[發明專利]在電介質層中形成導電路徑圖案的方法

有效

• 申請號: 201810159983.1
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108511387B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: F·拉扎利諾
• 申請（專利權）人: IMEC非營利協會
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/311
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 王穎;江磊

依據本發明的一個方面，提供一種在電介質層中形成導電路徑圖案的方法，該方法包括：在電介質層上方形成掩模層，在掩模層上方形成心軸組，每個心軸具有一對側壁間隔物，對掩模層進行蝕刻，其中所述心軸組和側壁間隔物作為蝕刻掩模，以在掩模層中形成第一組溝槽，用金屬氧化物平坦化層覆蓋所述心軸組，所述金屬氧化物平坦化層填充第一組溝槽，回蝕金屬氧化物平坦化層，以使所述心軸組的上表面暴露，通過蝕刻除去所述心軸組，從而在金屬氧化物平坦化層中形成溝槽，所述溝槽在所述側壁間隔物對之間延伸，和對掩模層進行蝕刻，其中金屬氧化物平坦化層作為蝕刻掩模，以在掩模層中形成第二組溝槽。

技術領域

本發明概念涉及一種在電介質層中形成導電路徑的圖案的方法。

背景技術

現代電路制造通常包括形成電互連結構的工藝，所述電互連結構用于使功能電路中的半導體器件互連。互連結構可包括形成在基材和半導體器件上方的一個或多個金屬化平面或金屬化層。金屬化平面包括排列在電介質材料層中的導電路徑或導電線。金屬化平面的電介質材料層可將該金屬化平面的導電路徑與更高和/或更低的金屬化平面隔離。不同金屬化平面的導電路徑可通過延伸通過電介質層的導電通孔互連。

金屬化平面可通過以下方式形成：在電介質層中形成包括溝槽和孔洞的圖案，用導電材料填充所述溝槽和孔洞。這種方法可稱為雙鑲嵌工藝。該方法可重復，以形成互相疊加的金屬化平面的堆疊體。

可使用光刻技術和蝕刻在設置在電介質層上方的掩模層中形成圖案。可使用多重圖案化技術如(光刻-蝕刻)^x，或間距分裂技術(pitch splitting techniques)，諸如自對齊雙重圖案化(SADP)或四重圖案化(SAQP)，來使圖案具有亞光刻臨界尺寸(sub-lithographic critical dimensions)。多重圖案化可與阻擋技術結合，從而能形成中斷或不連續的線。

發明內容

本發明的目的是提供一種在電介質層中形成(defining)導電路徑的圖案的改善的方法。通過以下所述可以理解其它和替代性的目的。

依據本發明的一個方面，提供一種在電介質層中限定導電路徑的圖案的方法，該方法包括：

在電介質層上方形成掩模層，

在掩模層上方形成一組心軸，每個心軸具有一對側壁間隔物，

對掩模層進行蝕刻，其中一組心軸和側壁間隔物作為蝕刻掩模，以在掩模層中形成第一組溝槽，

用金屬氧化物平坦化層覆蓋該組心軸，所述金屬氧化物平坦化層填充第一組溝槽，

回蝕金屬氧化物平坦化層，以使該組心軸的上表面暴露，

通過蝕刻除去該組心軸，從而在金屬氧化物平坦化層中形成溝槽，所述溝槽在所述一對側壁間隔物之間延伸，和

對掩模層進行蝕刻，其中金屬氧化物平坦化層作為蝕刻掩模，以在掩模層中形成第二組溝槽。

本發明方法能在掩模層中形成用于金屬化平面的電介質層中的導電路徑或導電線的圖案。該圖案可作為掩模層中的溝槽形成，隨后可轉移到電介質層中。

可通過具有側壁間隔物的心軸組建立溝槽的位置和尺寸。可通過能產生亞光刻特征尺寸(例如多重圖案化技術)的技術來形成具有側壁間隔物對的心軸。

用金屬氧化物平坦化層覆蓋心軸組具有雙重優勢：

首先，因為金屬氧化物層可以以自平坦化的方式沉積，所以暴露心軸組上表面所需的厚度減小可以通過回蝕來實現，而無需預先的化學機械拋光(CMP)步驟。這對方法的總效率有利。