[发明专利]多层互连结构及用于集成电路的方法

说明书

技术领域

本发明大致上是关于用以形成多层互连结构及包含它们的集成电路的结构及方法。

背景技术

通常采用多层互连作为复杂集成电路(IC)的一部分。如此处所使用的，“集成电路”这个术语及“IC”这个缩写字，是打算包含采用单石(monolithic)多层互连的任何电子系统，不论是否是形成在半导体衬底上。一般说来，该多层互连的各个阶层是由电性导电件的第一阶层(例如，识别为导电件MN)及各种导电件填充的通孔(例如，识别为VN+1/N)所组成，该电性导电件的该第一阶层被电介质中介层覆盖，在该电介质中介层上方为导电件的第二阶层(例如，识别为导电件MN+1)，该通孔在该两个导电件阶层MN+1及MN之间延伸，从而将一些该导电件MN+1电性耦接至位于彼此上方的一些导电件MN。该自变量N识别所参考的互连阶层的该堆叠的该特别互连阶层。当该IC内的各种器具及其它组件的关键尺寸缩减以达成每一个更复杂的IC功能时，可能由该多层互连所赋予的包装密度限制及可能从其所引起的故障机制是重要的考虑。

发明内容

揭露一种形成含有多层互连结构的集成电路(IC)的方法。设置其上具有第N个电介质的衬底，希望在该第N个电介质中或上形成具有下导电件MN、上导电件MN+1及互连通孔VN+1/N的多层互连。下导电件MN是形成在该衬底上，该下导电件MN的上表面是凹陷低于该第N个电介质的上表面。第(N+1)个电介质是设置在该第N个电介质及该下导电件MN的该上表面上方。第(N+1)个孔洞是从该上导电件MN+1的希望位置形成穿过该第(N+1)个电介质，并且暴露该下导电件MN的该上表面。该第(N+1)个孔洞是以电性导电件填充，该电性导电件是配适以形成该上导电件MN+1及该连接通孔VN+1/N，并且与该下导电件MN的该上表面作出电性接触。

在较佳实施例中，形成该下导电件MN包含在该衬底上形成至少一个第N个电介质、蚀刻至少穿过该第N个电介质的第N个孔洞(对应于该下导电件MN的该希望位置)、以电性导电材料(其是配适以作为该下导电件MN)填充该第N个孔洞、以及将该第N个孔洞中的导电材料移除至低于该第N个电介质围绕该第N个孔洞的凹陷部分内的该第N个电介质的上表面下方的该下导电件MN的上表面。

在多层互连的堆叠正形成在该IC中时，也希望移除该第(N+1)个孔洞中的导电件材料至低于该第(N+1)个电介质的上表面下方的该上导电件MN+1的上表面，以及接着将N递增1，并且重复设置、蚀刻、填充、询问、及移除任何或所有希望连续互连阶层N，直到N＝Q-1为止。

设置一种集成电路(IC)，具有一个或多个第一阶层导电件MN、一个或多个第二阶层导电件MN+1以及至少一个将至少一个第二阶层导电件MN+1耦接至至少一个第一阶层导电件MN的通孔导电件VN+1/N，并且其中，该至少一个通孔导电件VN+1/N的上部分与该至少一个第二阶层导电件MN+1是自我对准的，而该至少一个通孔导电件VN+1/N的下部分与该至少一个第一阶层导电件MN是自我对准的。在较佳实施例中，该至少一个通孔导电件VN+1/N中有侧向阶梯，在该侧向阶梯中，该上部分与下部分相会。在另外实施例中，该第一阶层导电件MN包含分离第一侧向距离的至少第一及第二导电件MN，并且其中，该至少两个导电件MN的该第一个连接至该至少一个通孔导电件VN+1/N，而该至少一个通孔导电件VN+1/N中的该侧向阶梯与该至少两个导电件MN的该第二个分离的距离大于如果该至少两个导电件MN的该第二个是延伸至与该该侧向阶梯相同的阶层。

提供一种用以形成多层互连的方法，包含设置其上具有第一电介质的衬底，用以支持该多层互连，其中，该多层互连具有下导电件MN、上导电件MN+1、层间电介质及互连通孔导电件VN+1/N，其中，该下导电件MN具有第一上表面，该第一上表面位于该第一电介质的第二上表面下方的凹部中；在该第一和第二表面上方形成该层间电介质；从该上导电件MN+1的希望位置蚀刻孔洞穿过该层间电介质，并且暴露该凹部中的该第一表面；以及以电性导电件填充该孔洞，以形成在上导电件MN+1的第一个与该凹部中的该第一上表面之间作出电性接触的该上导电件MN+1及该连接通孔导电件VN+1/N。

附图说明

从阅读接下来的详细描述、并连同附图中伴随的图形，可更佳了解本发明，在该附图中，相同的编号代表相同或类似的组件，并且其中，

图1显示集成电路的二阶层互连的简化平面视图，其中，MN+1及MN大约是垂直的；