[发明专利]用引导过孔来接触紧密间距的导电层的方法和结构

说明书

一种装置包括：电路衬底；第一互连层和第二互连层，所述第一互连层位于所述衬底上的第一平面内，所述第二互连层位于所述衬底上的不同的第二平面内；以及硬掩模层，所述硬掩模层将所述第一互连层与所述第二互连层分隔开，其中，所述硬掩模层包括交替的引导段和过孔引导部，所述交替的引导段包括不同的硬掩模材料。一种方法包括：在集成电路结构上形成电介质层；在所述电介质层中形成具有互连线的第一互连层；在所述电介质层的表面上形成硬掩模层，所述硬掩模层包括交替的硬掩模材料，所述交替的硬掩模材料在所述互连线之上形成引导段；在所述引导段中的一个引导段内形成过孔引导部；以及在所述硬掩模引导层之上形成第二互连层，通过所述过孔引导部将所述第二互连层电连接到所述互连线的其中之一。

技术领域

集成电路工艺。

背景技术

现代的集成电路使用导电(例如，金属)互连层来连接芯片上独立的器件和/或来发送和/或接收(多个)器件外部的信号。常见类型的互连层包括耦合到独立的器件的铜和铜合金互连(线)，包括通过经由过孔进行互连的其它互连(线)，有时候被称为过孔层或接触层。对于集成电路，具有通过电介质材料分隔开的多级(例如，五级或六级)的互连并非是不常见的。

当为了适应对较小芯片的需求而以较小的间距(pitch)(例如，较窄和/或较靠近在一起)来制造这些互连层或互连线时，却使得过孔与期望的互连层适当地对准变得越来越困难。具体来说，在制造期间，由于自然的制造变化，过孔的边缘相对于过孔要接触的互连层或互连线的位置将具有变化(例如，未被对准)。然而，过孔必须允许一个互连层连接到期望的下层互连层或互连线，而不会错误地连接到不同的互连层或互连线。如果过孔未被对准并且接触了错误的金属特征(例如，不期望的互连层)，则芯片会短路，导致降级的电性能。解决这个问题的一个解决方案是降低过孔尺寸(例如，使得过孔更窄)。然而，降低过孔尺寸导致了降级的性能(由于较高的电阻)以及过孔制造中可能降低的成品率。

附图说明

图1示出了包括形成在衬底之上的电介质层的电路结构的一部分的示意性横截面侧视图。

图2示出了具有引入的硬掩模层的图1的结构。

图3示出了在硬掩模层上形成主干(backbone)材料之后的图2的结构。

图4示出了在引入光刻胶材料之后的图3的结构，对该光刻胶材料进行图案化以在主干材料内限定一个或多个沟槽来形成主干结构。

图5示出了在对沟槽进行开口以形成主干结构之后的图4的结构。

图6示出了在去除光刻胶材料之后的图5的结构。

图7示出了在围绕主干结构形成间隔体之后的图6的结构。

图8示出了在硬掩模层和电介质层内蚀刻开口之后的图7的结构。

图9示出了在使用互连材料填充开口之后的图8的结构。

图10示出了对互连材料进行抛光并使互连材料凹陷以在电介质层内形成互连线之后的图9的结构。

图11示出了在使用硬掩模材料来填充硬掩模层内的开口以形成一组过孔引导段之后的图10的结构。

图12示出了在去除主干结构并在硬掩模层和下层电介质层内蚀刻开口之后的图11的结构。

图13示出了在使用互连材料填充开口之后的图12的结构。

图14示出了在对互连材料进行抛光并使互连材料凹陷以在电介质层内形成互连线之后的图13的结构。

图15示出了在使用硬掩模材料来填充硬掩模层内的开口以形成另一组过孔引导段的图14的结构。

图16示出了在硬掩模层之上形成电介质层之后的图15的结构。