[發明專利]一種制造互連通孔的方法

在審

• 申請號: 202111172223.2
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN114388435A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: P·威克斯
• 申請（專利權）人: IMEC非營利協會
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/538
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張佳鑫;陳哲鋒

1.一種用于制造半導體元件的互連通孔(16)的方法，其中，通孔與兩根在相互橫向方向上延伸的導線(6,21)相連，通孔(16)在其下端自對準于下導線(6)的寬度并在其上端自對準于至少上導線(21)的線端，其特征在于，該方法包括以下步驟：

-在半導體基底襯底(2)上制造以下的堆疊：

o第一金屬間介電(ILD)材料的底層(1)，

o底層(1)上的蝕刻停止層(3)，

o蝕刻停止層(3)上的ILD材料頂層(4)，其中，蝕刻停止層(3)的蝕刻停止功能與用于蝕刻頂層(4)的ILD材料的蝕刻配方有關，

-蝕刻穿過堆疊的完整厚度的至少一個溝槽(5)，

-在溝槽(5)的底部產生所述下導線(6)，即填充溝槽(5)的下部，

-在溝槽(5)中以及下導線(6)的頂部產生第二ILD材料層(7)，其中，第二ILD材料相對于頂層(4)的ILD材料可選擇性蝕刻，反之亦然，其中，第二ILD材料(7)也相對于蝕刻停止層(3)可選擇性蝕刻，

-通過施加一個或多個蝕刻掩模，將頂層(4)的ILD材料蝕刻回去，在蝕刻停止層(3)上停止，從而至少沿著位于溝槽一側的溝槽(5)的縱向部分除去所述頂層(4)的ILD材料，而至少沿著位于溝槽的相對側的所述相同縱向部分保留頂層(4)的ILD材料，使得頂層(4)的ILD材料的剩余部分(11)突出于蝕刻停止層(3)的上方，剩余部分(11)自對準于所述溝槽的相對側(5)，

-蝕刻穿過溝槽(5)中的第二ILD材料(7)的通孔開口(14)，將至少頂層(4)的ILD材料的剩余部分(11)用作掩模，使得通孔開口自對準于所述溝槽的相對側，至少沿著溝槽(5)的所述縱向部分的一部分，

-通過沉積導電材料來填充通孔開口(14)，并且通過在互連通孔(16)的頂部產生導電材料的圖案化層，從而產生上導線(21)和互連通孔(16)。

2.如權利要求1所述的方法，其中，下導線(6)通過用導電材料填充溝槽(5)并將導電材料向下蝕刻回到下導線(6)的所需厚度來形成。

3.如權利要求1或2所述的方法，其中，第二ILD材料層(7)通過用所述第二ILD材料填充溝槽并將第二ILD材料(7)相對于頂層(4)選擇性蝕刻回溝槽(5)中來產生。

4.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其中，在溝槽(5)中產生第二ILD材料層(7)的步驟之后，施加第一掩模(10)，除去掩模位置以外的頂層(4)的ILD材料，從而以柱(11)的形式創建ILD材料的所述剩余部分，所述柱(11)自對準于所述溝槽的相對側(5)，之后，在剝離第一掩模(10)之后，施加第二掩模(12)，所述第二掩模(12)構造成至少界定所述溝槽(5)的縱向部分的一部分，其中，上導線(21)如下產生：通過沉積導電層(15)從而填充通孔開口(14)并包圍柱(11)，之后將導電層(15)圖案化，以形成上導線(21)。

5.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其中，在溝槽(5)中產生第二ILD材料層(7)的步驟之后，不完全填充溝槽(5)，而在溝槽(5)中在第二ILD材料層(7)的頂部沉積第三ILD材料(25)，其中，第三ILD材料相對于頂層(4)的ILD材料可選擇性蝕刻，其中，第二ILD材料相對于第三ILD材料可選擇性蝕刻，其中，在對應于上導線(21)的寬度的區域內從溝槽(5)中除去第三ILD材料(25)，使得第三ILD材料在所述寬度的任一側的剩余部分起到用于蝕刻通孔開口(14)的掩模部分的功能，使得開口自對準于所述上導線(21)的寬度。