[发明专利]接触结构上的自对准金属线及其形成方法

说明书

本发明涉及接触结构上的自对准金属线及其形成方法，提供形成自对准金属线于接触结构上的结构及方法。形成该自对准金属线及接触结构的该方法可包括：形成一初始接触结构于一衬底的上方；形成一图案化掩膜于该初始接触结构上，该掩膜包括一开口；使用该图案化掩膜以形成通过该初始接触结构的一开口；形成一介电层于该开口中；移除该图案化掩膜以暴露该初始接触结构的一剩余部分；以及形成该金属线于该初始接触结构的该剩余部分上。该接触结构可包括一垂直的截面几何形状，该垂直的截面几何形状包括该第一接触结构的一最底部表面宽于该第一接触结构的一最顶部表面的一梯形及一平行四边形中的一者。该金属线可完全接触该接触结构的一最顶部表面。

技术领域

本申请涉及半导体装置制造，具体而言，涉及一接触结构上的自 对准金属线以及形成该接触结构与金属线的方法。

背景技术

传统集成电路(IC)(即芯片)形成通常发生在一半导体衬底 (substrate)(例如硅晶圆)的表面上。IC可以包括形成于该半导体衬 底的该表面上的各种互连的半导体装置，例如，电阻器、晶体管、电 容器等。由于装置的数量庞大，且IC的布局复杂，该装置无法在同一 装置级(device level)内连接。因此，该装置可以例如通过形成在 该装置级上方的一个或多个层中的一复杂布线系统而互连。该布线系 统可包括，例如，堆叠的含金属层，即金属化层(metallization layer)， 该金属化层包括提供层内电性连接的金属线。该布线系统还包括在含 有垂直结构的金属化层之间堆叠的层，即金属化之间的层间电性连接 的通孔。

布线系统可通过一“装置级”垂直连接结构，即接触结构(CA) 而电性连接至该装置级的该半导体装置。该接触结构可形成在封装该 半导体装置的该装置级的一初始通孔层(V0)中。该接触结构的一第 一端可连接一半导体结构的一相应的接触区域，例如，一栅极电极或 一晶体管的源漏(source and drain)区域。该接触结构的第二端可 连接位于其上方的一金属化层中的一对应的金属线。接触结构的该第 二端可直接连接该相应的金属线，或通过一通孔而间接连接该相应的 金属线。

连接该接触结构至该金属化层的一个挑战可包括：通孔和/或下方 具有该接触结构的金属线的错位。参考附图，图1显示了一半导体结 构100，其包括一装置层116的一介电层114中的一传统接触结构112。 接触结构112位于一沟槽硅化物结构108上，该沟槽硅化物结构108 将该接触结构电性连接到位于一衬底102上的一浅沟槽隔离(shallow trenchisolation；STI)介电质110中的一鳍片104的一源漏区域106。 接触结构112还电性连接装置层116上方的一金属化层120的一介电 层124中的一传统金属线118。如图1所示，接触结构112可包括大约 12纳米至大约50纳米的一最大宽度W1。如图1所示，接触结构112 可以包括一梯形的一垂直横截面几何形状，其中，该接触结构的一上 表面126宽于该接触结构的一底表面128。接触结构112可例如通过直 接形成一开口(未标记)于介电层114并在其中形成接触材料而形成。 虽然未予图示，该传统开口(未标记)及由此生成的接触结构112可 包括一基本圆形，或椭圆顶的截面几何形状。如图1所示，在区域122 处(在假体(phantom)中)，接触结构112未与金属线118对准。一布 线系统(例如，传统金属线118)与其下方的一传统接触结构(例如接 触结构112)的连接的错位可导致一较弱的电连接，在金属线-接触结 构界面的一较高电阻，以及跨越半导体结构的多个金属线-接触结构界 面的电阻的变化。该接触结构上的错位金属线也可导致该半导体结构 无法操作。

发明内容

本发明的一第一方面涉及一种集成电路(IC)结构，包括：一衬 底上方的一第一介电层中的一第一接触结构，其中，该第一接触结构 的一垂直的截面几何形状包括该第一接触结构的一最底部表面宽于该 第一接触结构的一最顶部表面的一梯形以及一平行四边形中的一者。