用于形成垂直导电连接的方法

用于形成垂直导电连接的方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及电气器件的制造，并且具体实施例涉及用于形成垂直导电连接的方法、用于形成半导体器件的方法以及用于形成半导体器件的钨连接的方法。
【背景技术】
[0002]芯片上的布线的制造是具有挑战性的任务。需要许多工艺步骤以获得小尺寸的可靠的导电水平线和垂直连接。一般而言，期望增加电气器件的可靠性。

【发明内容】

[0003]一些实施例涉及一种用于形成垂直导电连接的方法。该方法包括形成包括垂直延伸通过电绝缘层的至少一个孔洞的电绝缘层以及沉积导电层。导电层的表面包括在电绝缘层的至少一个孔洞上方的凹陷。进一步地，该方法包括在导电层上形成平滑层以及刻蚀平滑层和导电层直到在电绝缘层的表面的至少一部分上方去除导电层并且导电层保留在至少一个孔洞内。
[0004]一些实施例涉及一种形成半导体器件的方法。该方法包括形成包括垂直延伸通过电绝缘层的至少一个孔洞的电绝缘层以及沉积导电层。导电层的表面包括在电绝缘层的至少一个孔洞的位置处的凹陷。进一步地，该方法包括在导电层上形成平滑层以及刻蚀平滑层和导电层直到在电绝缘层的表面的至少一部分上方去除导电层并且导电层保留在至少一个孔洞内。
[0005]—些实施例涉及一种形成半导体器件的钨连接的方法。该方法包括形成电绝缘层，电绝缘层包括垂直延伸通过电绝缘层到半导体器件的半导体衬底或金属层的至少一个孔洞，以及在形成电绝缘层之后沉积钨层。进一步地，该方法包括在钨层上形成平滑层以及刻蚀平滑层和钨层直到在电绝缘层的表面的至少一部分上方去除钨层并且钨层保留在至少一个孔洞内。
【附图说明】
[0006]装置和/或方法的一些实施例将在下面仅通过示例的方式并且参考附图进行描述，在附图中
[0007]图1示出了用于形成垂直导电连接的方法的流程图；
[0008]图2a-图2d示出了垂直导电连接的制造的示意图示；
[0009]图3示出了用于形成半导体器件的方法的流程图；以及
[0010]图4示出了用于形成半导体器件的钨连接的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]现在将参考其中图示了一些示例实施例的附图更加充分地描述各种示例实施例。在图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度可以被夸大。
[0012]因此，虽然进一步的实施例能够有各种修改和备选形式，但是其一些示例实施例仅通过示例的方式在图中示出，并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，无意将示例实施例限定于所公开的特定形式，而是相反，示例实施例应当涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等价物和备选物。贯穿附图的描述，相同数字指代相同或相似的元件。
[0013]应该理解的是，当一个元件被称为“连接”或者“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或者耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为被“直接连接”或者“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词措辞应该以类似的方式解释(例如，“之间”对“直接之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。
[0014]本文所使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而并不旨在限制进一步的示例实施例。如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解，术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”当在本文中使用时，指明所陈述的特征、整体、动作、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或者多个其他特征、整体、动作、操作、元件、部件和/或其群组的存在或者附加。
[0015]除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例实施例所属领域普通技术人员通常理解相同的含义。将进一步理解的是，术语，例如常用词典中定义的那些，应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，而不应当以理想化或者过于正式的意义进行解释，除非本文明确地如此定义。
[0016]图1示出了根据一实施例的用于形成垂直导电连接的方法的流程图。方法100包括形成110电绝缘层，电绝缘层包括垂直延伸通过电绝缘层的至少一个孔洞，以及沉积120导电层。导电层的表面包括在电绝缘层的至少一个孔洞上方的凹陷。进一步地，方法包括在导电层上形成130平滑层以及刻蚀140平滑层和导电层直到在电绝缘层的表面的至少一部分上方去除导电层被并且导电层保留在至少一个孔洞内。
[0017]通过在刻蚀之前实现平滑层可以减少或者避免在刻蚀导电层期间导电层的凹陷的不期望的影响。导电层的保留在孔洞中的部分的表面处的凹陷的再现可以被缓和或者避免。以这种方式，可以避免开路接触和/或可以改进垂直导电连接的可靠性。因此，可以改进具有根据所提出的构思形成的垂直导电连接的电气器件的可靠性。
[0018]例如，垂直电连接可以是两个水平金属线或层之间的连接、衬底(例如，半导体衬底)和水平金属线或层之间的连接或者焊盘金属化层和水平金属线或层之间的连接。水平导电结构(例如，金属线或层)可以基本上平行于其上制造水平导电结构的衬底的表面延伸，而垂直导电连接(例如，接触或者过孔)可以基本上正交于其上制造垂直导电连接的衬底的表面延伸。
[0019]电绝缘层可以是金属间电介质頂D (例如，硼磷硅玻璃BPSG或二氧化硅)，其可以布置在，例如，两个水平金属线或层之间、衬底(例如，半导体衬底)与水平的金属线或层之间或者焊盘金属化层和水平金属线或层之间。电绝缘层可以通过例如沉积(例如，化学气相沉积，CVD)或者旋涂工艺形成。
[0020]电绝缘层包括一个或者多个孔洞，一个或者多个孔洞基本上垂直地延伸通过电绝缘层用于使得能够实现例如两个水平金属线或层之间的、衬底(例如，半导体衬底)和水平金属线或层之间的或者焊盘金属化层和水平金属线或层之间的一个或者多个垂直导电连接。例如，至少一个孔洞可以通过电绝缘层的掩模(例如，通过结构化光致抗蚀剂层进行掩模)刻蚀形成。至少一个孔洞可以包括介于50nm和5 μ m之间(或者介于70nm和2 μ m之间或者介于10nm和Ιμπι之间)的横向尺寸(例如，最大、平均或最小的横向尺寸)。
[0021]导电层可以是例如金属层或多晶硅层。例如，导电层可以包括钨、铜、铝或多晶硅或包括钨、铜和/或铝的合金，或者由上述材料组成。导电层可以直接或间接地(例如，其间具有阻挡层)沉积在电绝缘层的表面(例如，整个表面或表面的一部分)上。换言之，导电层可以在电绝缘层之后直接沉积，或者一个或多个其他层可以在电绝缘层之后且导电层之前进行沉积。
[0022]通过电绝缘层的至少一个孔洞(或者全部孔洞)可以在沉积导电层期间由导电层的材料填充(例如，基本上完全填充，忽略由于制造局限或约束而留下的空洞)。由于孔洞的填充消耗导电层的材料的一部分，因此例如在孔洞上方的导电层的表面处形成凹陷。例如，导电层可以通过化学气相沉积来进行沉积。
[0023]平滑层可以是具有显著降低的形貌的(例如，非共形再现)或者不具有形貌的再现邻近或者下面的表面的形貌的层。换言之，平滑层的表面可以包括比其上沉积平滑层的邻近层或者下面的层显著降低的形貌。例如，电绝缘层的表面的至少一个孔洞的位置处的凹陷包括第一深度，并且在电绝缘层的至少一个孔洞的位置处，平滑层的表面包括具有第二深度的凹陷或者是无凹陷的(包括基本上平整的表面)。在这种情况下，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)。凹陷的深度可以从理想的表面平面(例如，所希望的平坦表面或者通过对形貌进行平均获得的表面)垂直测量至凹陷的底部或者最低点。
[0024]例如，平滑层可以通过沉积(例如，化学气相沉积，CVD)或者旋涂工艺形成。平滑层可以是有机层。例如，平滑层可以是底部抗反射涂层(例如，平整化BARC)、光致抗蚀剂层、漆层(lacquer layer)或者酰亚胺层。例如，底部抗反射涂层可以是