導電元件結構和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一般地涉及半導體技術領域，更具體地，涉及導電元件及其形成方法。
【背景技術】
[0002] 由于消費者設備響應于消費者需求變得越來越小，送些器件的獨立部件也減小了 尺寸。組成器件（諸如移動電話、平板電腦等）的主要部件的半導體器件迫于壓力而變得 越來越小，同時半導體器件內的獨立器件（例如，晶體管、電阻器、電容器等）也相應地迫于 壓力而減小尺寸。
[0003] 在半導體器件的制造工藝中使用的一種促成技術是使用光刻材料。送種材料被施 加至表面，然后被暴露給使該材料自身圖案化的能量。送種暴露改變光刻材料的暴露區(qū)域 的化學和物理性質。
[0004] 然而，隨著獨立器件的尺寸減小，用于光刻加工的工藝窗口變得越來越緊湊。如 此，需要可W保持按比例縮小器件的能力并且滿足期望的設計準則的方法，使得可W保持 向著越來越小的部件發(fā)展。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種方法，包 括；在絕緣層上方設置的金屬層中形成凹槽；在所述凹槽的側壁上選擇性地形成金屬襯 里；W及將所述金屬層和所述金屬襯里用作掩模，在所述絕緣層中蝕刻通孔。
[0006] 在該方法中，在所述凹槽的側壁上選擇性地形成所述金屬襯里包括在所述凹槽的 側壁上選擇性地錐金屬。
[0007] 在該方法中，在所述凹槽的側壁上選擇性地形成所述金屬襯里包括在所述凹槽的 側壁上選擇性地沉積金屬并且氧化所述金屬。
[0008] 在該方法中，氧化所述金屬包括陽極金屬氧化工藝。
[0009] 該方法還包括：通過去除所述凹槽的側壁上的所述金屬襯里和所述金屬層的鄰近 所述金屬襯里的部分來擴寬所述凹槽W形成擴寬的凹槽；在所述擴寬的凹槽的側壁上方選 擇性地形成金屬間隔件；W及將所述金屬間隔件和所述金屬層用作掩模，蝕刻鄰近所述通 孔的上部的所述絕緣層。
[0010] 在該方法中，在所述擴寬的凹槽的側壁上選擇性地形成所述金屬間隔件包括在所 述擴寬的凹槽的側壁上選擇性地沉積金屬并且氧化所述金屬。
[0011] 在該方法中，氧化所述金屬包括陽極金屬氧化工藝。
[0012] 該方法還包括在所述通孔內形成導電元件。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括：提供在絕緣層上方設置的金屬 層，所述金屬層包括導電材料并且具有在所述金屬層中形成的第一凹槽；通過在所述導電 材料上但不在所述第一凹槽的底部上形成金屬襯里使所述第一凹槽變窄W形成變窄的第 一凹槽；W及將所述變窄的第一凹槽延伸至所述絕緣層內。
[0014] 在該方法中，形成所述金屬襯里包括在所述第一凹槽的側壁上方但不在所述第一 凹槽的底部上選擇性地錐金屬。
[0015] 在該方法中，形成所述金屬襯里包括在所述第一凹槽的側壁上方但不在所述第一 凹槽的底部上選擇性地沉積金屬，并且氧化所述金屬。
[0016] 在該方法中，所述金屬襯里包括鉛、鉆、鐵、釘和銅中的至少一種。
[0017] 在該方法中，所述金屬層包括鉛、鉆、鐵和銅中的至少一種。
[0018] 在該方法中，所述金屬襯里的厚度在約50埃至約150埃的范圍內。
[0019] 該方法還包括：擴寬所述變窄的第一凹槽W形成擴寬的第一凹槽并且同時在所述 金屬層中蝕刻與所述擴寬的第一凹槽橫向分隔的第二凹槽；在所述擴寬的第一凹槽的側壁 上方選擇性地形成第一金屬間隔件并且同時在所述第二凹槽的側壁上方形成第二金屬間 隔件；W及將所述第一金屬間隔件、所述第二金屬間隔件和所述金屬層用作掩模，蝕刻所述 絕緣層的部分。
[0020] 在該方法中，所述第一金屬間隔件的厚度和所述第二金屬間隔件的厚度在約100 埃至約300埃的范圍內。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括：在絕緣層上方設置的金屬層中形 成第一凹槽；在所述第一凹槽的側壁上選擇性地形成金屬襯里；將所述金屬層和所述金屬 襯里用作掩模，在所述絕緣層中蝕刻通孔；擴寬所述第一凹槽W形成擴寬的第一凹槽并且 同時在所述金屬層中蝕刻與所述擴寬的第一凹槽橫向分隔的第二凹槽；在所述擴寬的第一 凹槽的側壁上方選擇性地形成第一金屬間隔件并且同時在所述第二凹槽的側壁上方形成 第二金屬間隔件；W及將所述第一金屬間隔件、所述第二金屬間隔件和所述金屬層用作掩 模，蝕刻所述絕緣層的設置在所述擴寬的第一凹槽和所述第二凹槽下面的部分。
[0022] 在該方法中，在所述第一凹槽的側壁上選擇性地形成所述金屬襯里包括在所述第 一凹槽的側壁上選擇性地錐金屬。
[0023] 在該方法中，選擇性地形成所述第一金屬間隔件并且同時形成所述第二金屬間隔 件包括在所述擴寬的第一凹槽的側壁和所述第二凹槽的側壁上選擇性地沉積金屬，并且氧 化所述金屬。
[0024] 該方法還包括：在所述金屬層中蝕刻第H凹槽，其中，所述第H凹槽的側壁包括所 述第一金屬間隔件和所述第二金屬間隔件中的至少一種，其中，蝕刻所述絕緣層的部分包 括將所述第一金屬間隔件、所述第二金屬間隔件和所述金屬層用作掩模，蝕刻所述絕緣層 的設置在所述擴寬的第一凹槽、所述第二凹槽和所述第H凹槽下面的部分。
【附圖說明】
[00巧]當結合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可W更好地理解本發(fā)明的各個方 面。應該注意的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，對各種部件沒有按比例繪制。實際上，為了清 楚討論起見，各種部件的尺寸可W被任意增大或縮小。
[0026] 圖1示出了根據(jù)一些實施例在絕緣層中形成導電元件的方法。
[0027] 圖2A至圖2F和圖3A至圖3F示出了根據(jù)一些實施例示出圖1所示的方法的工藝 流程。
[002引圖4和圖5示出了根據(jù)一些實施例在絕緣層中形成導電元件的方法。
[0029] 圖6A至圖6N示出了圖4和圖5中所示的方法的一些工藝步驟。
[0030] 圖7示出了根據(jù)一些實施例的在多個絕緣層中所形成的多個導電元件結構。
【具體實施方式】
[0031] 為了實施所提供主題的不同特征，W下公開內容提供了許多不同的實施例或實 例。W下描述部件和布置的具體實例W簡化本發(fā)明。當然送些僅僅是實例并不旨在限定。 例如，在W下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可包括第一和第二部件形成為直 接接觸的實施例，并且也可包括在第一和第二部件之間可W形成額外的部件，從而使得第 一和第二部件可W不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復參照數(shù)字和/ 或字母。該重復是為了簡明和清楚，而且其本身沒有規(guī)定所討論的各種實施例和/或結構 之間的關系。
[0032] 另外，可W在本文中使用諸如"在…下面"、"在…之下"、"下部"、"在…之上"、"上 部"等的空間相對術語W便于說明書描述附圖中所示的一個元件或部件與另一個（些）元 件或部件的關系。除了附圖中示出的方位之外，空間相對術語旨在涵蓋器件在使用或操作 中的不同方位。裝置可WW其他方式定向（旋轉90度或處于其他方位）并且本文使用的 空間相對描述符可W同樣地作出相應的解釋。
[0033] 圖1示出了根據(jù)一個或多個實施例在絕緣層中形成導電元件的方法100。方法100 可W包括在設置在絕緣層上方的金屬層中形成凹槽（在步驟102中）；在凹槽的側壁上選 擇性地形成金屬襯里（在步驟104中）及將金屬層和金屬襯里用作掩模，在絕緣層中蝕 刻通孔（在步驟106中）。方法100還包括在通孔中形成導電元件（在步驟108中）。
[0034] 圖2A至圖2F示出了根據(jù)一個或多個實施例示出圖1所示的方法100的工藝流程。 圖2A至圖2F中的工藝流程可W被認為與例如單鑲嵌工藝等同并且可W示出制造半導體器 件中的一些工藝步驟。
[0035] 如圖2A所示，可W提供工件200。工件200可W包括半導體襯底層202、絕緣層 204、蝕刻停止層206W及金屬層208。半導體襯底層202可W包括或可W是半導體襯底。 半導體襯底可W包括或可W是娃襯底?？蛇x地，半導體襯底層202可W包括或可W由W下 材料或它們的組合組成：另一元素半導體材料（諸如錯）；化合物半導體材料（包括碳化 娃、神化嫁、磯化嫁、磯化鋼、神化鋼、和/或錬化鋼）；合金半導體材料（包括SiGe、GaAsP、 AlInAs、AlGaAs、GalnAs、GalnP、和 / 或GaInAsP)。
[0036] 在實施例中，半導體襯底層202可W包括或可W是絕緣體上半導體（SOI)襯底。 SOI襯底可W包括通過諸如注氧隔離（SIMO訝的工藝、和/或其他合適的工藝所形成的埋 氧度0訝層。另外，例如，半導體襯底層202可W包括產生應變W用于性能增強的外延層 (巧i-層）。半導體襯底層202可W包括在半導體襯底層202中或上形成的至少一種電路 元件（在圖2A中未示出）。例如，該至少一種電路元件可W包括或可W是晶體管、電阻器、 電容器和電感器中的至少一種，但是其他電路元件也是可能的。
[0037] 絕緣層204可W設置在半導體襯底層202的上方（例如，位于半導體襯底層202 的頂面202a的上方）?？蒞通過化學汽相沉積（CVD)、物理汽相沉積（PVD)、原子層沉積 (ALD)、旋涂介電工藝、它們的組合等來形成絕緣層204。絕緣層204可W包括介電材料或 可W由介電材料組成并且可W是層間介電（ILD)層。絕緣層204可W包括一個或多個層 (例如，一個或多個ILD層）。換句話說，絕緣層204可W包括或可W是單層結構（例如，包 括一層絕緣材料）或多層結構（例如，包括兩層W上的絕緣材料）。絕緣層204可W包括 或可W由W下材料中的至少一種組成；二氧化娃、氣化的娃玻璃（FSG)、SILK(密歇根的Dow Chemical公司的產品）、BLACKDIAMOND(加利福利亞的圣克拉拉的AppliedMaterials公 司的產品），但是其他絕緣材料也是可能的。
[003引如圖2A的實例所示，蝕刻停止層206可W設置在絕緣層204的上方，而金屬層208 可W設置在蝕刻停止層206的上方。在可W對金屬層208施加的蝕刻工藝期間，蝕刻停止 層206可W防止蝕刻下面的絕緣層204。蝕刻停止層206可W通過沉積工藝形成在絕緣層 204的上方，例如，CVD、PVD、旋涂、它們的組