用于形成垂直導(dǎo)電連接的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)施例涉及電氣器件的制造，并且具體實(shí)施例涉及用于形成垂直導(dǎo)電連接的方法、用于形成半導(dǎo)體器件的方法以及用于形成半導(dǎo)體器件的鎢連接的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芯片上的布線的制造是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。需要許多工藝步驟以獲得小尺寸的可靠的導(dǎo)電水平線和垂直連接。一般而言，期望增加電氣器件的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一些實(shí)施例涉及一種用于形成垂直導(dǎo)電連接的方法。該方法包括形成包括垂直延伸通過(guò)電絕緣層的至少一個(gè)孔洞的電絕緣層以及沉積導(dǎo)電層。導(dǎo)電層的表面包括在電絕緣層的至少一個(gè)孔洞上方的凹陷。進(jìn)一步地，該方法包括在導(dǎo)電層上形成平滑層以及刻蝕平滑層和導(dǎo)電層直到在電絕緣層的表面的至少一部分上方去除導(dǎo)電層并且導(dǎo)電層保留在至少一個(gè)孔洞內(nèi)。
[0004]一些實(shí)施例涉及一種形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括形成包括垂直延伸通過(guò)電絕緣層的至少一個(gè)孔洞的電絕緣層以及沉積導(dǎo)電層。導(dǎo)電層的表面包括在電絕緣層的至少一個(gè)孔洞的位置處的凹陷。進(jìn)一步地，該方法包括在導(dǎo)電層上形成平滑層以及刻蝕平滑層和導(dǎo)電層直到在電絕緣層的表面的至少一部分上方去除導(dǎo)電層并且導(dǎo)電層保留在至少一個(gè)孔洞內(nèi)。
[0005]—些實(shí)施例涉及一種形成半導(dǎo)體器件的鎢連接的方法。該方法包括形成電絕緣層，電絕緣層包括垂直延伸通過(guò)電絕緣層到半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底或金屬層的至少一個(gè)孔洞，以及在形成電絕緣層之后沉積鎢層。進(jìn)一步地，該方法包括在鎢層上形成平滑層以及刻蝕平滑層和鎢層直到在電絕緣層的表面的至少一部分上方去除鎢層并且鎢層保留在至少一個(gè)孔洞內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]裝置和/或方法的一些實(shí)施例將在下面僅通過(guò)示例的方式并且參考附圖進(jìn)行描述，在附圖中
[0007]圖1示出了用于形成垂直導(dǎo)電連接的方法的流程圖；
[0008]圖2a-圖2d示出了垂直導(dǎo)電連接的制造的示意圖示；
[0009]圖3示出了用于形成半導(dǎo)體器件的方法的流程圖；以及
[0010]圖4示出了用于形成半導(dǎo)體器件的鎢連接的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]現(xiàn)在將參考其中圖示了一些示例實(shí)施例的附圖更加充分地描述各種示例實(shí)施例。在圖中，為了清楚起見(jiàn)，線、層和/或區(qū)域的厚度可以被夸大。
[0012]因此，雖然進(jìn)一步的實(shí)施例能夠有各種修改和備選形式，但是其一些示例實(shí)施例僅通過(guò)示例的方式在圖中示出，并且將在本文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，無(wú)意將示例實(shí)施例限定于所公開(kāi)的特定形式，而是相反，示例實(shí)施例應(yīng)當(dāng)涵蓋落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)的所有修改、等價(jià)物和備選物。貫穿附圖的描述，相同數(shù)字指代相同或相似的元件。
[0013]應(yīng)該理解的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為“連接”或者“耦合”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或者耦合到另一元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為被“直接連接”或者“直接耦合”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。用于描述元件之間的關(guān)系的其他詞措辭應(yīng)該以類(lèi)似的方式解釋(例如，“之間”對(duì)“直接之間”，“鄰近”與“直接鄰近”等)。
[0014]本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定示例實(shí)施例的目的，而并不旨在限制進(jìn)一步的示例實(shí)施例。如本文所用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指明。將進(jìn)一步理解，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”當(dāng)在本文中使用時(shí)，指明所陳述的特征、整體、動(dòng)作、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或者多個(gè)其他特征、整體、動(dòng)作、操作、元件、部件和/或其群組的存在或者附加。
[0015]除非另有定義，本文所使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與示例實(shí)施例所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解相同的含義。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語(yǔ)，例如常用詞典中定義的那些，應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義相一致的含義，而不應(yīng)當(dāng)以理想化或者過(guò)于正式的意義進(jìn)行解釋?zhuān)潜疚拿鞔_地如此定義。
[0016]圖1示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于形成垂直導(dǎo)電連接的方法的流程圖。方法100包括形成110電絕緣層，電絕緣層包括垂直延伸通過(guò)電絕緣層的至少一個(gè)孔洞，以及沉積120導(dǎo)電層。導(dǎo)電層的表面包括在電絕緣層的至少一個(gè)孔洞上方的凹陷。進(jìn)一步地，方法包括在導(dǎo)電層上形成130平滑層以及刻蝕140平滑層和導(dǎo)電層直到在電絕緣層的表面的至少一部分上方去除導(dǎo)電層被并且導(dǎo)電層保留在至少一個(gè)孔洞內(nèi)。
[0017]通過(guò)在刻蝕之前實(shí)現(xiàn)平滑層可以減少或者避免在刻蝕導(dǎo)電層期間導(dǎo)電層的凹陷的不期望的影響。導(dǎo)電層的保留在孔洞中的部分的表面處的凹陷的再現(xiàn)可以被緩和或者避免。以這種方式，可以避免開(kāi)路接觸和/或可以改進(jìn)垂直導(dǎo)電連接的可靠性。因此，可以改進(jìn)具有根據(jù)所提出的構(gòu)思形成的垂直導(dǎo)電連接的電氣器件的可靠性。
[0018]例如，垂直電連接可以是兩個(gè)水平金屬線或?qū)又g的連接、襯底(例如，半導(dǎo)體襯底)和水平金屬線或?qū)又g的連接或者焊盤(pán)金屬化層和水平金屬線或?qū)又g的連接。水平導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如，金屬線或?qū)?可以基本上平行于其上制造水平導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的襯底的表面延伸，而垂直導(dǎo)電連接(例如，接觸或者過(guò)孔)可以基本上正交于其上制造垂直導(dǎo)電連接的襯底的表面延伸。
[0019]電絕緣層可以是金屬間電介質(zhì)頂D (例如，硼磷硅玻璃BPSG或二氧化硅)，其可以布置在，例如，兩個(gè)水平金屬線或?qū)又g、襯底(例如，半導(dǎo)體襯底)與水平的金屬線或?qū)又g或者焊盤(pán)金屬化層和水平金屬線或?qū)又g。電絕緣層可以通過(guò)例如沉積(例如，化學(xué)氣相沉積，CVD)或者旋涂工藝形成。
[0020]電絕緣層包括一個(gè)或者多個(gè)孔洞，一個(gè)或者多個(gè)孔洞基本上垂直地延伸通過(guò)電絕緣層用于使得能夠?qū)崿F(xiàn)例如兩個(gè)水平金屬線或?qū)又g的、襯底(例如，半導(dǎo)體襯底)和水平金屬線或?qū)又g的或者焊盤(pán)金屬化層和水平金屬線或?qū)又g的一個(gè)或者多個(gè)垂直導(dǎo)電連接。例如，至少一個(gè)孔洞可以通過(guò)電絕緣層的掩模(例如，通過(guò)結(jié)構(gòu)化光致抗蝕劑層進(jìn)行掩模)刻蝕形成。至少一個(gè)孔洞可以包括介于50nm和5 μ m之間(或者介于70nm和2 μ m之間或者介于10nm和Ιμπι之間)的橫向尺寸(例如，最大、平均或最小的橫向尺寸)。
[0021]導(dǎo)電層可以是例如金屬層或多晶硅層。例如，導(dǎo)電層可以包括鎢、銅、鋁或多晶硅或包括鎢、銅和/或鋁的合金，或者由上述材料組成。導(dǎo)電層可以直接或間接地(例如，其間具有阻擋層)沉積在電絕緣層的表面(例如，整個(gè)表面或表面的一部分)上。換言之，導(dǎo)電層可以在電絕緣層之后直接沉積，或者一個(gè)或多個(gè)其他層可以在電絕緣層之后且導(dǎo)電層之前進(jìn)行沉積。
[0022]通過(guò)電絕緣層的至少一個(gè)孔洞(或者全部孔洞)可以在沉積導(dǎo)電層期間由導(dǎo)電層的材料填充(例如，基本上完全填充，忽略由于制造局限或約束而留下的空洞)。由于孔洞的填充消耗導(dǎo)電層的材料的一部分，因此例如在孔洞上方的導(dǎo)電層的表面處形成凹陷。例如，導(dǎo)電層可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積來(lái)進(jìn)行沉積。
[0023]平滑層可以是具有顯著降低的形貌的(例如，非共形再現(xiàn))或者不具有形貌的再現(xiàn)鄰近或者下面的表面的形貌的層。換言之，平滑層的表面可以包括比其上沉積平滑層的鄰近層或者下面的層顯著降低的形貌。例如，電絕緣層的表面的至少一個(gè)孔洞的位置處的凹陷包括第一深度，并且在電絕緣層的至少一個(gè)孔洞的位置處，平滑層的表面包括具有第二深度的凹陷或者是無(wú)凹陷的(包括基本上平整的表面)。在這種情況下，第一深度(例如，大于200nm、大于300nm或者大于500nm)大于第二深度(例如，小于lOOnm、小于80nm或者小于50nm)。凹陷的深度可以從理想的表面平面(例如，所希望的平坦表面或者通過(guò)對(duì)形貌進(jìn)行平均獲得的表面)垂直測(cè)量至凹陷的底部或者最低點(diǎn)。
[0024]例如，平滑層可以通過(guò)沉積(例如，化學(xué)氣相沉積，CVD)或者旋涂工藝形成。平滑層可以是有機(jī)層。例如，平滑層可以是底部抗反射涂層(例如，平整化BARC)、光致抗蝕劑層、漆層(lacquer layer)或者酰亞胺層。例如，底部抗反射涂層可以是