[發(fā)明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910571460.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110660745B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 翁思強;林炳豪;張復誠
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/98
• 分類號: H01L21/98;H01L21/768;H01L25/18;H01L23/48
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種形成半導體結構的方法，包括：

將第一晶圓接合到第二晶圓，其中，所述第一晶圓包括：

多個介電層；

金屬管，穿過所述多個介電層；和

介電區(qū)，由所述金屬管環(huán)繞，其中，所述介電區(qū)具有多個臺階，并且所述多個臺階由所述金屬管環(huán)繞的所述多個介電層的部分的側壁和頂面形成；

蝕刻所述第一晶圓以去除所述介電區(qū)并且留下由所述金屬管環(huán)繞的開口，其中，在所述蝕刻之后，暴露的金屬管的拐角是圓形的，并且所述暴露的金屬管的內(nèi)側壁是傾斜的；

將所述開口延伸到所述第二晶圓中以露出所述第二晶圓中的金屬焊盤；以及

用導電材料填充所述開口，以在所述開口中形成導電插塞，

還包括：

在露出所述第二晶圓中的所述金屬焊盤之后，沉積延伸到所述開口中的介電保護層；以及

執(zhí)行各向異性蝕刻以去除所述金屬管中的所述介電保護層的一些垂直部分，不存在與所述金屬管處于相同的層級的所述介電保護層的剩余部分。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述金屬管包括：

多個金屬線部分，每個所述金屬線部分位于所述多個介電層的一個中；以及

多個通孔部分，與所述多個金屬線部分插接，其中，所述金屬管的所述多個通孔部分和所述多個金屬線部分的外側壁彼此齊平。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在所述各向異性蝕刻之后，所述介電保護層具有留下的側壁部分，以覆蓋所述第一晶圓中的第一表面介電層和所述第二晶圓中的第二表面介電層的側壁，其中，所述第一表面介電層接合到所述第二表面介電層。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括形成所述金屬管，其中，所述金屬管中的所述介電區(qū)具有從所述介電區(qū)的頂面到所述介電區(qū)的底面逐漸減小的橫向尺寸。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述金屬管包括：

多個金屬線部分，每個所述金屬線部分位于所述多個介電層的一個中；以及

多個通孔部分，與所述多個金屬線部分插接，其中，所述多個金屬線部分和所述多個通孔部分形成多個環(huán)，并且所述多個環(huán)中的每個環(huán)的內(nèi)部橫向尺寸等于或大于所有相應的下部環(huán)的內(nèi)部橫向尺寸。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述多個環(huán)中的每個環(huán)的橫向尺寸大于所有相應的下部環(huán)的內(nèi)部橫向尺寸。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第二晶圓包括位于所述金屬焊盤上方并且與所述金屬焊盤接觸的蝕刻停止層，并且將所述開口延伸到所述第二晶圓中包括：

蝕刻位于所述蝕刻停止層上方的介電層，并且所述蝕刻停止在所述蝕刻停止層上；以及

蝕刻穿過所述蝕刻停止層，其中，使用不同的蝕刻氣體蝕刻所述介電層和所述蝕刻停止層。

8.一種形成半導體結構的方法，包括：

形成第一晶圓，包括：

形成多個介電層和覆蓋所述多個介電層的第一表面介電層；和

形成穿過所述多個介電層的金屬管，其中，所述多個介電層的部分由所述金屬管環(huán)繞，形成介電區(qū)；

形成第二晶圓，包括：

形成金屬焊盤；和

在所述金屬焊盤上方形成與所述金屬焊盤接觸的蝕刻停止層，所述蝕刻停止層位于所述第二晶圓中的第二表面介電層與所述金屬焊盤之間；

將所述第一晶圓的所述第一表面介電層接合到所述第二晶圓的所述第二表面介電層，其中，所述金屬管與所述金屬焊盤重疊；

蝕刻所述第一晶圓和所述第二晶圓以形成開口，包括：

使用第一蝕刻去除所述介電區(qū)；

使用第二蝕刻來蝕刻所述第一晶圓的所述第一表面介電層和所述第二晶圓的所述第二表面介電層，并且所述蝕刻停止在所述蝕刻停止層的頂面上；

使用第三蝕刻來蝕刻所述蝕刻停止層，其中，所述第一蝕刻、第二蝕刻和所述第三蝕刻使用不同的蝕刻氣體；以及

在所述開口中形成導電插塞。

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，在蝕刻所述第一晶圓和所述第二晶圓以形成開口之后，所述金屬管的拐角是圓形的。