[发明专利]采用选择性金属沉积的完全对准的通孔

说明书

本发明提出了通过采用选择性金属沉积来创建完全对准的通孔(FAV)。所述方法包含在第一层间电介质(ILD)层内形成金属线，在第一ILD层之上形成第二ILD层，在第二ILD层之上形成光刻堆叠体以限定防止通孔生长的区域，使光刻堆叠体凹陷以暴露金属线的由光刻堆叠体允许通孔生长的顶表面，以及在金属线的允许通孔生长的暴露的顶表面之上进行金属生长。

技术领域

本发明总体上涉及半导体装置，并且更具体而言，涉及通过采用选择性金属沉积来形成完全对准的通孔。

背景技术

相关技术的描述

随着工艺尺寸持续缩小，半导体装置的光刻蚀刻图案化通常需要印刷64纳米(nm)或者更小节距的金属层(Mx级别)。然而，不良的覆盖可是成功的图案化应用中考虑的重要因素。例如，在没有自对准的通孔(SAV)工艺的情况下，铜线和通孔之间的介电空间可能变小，这可能引起可靠性问题。此外，当前的SAV工艺通常仅在一个方向上自对准。由于通孔底部与其下方的不相关的金属接近，可形成时间依赖的介电击穿的可靠性失效机制的弱点。沿着其界面可能发生击穿以导致泄漏增加或完全短路，因此影响产品的功能性。

发明内容

根据实施例，提供一种通过采用选择性金属沉积来创建完全对准的通孔(FAV)的方法。该方法包含：在第一层间电介质(ILD)层内形成金属线，在第一ILD层之上形成第二ILD层，在第二ILD层之上形成光刻堆叠体以限定防止通孔生长的区域，使光刻堆叠体凹陷以暴露金属线的由光刻堆叠体允许通孔生长的顶表面，以及在金属线的允许通孔生长的暴露的顶表面之上进行金属生长。

根据实施例，提供一种通过采用选择性金属沉积来创建完全对准的通孔(FAV)的方法。该方法包含：在第一层间电介质(ILD)层内形成金属线，在金属线上形成绝缘蚀刻停止层，在绝缘蚀刻停止层之上形成第二ILD层，在第二ILD层之上形成光刻堆叠体以限定防止通孔生长的区域，使光刻堆叠体凹陷以暴露金属线的由光刻堆叠体允许通孔生长的顶表面，在金属线的允许通孔生长的暴露的顶表面之上进行金属生长，以及在金属生长之上沉积共形金属氮化物盖，使得在金属生长和第二ILD层之间形成气隙。

根据另一个实施例，提供一种通过采用选择性金属沉积来创建完全对准的通孔(FAV)的半导体装置。半导体装置包含金属线、第二ILD层、金属生长和共形金属氮化物盖，该金属线设置在第一层间电介质(ILD)层内；该第二ILD层设置在第一ILD层之上；该金属生长设置在允许通孔生长的暴露的金属线之上；并且该共形金属氮化物盖设置在金属生长之上，使得在金属生长和第二ILD层之间形成气隙。

应该注意的是，参考不同主题来描述示例性实施例。特别地，一些实施例参考方法类型的权利要求来描述，而其他实施例参考设备类型的权利要求来描述。然而，本领域技术人员将从上述或以下的描述中获悉的是，除非另外指出，除了属于主题的一个类型的特征的任何组合以外，在与不同主题相关的特征之间(特别是在方法类型的权利要求的特征和设备类型的权利要求的特征之间)的任何组合被认为在该文档内描述。

从以下对其说明性实施例的详细描述中，这些和其他特征和优点将变得显而易见，这将结合附图来理解。

附图说明

本发明将参考如下附图在以下的优选的实施例的描述中提供细节，其中：

图1是根据本发明的实施例的包含至少多个金属线的半导体结构的横截面图；

图2是根据本发明的实施例的、图1中发生凹陷以暴露绝缘蚀刻停止层的顶表面的半导体结构的横截面图；

图3是根据本发明的实施例的、图2中沉积有机平坦化层(OPL)、抗反射涂层(ARC)层和光刻胶的半导体结构的横截面图；

图4是根据本发明的实施例的、图3中移除光刻胶、蚀刻OPL和ARC层以暴露多个金属线中的一个或多个的顶表面的半导体结构的横截面图；