发明名称 半导体装置及形成该装置之方法
摘要 本发明提供一种具有多层内连线结构之半导体装置,其于第一层间绝缘体下至少具有复数个第一层内连线,以及在第一层间绝缘层上之蚀刻中止膜上至少具有复数个第二层内连线,并且此第一与第二层内连线系透过第一层间绝缘体中之介层接点彼此互相连接,其中复数个第二层内连线之相邻二个端点的其中至少一个中间区域上,并未存在此蚀刻中止膜。
申请公布号 TW478117 申请公布日期 2002.03.01
申请号 TW089109790 申请日期 2000.05.19
申请人 电气股份有限公司 发明人 小田 典明
分类号 H01L21/90;H01L21/768 主分类号 H01L21/90
代理机构 代理人 周良谋 新竹巿东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种半导体装置,具有多层内连线结构,包含在一 第一层间绝缘体下之至少复数个第一层内连线,以 及在该第一层间绝缘体上的一蚀刻中止膜上之至 少复数个第二层内连线,并且该第一与第二层内连 线系透过该第一层间绝缘体内之介层接点彼此相 连接, 其中该蚀刻中止膜并未存在于该复数个第二层内 连线相邻二端点间之至少一第一中间区域上。2. 如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该蚀刻 中止膜并未存在于该复数个第二层内连线相邻四 端点间之一第二中间区域上。3.如申请专利范围 第1项之半导体装置,其中该蚀刻中止膜并未存在 于彼此平行延伸之相邻二个该第二层内连线间之 至少一第三中间区域上。4.如申请专利范围第1项 之半导体装置,其中该蚀刻中止膜在该第二层内连 线所延伸之第一方向上,与该介层接点边界之间具 有一间距。5.如申请专利范围第1项之半导体装置, 其中该蚀刻中止膜在垂直于该第二层内连线所延 伸之第一方向的第二方向上,与该介层接点边界之 间具有一间距。6.一种半导体装置,具有多层内连 线结构,包含在一第一层间绝缘体下之至少复数个 第一层内连线,以及在该第一层间绝缘体上的一蚀 刻中止膜上之至少复数个第二层内连线,并且该第 一与第二层内连线系透过该第一层间绝缘体内之 介层接点彼此相连接, 其中该蚀刻中止膜在该第二层内连线所延伸之一 第一方向上,与该介层接点边界之间具有一间距。 7.如申请专利范围第6项之半导体装置,其中该蚀刻 中止膜并未存在于该复数个第二层内连线相邻二 端点间之至少一第一中间区域上。8.如申请专利 范围第7项之半导体装置,其中该蚀刻中止膜并未 存在于该复数个第二层内连线相邻四端点间之一 第二中间区域上。9.如申请专利范围第7项之半导 体装置,其中该蚀刻中止膜并未存在于彼此平行延 伸之相邻二个该第二层内连线间之至少一第三中 间区域上。10.一种半导体装置,具有多层内连线结 构,包含在一第一层间绝缘体下之至少复数个第一 层内连线,以及在该第一层间绝缘体上的一蚀刻中 止膜上之至少复数个第二层内连线,并且该第一与 第二层内连线系透过该第一层间绝缘体内之介层 接点彼此相连接, 其中该蚀刻中止膜在垂直于该第二层内连线所延 伸之第一方向的第二方向上,与该介层接点边界之 间具有一间距。11.如申请专利范围第10项之半导 体装置,其中该蚀刻中止膜并未存在于该复数个第 二层内连线相邻二端点间之至少一第一中间区域 上。12.如申请专利范围第11项之半导体装置,其中 该蚀刻中止膜并未存在于该复数个第二层内连线 相邻四端点间之一第二中间区域上。13.如申请专 利范围第11项之半导体装置,其中该蚀刻中止膜并 未存在于彼此平行延伸之相邻二个该第二层内连 线间之至少一第三中间区域上。14.一种具有一窗 孔之蚀刻中止膜,其位于一具有多层内连线结构之 半导体装置中的第一层间绝缘体之上以及第二层 间绝缘体之下,该第一层间绝缘体之下具有至少复 数个第一层内连线,且该蚀刻中止膜之上具有至少 复数个第二层内连线,并且该第一与第二层内连线 系透过该第一层间绝缘体中之介层接点彼此互相 连接, 其中该蚀刻中止膜之窗孔系存在于该复数个第二 层内连线相邻二端点间之至少一第一中间区域上 。15.如申请专利范围第14项之蚀刻中止膜,其中该 蚀刻中止膜之窗孔系存在于该复数个第二层内连 线相邻四端点间之一第二中间区域上。16.如申请 专利范围第14项之蚀刻中止膜,其中该蚀刻中止膜 之窗孔系存在于彼此互相平行延伸之相邻二个该 第二层内连线间之至少一第三中间区域上。17.如 申请专利范围第14项之蚀刻中止膜,其中该蚀刻中 止膜之窗孔在该第二层内连线所延伸之一第一方 向上,与该介层接点之一边界间具有一间距。18.如 申请专利范围第14项之蚀刻中止膜,其中该蚀刻中 止膜之窗孔在垂直于该第二层内连线所延伸之一 第一方向的第二方向上,与该介层接点之一边界间 具有一间距。19.一种具有一窗孔之蚀刻中止膜,其 位于一具有多层内连线结构之半导体装置中的第 一层间绝缘体之上以及第二层间绝缘体之下,该第 一层间绝缘体之下具有至少复数个第一层内连线, 且该蚀刻中止膜之上具有至少复数个第二层内连 线,并且该第一与第二层内连线系透过该第一层间 绝缘体中之介层接点彼此互相连接, 其中该蚀刻中止膜之窗孔在该第二层内连线所延 伸之一第一方向上,与该介层接点之一边界间具有 一间距。20.如申请专利范围第19项之蚀刻中止膜, 其中该蚀刻中止膜并未存在于该复数个第二层内 连线相邻二端点间之至少一第一中间区域上。21. 如申请专利范围第20项之蚀刻中止膜,其中该蚀刻 中止膜之窗孔存在于该复数个第二层内连线相邻 四端点间之一第二中间区域上。22.如申请专利范 围第20项之蚀刻中止膜,其中该蚀刻中止膜之窗孔 存在于彼此平行延伸之相邻二个该第二层内连线 间之至少一第三中间区域上。23.一种具有一窗孔 之蚀刻中止膜,其位于一具有多层内连线结构之半 导体装置中的第一层间绝缘体之上以及第二层间 绝缘体之下,该第一层间绝缘体之下具有至少复数 个第一层内连线,且该蚀刻中止膜之上具有至少复 数个第二层内连线,并且该第一与第二层内连线系 透过该第一层间绝缘体中之介层接点彼此互相连 接, 其中该蚀刻中止膜之窗孔在垂直于该第二层内连 线所延伸之一第一方向之第二方向上,与该介层接 点之一边界间具有一间距。24.如申请专利范围第 23项之蚀刻中止膜,其中该蚀刻中止膜之窗孔存在 于该复数个第二层内连线相邻二端点间之至少一 第一中间区域上。25.如申请专利范围第24项之蚀 刻中止膜,其中该蚀刻中止膜之窗孔存在于该复数 个第二层内连线相邻四端点间之一第二中间区域 上。26.如申请专利范围第24项之蚀刻中止膜,其中 该蚀刻中止膜之窗孔存在于彼此平行延伸之相邻 二个该第二层内连线间之至少一第三中间区域上 。27.一种形成半导体装置之方法,包含以下步骤: 在一半导体基板上之一绝缘层上形成复数个第一 层内连线; 在该第一层内连线与该绝缘层上形成一第一层间 绝缘体; 在该第一层间绝缘体上形成一蚀刻中止膜; 选择性移除该蚀刻中止膜,以在该蚀刻中止膜中形 成一窗孔; 在该蚀刻中止膜与该第一层间绝缘体上形成一第 二层间绝缘体; 利用该蚀刻中止膜以及该第二层间绝缘体上之一 光阻图案,对该第一与第二层间绝缘层进行一非等 向性蚀刻,根据该蚀刻中止膜之定义,形成复数个 第二层内连线沟槽,并形成连接该第一层内连线与 该第二层内连线沟槽之复数个介层洞;以及 在该第二层内连线沟槽中形成复数个第二层内连 线,并且在该介层洞中形成复数个介层接点,俾能 使该第二层内连线经由该介层洞连接至该第一层 内连线; 其中该蚀刻中止膜之窗孔存在于该复数个第二层 内连线相邻二端点间之至少一第一中间区域上。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中该蚀刻中止 膜之窗孔存在于该复数个第二层内连线相邻四端 点间之一第二中间区域上。29.如申请专利范围第 27项之方法,其中该蚀刻中止膜之窗孔存在于彼此 平行延伸之相邻二个该第二层内连线间之至少一 第三中间区域上。30.如申请专利范围第27项之方 法,其中该蚀刻中止膜之窗孔在该第二层内连线所 延伸之一第一方向上,与该介层接点之一边界间具 有一间距。31.如申请专利范围第27项之方法,其中 该蚀刻中止膜之窗孔在垂直于该第二层内连线所 延伸之一第一方向之第二方向上,与该介层接点之 一边界间具有一间距。32.一种形成半导体装置之 方法,包含以下步骤: 在一半导体基板上之一绝缘层上形成复数个第一 层内连线; 在该第一层内连线与该绝缘层上形成一第一层间 绝缘体; 在该第一层间绝缘体上形成一蚀刻中止膜; 选择性移除该蚀刻中止膜,以在该蚀刻中止膜中形 成一窗孔; 在该蚀刻中止膜与该第一层间绝缘体上形成一第 二层间绝缘体; 利用该蚀刻中止膜以及该第二层间绝缘体上之一 光阻图案,对该第一与第二层间绝缘层进行一非等 向性蚀刻,根据该蚀刻中止膜之定义,形成复数个 第二层内连线沟槽,并形成连接该第一层内连线与 该第二层内连线沟槽之复数个介层洞;以及 在该第二层内连线沟槽中形成复数个第二层内连 线,并且在该介层洞中形成复数个介层接点,俾能 使该第二层内连线经由该介层洞连接至该第一层 内连线; 其中该蚀刻中止膜之窗孔在该第二层内连线所延 伸之一第一方向上,与该介层接点之一边界间具有 一间距。33.如申请专利范围第32项之方法,其中该 蚀刻中止膜并未存在于该复数个第二层内连线相 邻二端点间之至少一第一中间区域上。34.如申请 专利范围第33项之方法,其中该蚀刻中止膜之窗孔 存在于该复数个第二层内连线相邻四端点间之一 第二中间区域上。35.如申请专利范围第33项之方 法,其中该蚀刻中止膜之窗孔存在于彼此平行延伸 之相邻二个该第二层内连线间之至少一第三中间 区域上。36.一种形成半导体装置之方法,包含以下 步骤: 在一半导体基板上之一绝缘层上形成复数个第一 层内连线; 在该第一层内连线与该绝缘层上形成一第一层间 绝缘体; 在该第一层间绝缘体上形成一蚀刻中止膜; 选择性移除该蚀刻中止膜,以在该蚀刻中止膜中形 成一窗孔; 在该蚀刻中止膜与该第一层间绝缘体上形成一第 二层间绝缘体; 利用该蚀刻中止膜以及该第二层间绝缘体上之一 光阻图案,对该第一与第二层间绝缘层进行一非等 向性蚀刻,根据该蚀刻中止膜之定义,形成复数个 第二层内连线沟槽,并形成连接该第一层内连线与 该第二层内连线沟槽之复数个介层洞;以及 在该第二层内连线沟槽中形成复数个第二层内连 线,并且在该介层洞中形成复数个介层接点,俾能 使该第二层内连线经由该介层洞连接至该第一层 内连线; 其中该蚀刻中止膜之窗孔在垂直于该第二层内连 线所延伸之一第一方向之第二方向上,与该介层接 点之一边界间具有一间距。37.如申请专利范围第 36项之方法,其中该蚀刻中止膜之窗孔存在于该复 数个第二层内连线相邻二端点间之至少一第一中 间区域上。38.如申请专利范围第37项之方法,其中 该蚀刻中止膜之窗孔存在于该复数个第二层内连 线相邻四端点间之一第二中间区域上。39.如申请 专利范围第37项之方法,其中该蚀刻中止膜之窗孔 存在于彼此平行延伸之相邻二个该第二层内连线 间之至少一第三中间区域上。图式简单说明: 图1系一具有传统双金属镶嵌内连线结构之半导体 装置其局部平面略图。 图2系一具有传统双金属镶嵌内连线结构之半导体 装置,沿着图1之C-C线所观察到之局部前视横剖面 略图。 图3系图1中一具有问题的传统双金属镶嵌内连线 结构之半导体装置其局部平面略图。 图4系一具有问题的传统双金属镶嵌内连线结构半 导体装置,其沿着图3之D-D线所观察到之局部前视 横剖面略图。 图5系具有另一传统双金属镶嵌内连线结构之半导 体装置其局部平面略图。 图6系具有另一传统双金属镶嵌内连线结构之半导 体装置,其沿着图5之E-E线所观察到之局部前视横 剖面略图。 图7系图5中具有问题之另一传统双金属镶嵌内连 线结构之半导体装置其局部平面略图。 图8系具有问题之另一传统双金属镶嵌内连线结构 半导体装置,其沿着图7之F-F线所观察到之局部前 视横剖面略图。 图9系一具有第三传统双金属镶嵌内连线结构之半 导体装置其局部平面略图。 图10系依据本发明之第一实施例,第一种具有改良 过的双金属镶嵌内连线结构之新颖半导体装置其 局部平面略图。 图11系第一种具有改良过的变金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,沿着图10之A-A线所观察到之 局部前视横剖面略图。 图12系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,沿着图10之B-B线所观察到之 局部前视横剖面略图。 图13A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第一步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图13B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第一步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图14A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第二步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图14B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第二步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图15A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第三步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图15B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第三步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图16A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第四步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图16B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第四步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图17A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第五步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图17B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第五步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图18A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第六步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图18B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第六步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图19A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第七步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图19B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第七步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图20A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第八步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图20B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第八步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图21A系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第九步骤时,沿着图10之A-A线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图21B系第一种具有改良过的双金属镶嵌内连线结 构之新颖半导体装置,在其新颖制造方法的连续制 程步骤中之第九步骤时,沿着图10之B-B线所观察到 之局部前视横剖面略图。 图22系依据本发明第二实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第二种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,某一步骤 所得之局部前视横剖面略图。 图23系依据本发明第二实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第二种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,下一步骤 所得之局部前视横剖面略图。 图24系依据本发明第二实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第二种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,再下一步 骤所得之局部前视横剖面略图。 图25系一具有双金属镶嵌内连线结构之新颖半导 体装置,在如图22至24所示之连续制程步骤中,于蚀 刻中止膜内未保留间隙之情况的局部前视横剖面 略图。 图26系依据本发明第三实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第三种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,某一步骤 所得之局部前视横剖面略图。 图27系依据本发明第三实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第三种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,下一步骤 所得之局部前视横剖面略图。 图28系依据本发明第三实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第三种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,再下一步 骤所得之局部前视横剖面略图。 图29系一具有双金属镶嵌内连线结构之新颖半导 体装置,在如图26至28所示之连续制程步骤中,于蚀 刻中止膜内未保留间隙之情况的局部前视横剖面 略图。 图30系依据本发明第四实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第四种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,某一步骤 所得之局部前视横剖面略图。 图31系依据本发明第四实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第四种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,下一步骤 所得之局部前视横剖面略图。 图32系依据本发明第四实施例,一具有改良过的双 金属镶嵌内连线结构之第四种新颖半导体装置,其 新颖制造方法所述之连续制程步骤当中,再下一步 骤所得之局部前视横剖面略图。 图33系一具有双金属镶嵌内连线结构之半导体装 置之局部前视横剖面略图,其蚀刻中止膜在如图30 至32所示之连续制程步骤中,第一与第二顶层内连 线沟槽上具有一细微部分。
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