完全自对准减材蚀刻制造技术

描述了提供完全自对准的第一金属化线、M1、过孔、和第二金属化线、M2的设备与方法。第一金属化线包括在基板上的第一绝缘层上沿第一方向延伸的一组多条第一导线；第二金属化线包括在该第一金属化线上方的蚀刻停止层上的一组多条第二导线，该组多条第二导线沿第二方向延伸，该第二方向以一定角度与该第一方向交叉；以及位于该第一金属化线和该第二金属化线之间的至少一个过孔，该至少一个过孔包括过孔金属化层，其中该至少一个过孔沿该第二方向与第一金属化线的一者自对准，且该至少一个过孔沿该第一方向与第二金属化线的一者自对准，该第二方向以一角度与该第一方向交叉。第二方向以一角度与该第一方向交叉。第二方向以一角度与该第一方向交叉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】完全自对准减材蚀刻


[0001]本公开内容的实施方式属于电子器件制造领域，特别是属于集成电路(IC)制造。更特定而言，本公开内容的实施方式涉及生产自对准(self
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aligned)金属化(metallization)层和过孔(via)的方法。

技术介绍

[0002]通常，集成电路(IC)是指一组电子器件，例如，形成在半导体材料(通常为硅)的小型芯片上的晶体管。通常，IC包括一层或多层的金属化物，该金属化物具有金属线，以将IC的电子器件彼此连接及连接到至外部的连接件。一般而言，层间介电材料层放置在IC的金属化层之间以用于绝缘。
[0003]钌已被用于取代铜作为亚5nm的技术节点的后端线(back
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end
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of
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line,BEOL)互连材料。随着当前的节点尺寸缩小，互连电阻/电容(RC)延迟比晶体管延迟大超过一千倍，因此互连延迟在总延迟时间上占主导地位。减少RC延迟成为最大的规模缩放(scaling)的挑战之一。因此，需要用于减少互连延迟的方法和器件。

技术实现思路

[0004]描述了形成电子器件的设备和方法。在一个或多个实施方式中，一种形成电子器件的方法包括：形成第一金属化线，该第一金属化线具有第一宽度；在该第一金属化线上的过孔金属化层上形成过孔掩模，该过孔掩模具有掩模宽度和掩模长度；形成过孔，该过孔具有等于该掩模宽度的过孔金属长度，及具有等于该第一宽度的过孔金属宽度；及形成第二金属化线。
[0005]一个或多个实施方式涉及一种电子器件。在一个或多个实施方式中，一种电子器件包括：第一金属化线，包括在基板上的第一绝缘层上沿第一方向延伸的一组多条第一导线(conductive line)；第二金属化线，包括在该第一金属化线上方的蚀刻停止层上的一组多条第二导线，该组多条第二导线沿第二方向延伸，该第二方向以一定角度与该第一方向交叉；以及至少一个过孔，该至少一个过孔位于该第一金属化线和该第二金属化线之间，该至少一个过孔包括过孔金属化层，其中该至少一个过孔沿该第二方向与该些第一金属化线的其中一者自对准，且该至少一个过孔沿该第一方向与该些第二金属化线的其中一者自对准，该第二方向以一定角度与该第一方向交叉。
[0006]一个或多个实施方式中，描述一种用于形成完全自对准过孔的处理器实施方法(processor
‑
implemented method)。在一个或多个实施方式中，一种处理器实施方法包括：接收用于第一配置(configuration)的数据，以控制形成第一金属化线，该第一金属化线具有第一宽度；接收用于第二配置的数据，以控制在该第一金属化线上形成过孔掩模，该过孔掩模具有掩模宽度和掩模长度；接收用于第三配置的数据，以控制形成过孔，该过孔具有等于该掩模宽度的过孔金属长度，及具有等于该第一宽度的过孔金属宽度；以及，接收用于第四配置的数据，以控制形成第二金属化线。
附图说明
[0007]为了能够详细理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式(其中一些绘示于附图中)获得对上文简要总结的本公开内容的更特定的描述。然而，应注意，附图仅说明本公开内容的典型实施方式，因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开内容可容许其他等效实施方式。在附图的各图中，是以示例的方式而非限制的方式说明本文所描述的实施方式，图中相同的附图标记是指相似的元件。
[0008]图1绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0009]图2绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0010]图3绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0011]图4绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0012]图5绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0013]图6绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0014]图7绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0015]图8绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0016]图9绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0017]图9A绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0018]图10绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0019]图10A绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0020]图11绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0021]图11A绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；
[0022]图11B绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图；及
[0023]图12绘示根据一个或多个实施方式的电子器件结构的透视图。
具体实施方式
[0024]在描述本公开内容的数个示例性实施方式之前，应理解，本公开内容并不限于下文描述中所阐述的构造或处理步骤的细节。本公开内容能够有其他实施方式并且能够以各种方式实践或执行。
[0025]如本文所用的“基板”是指在制造处理期间，在其上执行膜处理的任何基板或形成在基板上的材料表面。例如，能够在其上执行处理的基板表面包括诸如下述材料：硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂氧化硅、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石，以及任何其他材料，例如金属、金属氮化物、金属合金，和其他导电材料，者取决于应用。基板包括但不限于半导体晶片。基板可暴露于预处理工艺，以对基板表面进行研磨、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火和/或烘烤。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理外，在本公开内容中，如下文更详细公开的那样，也可以在形成于基板上的下层(under
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layer)上执行所公开的膜处理步骤的任一者，且术语“基板表面”旨在包括上下文所指示的此类下层。因此，例如，当膜/层或部分膜/层已沉积到基板表面上时，新沉积的膜/层的暴露表面成为基板表面。
[0026]如本说明书和所附的权利要求书中所用，术语“前驱物”、“反应物”、“反应气体”等可互换地使用，以指示能够与基板表面反应的任何气态物种。
[0027]描述了提供自对准金属化层(即Ml和M2)和自对准过孔的设备及方法。在一个或多个实施方式中，使用尺寸过大(oversized)的掩模以获得更大的重叠余量(overlay margin)，而额外的蚀刻步骤允许过孔临界尺寸(CD)修整以与其上方金属线的临界尺寸匹配，从而产生完全自对准的金属化层M1、过孔、和金属化层M2。此外，在一个或多个实施方式中，最终的过孔金属面积最大化，使得过孔电阻减少。
[0028]在下文的描述中，阐述了许多特定细节，诸如特定材料、化学成分(chemistry)、器件的尺寸等，以提供对本公开内容的一个或多个实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可在无这些特定细节的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成电子器件的方法，所述方法包括：形成第一金属化线，所述第一金属化线具有第一宽度；在所述第一金属化线上的过孔金属化层上形成过孔掩模，所述过孔掩模具有掩模宽度和掩模长度；形成过孔，所述过孔具有等于所述掩模宽度的过孔金属长度，及具有等于所述第一宽度的过孔金属宽度；及形成第二金属化线。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述过孔掩模包括位于硬掩模层上的极紫外线(EUV)三层。3.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述第一金属化线的步骤包括：对基板上的绝缘层上的第一金属化层上的所述过孔金属化层进行图案化，所述过孔金属化层在顶表面上具有硬掩模。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：在所述第一金属化线上沉积隙缝填充层。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述过孔掩模形成于所述过孔金属化层的顶表面上及所述隙缝填充层的顶表面上。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述过孔金属化层与所述第一金属化层由蚀刻停止层分开，且其中所述过孔金属化层与所述第一金属化层独立地包括以下一者或多者：铜(Cu)、钌(Ru)、镍(Ni)、钴(Co)、铬(Cr)、铁(Fe)、锰(Mn)、钛(Ti)、铝(Al)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、钒(V)、钼(Mo)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铟(In)、锡(Sn)、铅(Pb)、锑(Sb)、铋(Bi)、锌(Zn)或镉(Cd)。7.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述过孔的步骤包括：蚀刻所述EUV三层以暴露所述硬掩模层的顶表面；蚀刻所述硬掩模层以暴露所述过孔金属化层：蚀刻所述过孔金属化层以暴露所述蚀刻停止层；及移除所述蚀刻停止层以暴露所述第一金属化层的顶表面。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述蚀刻停止层与所述硬掩模层独立地包括以下一者或多者：氮化钛(TiN)、钛(Ti)、钽(Ta)或氮化钽(TaN)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、氮化硅(SiN)、碳氮化硅(SiCN)、碳化钨(WC)、碳化硼钨(WBC)、硼化硅(SiBx)、碳化硼(BC)、非晶碳、氮化硼(BN)、氮化硼碳(BCN)和类似者。9.根据权利要求3所述的方法，其中所述绝缘层包括一种或多种氧化物、碳掺杂氧化物、多孔二氧化硅、碳化物、碳氧化物、氮化物、氮氧化物、碳氮氧化物、聚合物、磷硅酸盐玻璃、氟硅酸盐(SiOF)玻璃、有机硅酸盐玻璃(SiOCH)、或上述各项的任何组合。10.一种电子器件，包括：第一金属化线，所述第一金属化线包括在基板上的第一绝缘层上沿第一方向延伸的一组多条第一导线；第二金属化线，所述第二金属化线包括在所述第一金属化线上方的蚀刻停止层上的一组多条第二导线，所述一组多条第二导线沿第二方向延伸，所述第二方向以一角度与所述第一方向交叉；以及至少一个过孔，所述至少一个过孔位于所述第一金属化线和所述第二金属化线之间，
所述至少一个过孔包括过孔金属化层，其中所述至少一个过孔沿所述第二方向与所述第一金属化线的一者自对准，且所述至少一个过孔沿所述第一方向与所述第二金属化线的一者自对准，所述第二方向以一角度与所述第一方向交叉。11.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述绝缘层包括一种或多种氧化物、碳掺杂氧化物、多孔二氧化硅、碳化物、碳氧化物、氮化物、氮氧化物、碳氮氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯立丽，代宇琼，马杜尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：