(gè)產(chǎn)品的操作。在一些情況下，過孔上的電阻量可能基于用以制造該過孔和/或其相鄰組件或?qū)拥闹瞥潭兓Ｒ虼耍琁C產(chǎn)品制造中的制程改進(jìn)可與降低LI層以及其它地方的潛在缺陷的數(shù)目有關(guān)，同時(shí)保持制程簡(jiǎn)單并降低制造IC所需的步驟的總數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一實(shí)施例提供一種形成集成電路(integrated circuit；IC)結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：提供包括過孔的結(jié)構(gòu)，該過孔在其中包括塊體半導(dǎo)體材料，其中，該過孔還包括自該過孔的頂部表面延伸至該過孔的內(nèi)部表面的腔體，以及其中，該塊體半導(dǎo)體材料的一部分定義該腔體的至少一個(gè)側(cè)壁；在該過孔上形成第一金屬層級(jí)，其中，該第一金屬層級(jí)包括位于該過孔的該腔體上方的接觸開口；在該腔體內(nèi)形成至該過孔的該表面的金屬塞，以使該金屬塞共形接觸該腔體的側(cè)壁以及該過孔的該內(nèi)部表面，其中，該金屬塞位于該過孔的外部側(cè)壁的橫向遠(yuǎn)側(cè)；以及在該第一金屬層級(jí)的該接觸開口內(nèi)形成接觸。

本發(fā)明的第二實(shí)施例提供一種形成IC結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：提供包括過孔的結(jié)構(gòu)，該過孔在其中包括塊體半導(dǎo)體材料，其中，該過孔還包括自該過孔的頂部表面延伸至該過孔的內(nèi)部表面的腔體，以及其中，該塊體半導(dǎo)體材料的一部分定義該腔體的至少一個(gè)側(cè)壁；在該腔體內(nèi)形成至該過孔的該表面的金屬塞，以使該金屬塞共形接觸該腔體的側(cè)壁以及該過孔的該內(nèi)部表面，其中，該金屬塞位于該過孔的外部側(cè)壁的橫向遠(yuǎn)側(cè)；以及在該結(jié)構(gòu)上形成第一金屬層級(jí)，以使該第一金屬層級(jí)內(nèi)的接觸與該金屬塞電性耦接。