[發明專利]在半導體器件中形成孔結構的方法

有效

• 申請號: 201980000210.1
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109863587B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 楊罡;趙祥輝;鄭標;曾最新;任連娟;戴健
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 林錦輝

本公開的實施例提供了一種用于在半導體器件中形成孔結構的方法。該方法包括在堆疊結構上方形成第一蝕刻掩模，以及去除堆疊結構中的由第一蝕刻掩模暴露的部分。第一蝕刻掩?？梢跃哂械谝谎谀ｉ_口，第一掩模開口具有第一橫向尺寸。該方法還可以包括由第一蝕刻掩模形成第二蝕刻掩模。第二蝕刻掩?？梢跃哂械诙谀ｉ_口，第二掩模開口具有大于第一橫向尺寸的第二橫向尺寸。該方法還可以包括去除堆疊結構中的由第二蝕刻掩模暴露的另一部分以形成孔結構，該孔結構具有第一孔部分和連接到第一孔部分并在第一孔部分上方的第二孔部分。

背景技術

本公開的實施例涉及通孔結構及其制造方法。

互連件廣泛用于將半導體器件的元件電連接成功能整體。半導體器件可以具有位于不同層級的互連，以適應器件組件的布局。不同層級的互連通常通過通孔連接。通孔及這些通孔布線的制造在半導體制造中可能是工藝密集且成本敏感的。

在20世紀90年代引入半導體制造中的雙鑲嵌結構可以通過在相同的沉積工藝中形成通孔和布線來簡化通孔和布線的形成。在雙鑲嵌結構中，布線經常在通孔上方并連接到通孔。通孔和布線通常具有不同的橫向尺寸。

發明內容

本文公開了孔結構和制造孔結構的制造方法的實施例。

在一個示例中，一種用于在半導體器件中形成孔結構的方法包括在堆疊結構上方形成第一蝕刻掩模，以及去除堆疊結構中由第一蝕刻掩模暴露的部分。第一蝕刻掩模可以具有第一掩模開口，第一掩模開口具有第一橫向尺寸。該方法還可以包括由第一蝕刻掩模形成第二蝕刻掩模。第二蝕刻掩模可以具有第二掩模開口，第二掩模開口具有大于第一橫向尺寸的第二橫向尺寸。該方法還可以包括去除堆疊結構中的由第二蝕刻掩模暴露的另一部分以形成孔結構，所述孔結構具有第一孔部分和連接到第一孔部分并在第一孔部分上方的第二孔部分。

在另一示例中，一種用于在半導體器件的堆疊結構中形成孔結構的方法包括確定硬掩模層，所述孔結構具有第一孔部分和連接到第一孔部分并在第一孔部分上方的第二孔部分。硬掩模層的抗蝕刻率可以與第一孔部分的第一橫向尺寸和第二孔部分的第二橫向尺寸之間的差成反比，并且第一橫向尺寸可以小于第二橫向尺寸。該方法還可以包括在堆疊結構上方形成硬掩模層，以及圖案化硬掩模層以形成具有第一掩模開口的第一圖案化硬掩模層。第一掩模開口可具有第一橫向尺寸。該方法還可以包括去除堆疊結構中由第一圖案化硬掩模層暴露的部分以在堆疊結構中形成初始孔結構，以及圖案化第一圖案化硬掩模層以形成具有第二掩模開口的第二圖案化掩模層。第二掩模開口可以具有第二橫向尺寸。該方法還可以包括去除堆疊結構中的由第二圖案化硬掩模層暴露的另一部分以形成孔結構。

在又一個示例中，一種用于在半導體器件中形成孔結構的方法包括在堆疊結構上方形成第一蝕刻掩模，所述孔結構具有第一孔部分和連接到第一孔部分并在第一孔部分上方的第二孔部分。第一蝕刻掩模可以具有第一掩模開口，第一掩模開口具有第一橫向尺寸。該方法還可以包括去除堆疊結構中的由第一蝕刻掩模暴露的部分，以形成具有初始深度和第一橫向尺寸的初始孔結構。初始深度可以等于或大于第一孔部分的深度。該方法還可以包括圖案化第一蝕刻掩模以形成第二蝕刻掩模?？梢詧D案化第一掩模開口以形成具有第二橫向尺寸的第二掩模開口，第二橫向尺寸大于第一橫向尺寸。該方法還可以包括去除堆疊結構中的由第二蝕刻掩模暴露的另一部分，以形成具有第一橫向尺寸的第一初始孔部分和具有第二橫向尺寸的第二初始孔部分，所述第二初始孔部分在第一初始孔部分上方并且連接到第一初始孔部分。該方法還可以包括對第一和第二初始孔部分執行時間控制蝕刻和/或光譜端點控制蝕刻，直到第一初始孔部分的底表面到達堆疊結構的蝕刻停止層，并且第一初始化孔部分和第二初始孔部分各自到達第一孔部分和第二孔部分的相應深度。第一初始孔部分和第二初始孔部分可分別形成第一孔部分和第二孔部分。

附圖說明

并入本文中并且構成說明書的部分的附圖示出了本公開的實施例，并且與說明書一起進一步用來對本公開的原理進行解釋，并且使相關領域技術人員能夠實施和使用本公開。

圖1-5示出了根據本公開的一些實施例的在示例性制造工藝的各個階段的示例性堆疊結構的截面圖。