制造互連結(jié)構(gòu)的方法
【專利摘要】一種根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的制造互連結(jié)構(gòu)的方法，包括：將介電層圖案化以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第一巢形凹陷區(qū)和第一線形凹陷區(qū)，第一巢形凹陷區(qū)具有第一寬度，第一線型凹陷區(qū)具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度。在第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層，以在所述第一巢形凹陷區(qū)中提供包括第二巢形凹陷區(qū)的第二凹陷區(qū)。形成自組裝嵌段共聚物材料以填充第二巢形凹陷區(qū)。將自組裝嵌段共聚物材料退火以形成聚合物嵌段區(qū)域和聚合物嵌段基體，聚合物嵌段基體包圍聚合物嵌段區(qū)域。去除聚合物嵌段區(qū)域以暴露出介電層的一部分。刻蝕介電層的暴露部分以形成通孔腔。
【專利說明】制造互連結(jié)構(gòu)的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年9月I日提交的申請?zhí)枮?0-2014-0115388的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的各種實施例涉及制造精細圖案的方法，且更具體地涉及制造互連結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在制造集成電路(IC)設(shè)備時，大量工作集中在將更精細的圖案集成至半導(dǎo)體襯底上的有限面積內(nèi)。即，意圖增加半導(dǎo)體器件的集成密度通常帶來更精細圖案的形成。已提出了各種技術(shù)來形成更精細的圖案，諸如具有納米級臨界尺寸(CD)、例如從幾納米至幾十納米的小接觸孔。
[0005]當僅使用光刻工藝來形成圖案時，在圖案可以如何精細方面存在一些限制。圖像分辨率限制是由于光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)和在光刻工藝期間使用的曝光波長引起的。使用聚合物的自組裝來形成更精細圖案的方法是克服圖像分辨率限制的候選方法。
[0006]半導(dǎo)體器件中的互連結(jié)構(gòu)包括沿著水平方向延伸的導(dǎo)電線路和沿著垂直方向延伸的導(dǎo)電通孔。利用使用單金屬材料的填充和平坦化技術(shù)，已使用雙鑲嵌工藝方案來形成導(dǎo)電線路和導(dǎo)電通孔或接觸插塞。現(xiàn)有技術(shù)中已知的雙鑲嵌工藝方案需要兩個獨立的光刻工藝步驟，以形成襯底中的溝槽和在空間上與溝槽連接的通孔。為了制造高性能半導(dǎo)體芯片，必須在有限的面積中密集地形成分立的元件、諸如晶體管和金屬線，這需要精確的光掩模。例如，必須準確地控制兩個獨立的光刻工藝步驟中使用的兩個光掩模之間的覆蓋公差(overlay tolerance) 0這些需求造成難以使用雙鑲嵌工藝來制造高性能半導(dǎo)體芯片。即，如果高性能半導(dǎo)體芯片使用光刻工藝來制造，則制造成本可能增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]各種實施例針對制造互連結(jié)構(gòu)的方法。
[0008]根據(jù)一個實施例，一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法包括:在半導(dǎo)體襯底上形成介電層；圖案化介電層以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第一巢形凹陷區(qū)和第一線形凹陷區(qū)，第一巢形凹陷區(qū)具有第一寬度，第一線形凹陷區(qū)具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度；在第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以提供第二凹陷區(qū)，第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)，第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于第一寬度的第三寬度；形成填充第二凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚物材料；將自組裝嵌段共聚物材料退火以形成具有圓柱形的聚合物嵌段區(qū)域和包圍聚合物嵌段區(qū)域以具有圓筒形的聚合物嵌段基體；去除聚合物嵌段區(qū)域；以及利用聚合物嵌段基體作為刻蝕掩模來刻蝕介電層以在第二巢形凹陷區(qū)之下形成通孔腔。
[0009]根據(jù)另一個實施例，一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法包括:在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層；圖案化第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第一巢形凹陷區(qū)和第一線形凹陷區(qū)，第一巢形凹陷區(qū)具有第一寬度，第一線形凹陷區(qū)具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度；以及在第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層，以在第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)。第二凹陷區(qū)被形成為包括第二巢形凹陷區(qū)和第二線形凹陷區(qū)，第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于第一寬度的第三寬度，第二線形凹陷區(qū)設(shè)置在第一線形凹陷區(qū)中以具有小于第二寬度的第四寬度。形成自組裝嵌段共聚物材料以填充第二凹陷區(qū)。將自組裝嵌段共聚物材料退火以在第二巢形凹陷區(qū)中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍圓柱形聚合物嵌段區(qū)域。去除圓柱形聚合物嵌段區(qū)域。刻蝕通過圓柱形聚合物嵌段基體暴露出的引導(dǎo)間隔件層以形成第一通孔腔。利用圓筒形聚合物嵌段基體作為刻蝕掩模來刻蝕第一介電層以形成比第一通孔腔更深的第二通孔腔。
[0010]根據(jù)另一個實施例，一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層。圖案化第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第一巢形凹陷區(qū)、第三巢形凹陷區(qū)以及第一線形凹陷區(qū)，第一巢形凹陷區(qū)具有第一寬度，第三巢形凹陷區(qū)具有第五寬度，第一線形凹陷區(qū)具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度和第五寬度。第一線形凹陷區(qū)連接至第一巢形凹陷區(qū)且與第三巢形凹陷區(qū)間隔開。引導(dǎo)間隔件層形成在第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上以在第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)。第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)，第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于第一寬度的第三寬度，第四巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第三巢形凹陷區(qū)中以具有小于第五寬度的第六寬度。形成自組裝嵌段共聚物材料以填充第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)。將自組裝嵌段共聚物材料退火以在第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)中的每個中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍圓柱形聚合物嵌段區(qū)域。去除圓柱形聚合物嵌段區(qū)域?？涛g通過圓柱形聚合物嵌段基體暴露出的引導(dǎo)間隔件層，以形成第二巢形凹陷區(qū)中的第一通孔腔，以及第四巢形凹陷區(qū)中的第三通孔腔?？涛g通過第一通孔腔和第三通孔腔暴露出的第一介電層，以形成比第一通孔腔深的第二通孔腔和比第三通孔腔深的第四通孔腔。形成第二犧牲層以填充第一凹陷區(qū)以及第二通孔腔和第四通孔腔。第二介電層的與第三巢形凹陷區(qū)相鄰的一部分被刻蝕以形成具有比第五寬度更大的第七寬度的第五巢形凹陷區(qū)。去除第二犧牲層以開放第五巢形凹陷區(qū)、第一凹陷區(qū)、第二通孔腔和第四通孔腔。形成導(dǎo)電層以填充第五巢形凹陷區(qū)、第一線形凹陷區(qū)、第二通孔腔和第四通孔腔。平坦化導(dǎo)電層以形成第五巢形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電焊盤、第二通孔腔中的第一導(dǎo)電通孔、第四通孔腔中的第二導(dǎo)電通孔、以及第一線形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電線路。
[0011]根據(jù)另一個實施例，一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層。圖案化第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第一巢形凹陷區(qū)、第三巢形凹陷區(qū)和第一線形凹陷區(qū)，第一巢形凹陷區(qū)具有第一寬度，第三巢形凹陷區(qū)具有第五寬度，以及第一線形凹陷區(qū)具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度和第五寬度。第一線形凹陷區(qū)連接至第一巢形凹陷區(qū)且與第三巢形凹陷區(qū)間隔開。在第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以在第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)。第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)，第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第一巢形凹陷區(qū)中以具有第三寬度，第三寬度小于第一寬度，第四巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第三巢形凹陷區(qū)中以具有第六寬度，第六寬度小于第五寬度。形成自組裝嵌段共聚物材料以填充第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)。將自組裝嵌段共聚物材料退火，以在第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)中的每個中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍圓柱形聚合物嵌段區(qū)域。去除圓柱形聚合物嵌段區(qū)域。刻蝕通過圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的引導(dǎo)間隔件層以形成第二巢形凹陷區(qū)中的第一通孔腔以及第四巢形凹陷區(qū)中的第三通孔腔。刻蝕通過第一通孔腔和第三通孔腔暴露出的第一介電層，以形成比第一通孔腔深的第二通孔腔和比第三通孔腔深的第四通孔腔。
[0012]根據(jù)另一個實施例，一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法包括:在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層；圖案化第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第一巢形凹陷區(qū)和第一線形凹陷區(qū)，第一巢形凹陷區(qū)具有第一寬度，第一線形凹陷區(qū)具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度；在第一凹陷區(qū)中形成引導(dǎo)間隔件層，以在第一巢形凹陷區(qū)中提供具有比第一寬度小的第三寬度的第二巢形凹陷區(qū)，以及填充第一線形凹陷區(qū)；形成填充第二巢形凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚物材料；將自組裝嵌段共聚物材料退火以形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和包圍圓柱形聚合物嵌段區(qū)域的圓筒形聚合物嵌段基體；去除圓柱形聚合物嵌段區(qū)域；刻蝕通過圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的引導(dǎo)間隔件層，以形成第一通孔腔；以及刻蝕通過第一通孔腔暴露出的第一介電層以形成比第一通孔腔深的第二通孔腔。
[0013]根據(jù)另一個實施例，一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層。圖案化第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，第一凹陷區(qū)包括第三巢形凹陷區(qū)和第一線形凹陷區(qū)，第三巢形凹陷區(qū)具有第五寬度，第一線形凹陷區(qū)具有比第五寬度小的第二寬度。第一線形凹陷區(qū)與第三巢形凹陷區(qū)間隔開。在第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以在第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)。第二凹陷區(qū)包括第四巢形凹陷區(qū)，第四巢形凹陷區(qū)設(shè)置在第三巢形凹陷區(qū)中以具有比第五寬度小的第六寬度。形成自組裝嵌段共聚物材料以填充第二巢形凹陷區(qū)。將自組裝嵌段共聚物材料退火以形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和包圍圓柱形聚合物嵌段區(qū)域的圓筒形聚合物嵌段基體。去除圓柱形聚合物嵌段區(qū)域?？涛g通過圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的引導(dǎo)間隔件層以形成第三通孔腔?？涛g通過第三通孔腔暴露出的第一介電層以形成比第三通孔腔深的第四通孔腔?？涛g第二介電層的與第三巢形凹陷區(qū)相鄰的一部分，以形成具有比第五寬度大的第七寬度的第五巢形凹陷區(qū)。形成導(dǎo)電層以填充第五巢形凹陷區(qū)、第一線形凹陷區(qū)和第四通孔腔。平坦化導(dǎo)電層以形成第五巢形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電焊盤、第四通孔腔中的第二導(dǎo)電通孔、以及第一線形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電線路。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的實施例在參考附圖和隨附的詳細說明的情況下將變得更加明顯，在附圖中:
[0015]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的互連結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0016]圖2和圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的互連結(jié)構(gòu)的布局圖；
[0017]圖4至圖36是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的制造互連結(jié)構(gòu)的方法的平面圖和截面圖；
[0018]圖37是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的互連結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0019]圖38和圖39是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的互連結(jié)構(gòu)的布局圖；
[0020]圖40至圖95是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的制造互連結(jié)構(gòu)的方法的平面圖和截面圖；以及
[0021]圖96至圖98是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的嵌段共聚物(BCP)材料的相分離的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]將理解的是，雖然在本文中可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件，但這些元件不應(yīng)該受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個元件與另一個元件。因而，在不偏離本發(fā)明的教義的情況下，一些實施例中的第一元件可以在另外的實施例中稱為第二元件。如在本文使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)所列項的任何組合和所有組入口 ο
[0023]還將理解的是，當一個元件被稱作位于另一個元件“下”、“之下”、“下面”、“下部”、“上”、“之上”、“上面”、“上部”、“側(cè)面”或“旁邊”時，其可以是直接接觸所述另一個元件，或在其間還可以存在至少一個中間元件。因此，在本文使用的諸如“下”、“之下”、“下面”、“下部”、“上”、“之上”、“上面”、“上部”、“側(cè)面”或“旁邊”等的術(shù)語僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明的范圍。用于描述元件或?qū)又g的關(guān)系的其他詞語應(yīng)該以類似方式解釋，諸如“之間“與”直接在之間、“相鄰”與“直接相鄰”、“上”與“直接在上”。
[0024]本發(fā)明的各種實施例提供通過將嵌段共聚物(BCP)材料的相分離應(yīng)用于鑲嵌工藝方案來制造互連結(jié)構(gòu)的方法。例如，在僅單個光刻工藝步驟的情況下，可以將使用BCP材料的相分離的直接自組裝(DSA)工藝應(yīng)用于通孔的形成，以形成具有納米級特征尺寸的導(dǎo)電通孔和導(dǎo)電線路。即，可以將使用BCP材料的相分離的DSA工藝應(yīng)用于鑲嵌工藝方案以形成與鑲嵌導(dǎo)電線路自對準的導(dǎo)電通孔，且所述DSA工藝僅需要單個光刻工藝步驟。
[0025]通過形成具有用于導(dǎo)電線路的第一寬度的鑲嵌溝槽和具有用于導(dǎo)電通孔的大于第一寬度的第二寬度的鑲嵌巢、通過在鑲嵌溝槽和鑲嵌巢的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件、以及通過選擇性地僅在由引導(dǎo)間隔件包圍的鑲嵌巢中將BCP材料相分離，可以大體在形成有通孔接觸孔的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行DSA工藝。因此，在不需要任何另外的光刻工藝的情況下，可以利用將相分離的BCP材料用作刻蝕掩模來形成具有納米級特征尺寸的通孔接觸孔。
[0026]形成在通孔接觸孔中的導(dǎo)電通孔可以與形成在鑲嵌溝槽中的導(dǎo)電線路對準。當在平面圖中觀察時，導(dǎo)電通孔可以與導(dǎo)電線路分離。如果導(dǎo)電通孔與導(dǎo)電線路重疊，則可以使用雙鑲嵌工藝方案形成導(dǎo)電通孔和導(dǎo)電線路。即，導(dǎo)電通孔可以與形成為填充鑲嵌溝槽的導(dǎo)電線路對準。如果導(dǎo)電通孔與導(dǎo)電線路分離，則可以通過將DSA工藝應(yīng)用于鑲嵌工藝來形成通孔接觸孔。因而，可以省略用于形成通孔接觸孔的光刻工藝步驟。在以上任何情況下，當利用導(dǎo)電層填充鑲嵌溝槽以形成導(dǎo)電線路時，可以利用所述導(dǎo)電層填充通孔接觸孔以形成導(dǎo)電通孔。即，可以同時形成導(dǎo)電通孔和導(dǎo)電線路。
[0027]根據(jù)以下實施例，BCP材料中的特定聚合物嵌段可以在特定條件下被排序且相分離以形成區(qū)域(domain)部分，且可以選擇性地去除相分離的區(qū)域部分以形成具有納米級特征尺寸的通孔接觸孔。因而，互連結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電通孔可以具有納米級特征尺寸，即，幾納米至幾十納米。
[0028]本發(fā)明的各種實施例可以應(yīng)用于制造高集成度的半導(dǎo)體器件，例如，包括存儲節(jié)點和互連線路的陣列的相變隨機存取存儲器(PcRAM)器件、電阻式隨機存取存儲器(ReRAM)器件。此外，以下實施例可以應(yīng)用于形成規(guī)則排列的或不規(guī)則排列的導(dǎo)電通孔和導(dǎo)電線路。另外，以下實施例可以應(yīng)用于諸如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)器件、快閃存儲器器件、磁性隨機存取存儲器(MRAM)器件和鐵電隨機存取存儲器(FeRAM)器件的存儲器件的形成，或應(yīng)用于諸如控制器件、中央處理單元(CPU)和算術(shù)邏輯單元(ALU)的邏輯器件的形成。
[0029]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的互連結(jié)構(gòu)10的立體圖。
[0030]參見圖1，互連結(jié)構(gòu)10可以具有位于兩個不同水平處的兩個導(dǎo)電線路11和13以及將導(dǎo)電線路11連接至導(dǎo)電線路13的導(dǎo)電通孔15。下導(dǎo)電線路11可以對應(yīng)于半導(dǎo)體器件的字線。然而，在一些實施例中，下導(dǎo)電線路11可以是結(jié)區(qū)，諸如摻入雜質(zhì)的半導(dǎo)體層，或半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電焊盤。導(dǎo)電通孔15還可以被稱作為將下導(dǎo)電線路11電連接至上導(dǎo)電線路13的通孔接觸插塞。導(dǎo)電通孔15應(yīng)該與上導(dǎo)電線路13的一部分垂直地對準以接觸上導(dǎo)電線路13。在本發(fā)明的一個實施例中，導(dǎo)電通孔15與上導(dǎo)電線路13對準。
[0031]在本發(fā)明的一些實施例中，平行的上導(dǎo)電線路13和平行的下導(dǎo)電線路11被布置成形成陣列。于是，多個導(dǎo)電通孔15可以被設(shè)置成將上導(dǎo)電線路13中的每個電連接至下導(dǎo)電線路11中的至少一個。各種半導(dǎo)體器件可以被設(shè)計成具有規(guī)則排列的導(dǎo)電通孔15。然而，在大多數(shù)情況下，導(dǎo)電通孔15將是不規(guī)則排列的。不規(guī)則排列的導(dǎo)電通孔15可能需要另外的光刻工藝步驟。根據(jù)實施例，在不需任何另外的光刻工藝的情況下，可以使用BCP材料的相分離以及鑲嵌工藝來形成隨機排列的導(dǎo)電通孔15。
[0032]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的互連結(jié)構(gòu)的布局圖30，圖3是用以形成具有圖2中所示的布局圖30的互連結(jié)構(gòu)所需的鑲嵌凹陷區(qū)的布局圖。
[0033]參見圖2和圖3，布局圖30示出了使用鑲嵌工藝的、在圖1中說明的導(dǎo)電通孔15和上導(dǎo)電線路13。布局33可以是用于形成上導(dǎo)電線路13的溝槽布局或第一線形凹陷布局。因而，布局33可以具有直線形狀，所述直線形狀具有第二寬度D2。
[0034]用于形成導(dǎo)電通孔15的通孔腔布局35、即通孔孔布局或接觸孔布局可以與用于形成上導(dǎo)電線路13的第一線形凹陷布局33的一部分重疊，并且第一線形凹陷布局33的包括通孔腔布局35的一部分可以在每側(cè)上增大第三寬度D3，以獲得具有大于第二寬度D2的第一寬度Dl的第一巢形凹陷布局34。第一巢形凹陷布局34可以形成與第一線形凹陷布局33對準的、對應(yīng)于通孔腔布局35的凹陷區(qū)，且可以提供將BCP材料相分離的空間。第一巢形凹陷布局34和第一線形凹陷布局33可以重疊以形成第一凹陷布局31 (見圖3)。第一凹陷布局31可以被設(shè)計成使得第一巢形凹陷布局34的第一寬度Dl大于第一線形凹陷布局33的第二寬度D2。這是為了將BCP材料的相分離僅引入由第一巢形凹陷布局34形成的空間區(qū)域中。術(shù)語“第一寬度D1”、“第二寬度D2”和“第三寬度D3”僅為命名慣例，不應(yīng)該被解釋為進行限制。
[0035]圖4、圖5和圖6說明形成刻蝕掩模570的步驟。圖4是說明刻蝕掩模570的平面圖。圖5是沿著圖4的線A-A’截取的截面圖，圖6是沿著圖4的線B-B’截取的截面圖。
[0036]參見圖4、圖5和圖6，可以在半導(dǎo)體襯底100上形成絕緣層200和位于絕緣層200中的下導(dǎo)電線路310。下導(dǎo)電線路310可以對應(yīng)于圖1中所示的互連結(jié)構(gòu)10的下導(dǎo)電線路11。在本發(fā)明的一些實施例中，下導(dǎo)電線路310可以對應(yīng)于導(dǎo)電焊盤或結(jié)區(qū)，例如MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。下導(dǎo)電線路310可以是金屬線路。絕緣層200可以被形成為包括介電層，諸如氧化娃(S12)層。
[0037]可以在下導(dǎo)電線路310和絕緣層200上形成包括多個介電層410、510、430、530和550的介電結(jié)構(gòu)。雖然圖5和圖6不出了介電結(jié)構(gòu)包括順序?qū)盈B的多個介電層410、510、430、530和550的實例，但本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，在本發(fā)明的一些實施例中，介電結(jié)構(gòu)可以由單個介電層形成。介電層410可以形成在下導(dǎo)電線路310和絕緣層200上以作為第一硬掩模層，介電層510可以形成在第一硬掩模層410上以作為第一介電層。介電層430可以形成在第一介電層510上以作為第二硬掩模層，介電層530可以形成在第二硬掩模層430上以作為第二介電層。第一硬掩模層410和第二硬掩模層430可以起到刻蝕停止件的作用。S卩，第一硬掩模層410可以由相對于第一介電層510具有刻蝕選擇性的材料層形成，第二硬掩模層430可以由相對于第二介電層530具有刻蝕選擇性的材料層形成。在一些實施例中，第一硬掩模層410和第二硬掩模層430可以由氮化硅(Si3N4)層形成。第一介電層510和第二介電層530可以由相同的介電材料形成?？商孢x地，第一介電層510可以由與第二介電層530不同的介電材料形成。作為第三硬掩模層的介電層550可以形成在第二介電層530上。第三硬掩模層550可以形成為包括相對于第二介電層530具有刻蝕選擇性的材料層。例如，第三硬掩模層550可以由氮化硅層形成。
[0038]可以在介電結(jié)構(gòu)(410+510+430+530+550)上形成刻蝕掩模570。具體地，可以在第三硬掩模層550上形成光致抗蝕劑層，以及可以利用具有圖3中示出的第一凹陷布局31的光掩模而通過光刻工藝的曝光步驟來暴露光致抗蝕劑層。隨后，可以將暴露的光致抗蝕劑層顯影，以形成其中包括開口 670的刻蝕掩模570。開口 670的形狀可以由第一凹陷布局31確定。在光刻工藝的曝光步驟和顯影步驟期間，第一凹陷布局31的第一巢形凹陷布局34的角部可以替代地成為圓形。因而，對應(yīng)于第一巢形凹陷布局34的第一開口 674可以具有圓形形狀。在光刻工藝的曝光步驟和顯影步驟期間，第一凹陷布局31的第一線形凹陷布局33可以被轉(zhuǎn)移至光致抗蝕劑層上以形成第二開口 673。
[0039]圖7、圖8和圖9說明第一凹陷區(qū)650的形成。圖7是說明第一凹陷區(qū)650的平面圖。圖8是沿著圖7的線A-A’截取的截面圖，圖9是沿著圖7的線B-B’截取的截面圖。
[0040]參見圖7、圖8和圖9，可以選擇性地刻蝕第三硬掩模層550的通過刻蝕掩模570暴露出的一部分以形成第三硬掩模圖案551，以及可以選擇性地刻蝕第二介電層530的通過第三硬掩模圖案551暴露出的一部分以形成第二介電圖案531。作為選擇性刻蝕工藝的結(jié)果，開口(圖5和圖6的670)可以被轉(zhuǎn)移至第二介電層530中以形成包括第一巢形凹陷區(qū)654和第一線形凹陷區(qū)653的第一凹陷區(qū)650。因此，第一凹陷區(qū)650的形狀可以由結(jié)合圖3描述的第一凹陷布局31確定。S卩，第一巢形凹陷區(qū)654可以具有約第一寬度D1，第一線形凹陷區(qū)653可以具有約第二寬度D2，所述第二寬度D2小于第一寬度Dl。在選擇性刻蝕工藝形成第一凹陷區(qū)650時，第二硬掩模層430可以作為刻蝕停止件。因而，第一巢形凹陷區(qū)654和第一線形凹陷區(qū)653可以具有約相同的深度。
[0041]圖10、圖11和圖12說明形成引導(dǎo)間隔件層590的步驟。圖10是說明引導(dǎo)間隔件層590的平面圖。圖11是沿著圖10的線A-A’截取的截面圖，圖12是沿著圖10的線B-B’截取的截面圖。
[0042]參見圖10、圖11和圖12，可以在第三硬掩模圖案551上形成引導(dǎo)間隔件層590以保形地覆蓋第一凹陷區(qū)650的側(cè)壁和底表面。引導(dǎo)間隔件層590可以被形成為包括相對于第二介電圖案531具有刻蝕選擇性的材料層。引導(dǎo)間隔件層590可以包括金屬氮化物層、諸如氮化鈦(TiN)層，或硅層、諸如多晶硅層。雖然在附圖中未示出，但在本發(fā)明的一些實施例中，可以回刻蝕引導(dǎo)間隔件層590以在第一凹陷區(qū)650的側(cè)壁上保留引導(dǎo)間隔件，例如，對應(yīng)于圖11和圖12的附圖標記531所表示的部分。然而，在本實施例中，引導(dǎo)間隔件層590未被回刻蝕。
[0043]由于引導(dǎo)間隔件層590被形成為覆蓋第一凹陷區(qū)650的側(cè)壁，第一凹陷區(qū)650的實際寬度可由于引導(dǎo)間隔件層590的存在而減小。因此，引導(dǎo)間隔件層590可以提供第二凹陷區(qū)690，所述第二凹陷區(qū)690具有比第一凹陷區(qū)650的寬度小了位于第一凹陷區(qū)650側(cè)壁上的引導(dǎo)間隔件層590的第四寬度D4的兩倍的寬度。引導(dǎo)間隔件層590可以在第一巢形凹陷區(qū)654中提供第二巢形凹陷區(qū)694，所述第二巢形凹陷區(qū)694具有比第一寬度Dl小第四寬度D4的兩倍的第六寬度D6，并且引導(dǎo)間隔件層590可以在第一線形凹陷區(qū)653中提供第二線形凹陷區(qū)693，所述第二線形凹陷區(qū)693具有比第二寬度D2小第四寬度D4的兩倍的第五寬度D5。
[0044]引導(dǎo)間隔件層590的第四寬度D4可以被確定為，使得BCP材料的相分離在具有第五寬度D5的第二線形凹陷區(qū)693中被限制。這防止在第二線形凹陷區(qū)693中形成對應(yīng)于圖2的通孔腔布局35的通孔孔或通孔開口。這是由于BCP材料僅在寬度大于臨界寬度的空間中相分離，而不在寬度小于臨界寬度的空間中相分離。因此，引導(dǎo)間隔件層590可以引入至本實施例中以提供特定的空間，例如，BCP材料能夠在其中相分離的第二巢形凹陷區(qū)694。S卩，第二巢形凹陷區(qū)694的第六寬度D6可以大于臨界寬度以允許BCP材料在第二巢形凹陷區(qū)694中的相分離。第二線形凹陷區(qū)693的第五寬度D5可以比臨界寬度窄，從而不允許BCP材料在第二線形凹陷區(qū)693中相分離。圖13、圖14和圖15說明形成BCP材料800的步驟。圖13是說明BCP材料800的平面圖。圖14是沿著圖13的線A-A’截取的截面圖，圖15是沿著圖13的線B-B’截取的截面圖。
[0045]參見圖13、圖14和圖15，可以涂覆BCP材料800以填充第二凹陷區(qū)690。BCP材料800可以由聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯)(PS-PMMA)共聚物材料或聚苯乙烯-聚(二甲基硅氧烷)(PS-PDMS)共聚物材料形成。當BCP材料800由包括PS嵌段和PMMA嵌段的PS-PMMA共聚物材料形成時，PS嵌段與PMMA嵌段的體積比可以被控制成約7:3。PS嵌段與PMMA嵌段的體積比或PS嵌段和PMMA嵌段的分子量可以根據(jù)工藝方案來適當?shù)乜刂啤?br>[0046]如在圖96中所示，BCP材料800可以是功能聚合物材料，其中，具有兩種或更多種不同結(jié)構(gòu)的聚合物嵌段通過共價鍵彼此結(jié)合以組成單個嵌段共聚物。如在圖96中所示，BCP材料800的單個嵌段共聚物可以形成聚合物嵌段A和聚合物嵌段B經(jīng)由連接點通過共價鍵彼此連接的鏈。如在圖97中所示，BCP材料800可以施加有均相。
[0047]BCP材料800的不同結(jié)構(gòu)的聚合物嵌段可以由于它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)而具有不同的混溶性和溶解性。具有不同結(jié)構(gòu)的聚合物嵌段在某溫度不能彼此混合。因而，如在圖98中所示，可以利用退火工藝來將BCP材料800相分離以提供自對準結(jié)構(gòu)。S卩，可以通過退火工藝來將具有均相的BCP材料800相分離成布置有聚合物嵌段A的區(qū)域A和布置有聚合物嵌段B的區(qū)域B。照此，BCP材料800的聚合物嵌段可以在液態(tài)或固態(tài)被相分離或選擇性地溶解以形成自組裝結(jié)構(gòu)。
[0048]經(jīng)由BCP材料800的自組裝來形成具有特定形狀的納米級結(jié)構(gòu)受到BCP材料800的聚合物嵌段的物理特性和/或化學(xué)特性影響。當由兩種不同聚合物嵌段組成的BCP材料在襯底上自組裝時，BCP材料的自組裝結(jié)構(gòu)可以根據(jù)組成BCP材料的聚合物嵌段的體積比、相分離期間的退火溫度、以及分子大小來形成三維立方體形狀、三維雙螺旋形狀、二維六邊形填充柱形狀、或二維薄片形狀。
[0049]在一些實施例中，BCP材料800可以由聚丁二烯-聚甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物，聚丁二烯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，聚丁二烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物，聚丁二烯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚合物，聚丙烯酸丁酯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物，聚丙烯酸丁酯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚物，聚異戊二烯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚物，聚異戊二烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物，聚丙烯酸己酯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚合物，聚異丁烯-聚甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物，聚異丁烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物，聚異丁烯-聚甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物，聚異丁烯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚合物，聚甲基丙烯酸丁酯-聚丙烯酸丁酯嵌段共聚合物，聚乙基乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物，聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物，聚苯乙烯-聚丁二烯嵌段共聚物，聚苯乙烯-聚異戊二烯嵌段共聚物，聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，聚苯乙烯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚聚合物，聚乙基乙烯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚物，聚乙烯-聚乙烯基吡啶嵌段共聚物，聚乙烯基吡啶-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚合物，聚環(huán)氧乙烷-聚異戊二烯嵌段共聚物，聚環(huán)氧乙烷-聚丁二烯嵌段共聚物，聚環(huán)氧乙烷-聚苯乙烯嵌段共聚物，聚環(huán)氧乙烷-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚合物，聚環(huán)氧乙烷-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，或聚苯乙烯-聚環(huán)氧乙烷嵌段共聚物形成。
[0050]圖16、圖17和圖18說明將BCP材料800相分離的步驟。圖16是說明相分離的BCP材料的平面圖。圖17是沿著圖16的線A-A’截取的截面圖，圖18是沿著圖16的線B-B’截取的截面圖。
[0051]參見圖16、圖17和圖18，可以將BCP材料800退火，以在每個第二巢形凹陷區(qū)694中形成具有圓柱形的聚合物嵌段區(qū)域810和包圍聚合物嵌段區(qū)域810以具有圓筒形的聚合物嵌段基體830。如果將具有圖97中所示的均相的BCP材料800退火，則每個第二巢形凹陷區(qū)694中的BCP材料800可以被相分離成與圖98的區(qū)域A相對應(yīng)的聚合物嵌段區(qū)域810和與圖98的區(qū)域B相對應(yīng)的聚合物嵌段基體830。聚合物嵌段區(qū)域810可以由BCP材料800中的第一聚合物嵌段、例如PMMA聚合物嵌段形成，而聚合物嵌段基體830可以由BCP材料800中的第二聚合物嵌段、例如PS聚合物嵌段形成。在本發(fā)明的一些實施例中，退火工藝可以是在約200度的溫度至約300度的溫度執(zhí)行約I個小時至約100個小時的熱退火工藝。即，如果BCP材料800被熱退火，則每個第二巢形凹陷區(qū)694中的組成BCP材料800的第一聚合物嵌段和第二聚合物嵌段可以被重新排序以引起B(yǎng)CP材料800中的相分離。
[0052]聚合物嵌段區(qū)域810可以被形成為具有圓柱形，且可以被具有圓筒形的聚合物嵌段基體830包圍。在BCP材料800被退火時，BCP材料800的相分離可以僅選擇性地在第二巢形凹陷區(qū)694中出現(xiàn)，而BCP材料800在第二線狀凹陷區(qū)693中的相分離可以被抑制。SP，具有第六寬度D6的第二巢形凹陷區(qū)694可以提供用于BCP材料800的相分離的充足空間，而具有第五寬度D5的第二線形凹陷區(qū)693不具有用于BCP材料800的相分離的充足空間。因而，可以不在第二線形凹陷區(qū)693中形成聚合物嵌段區(qū)域810，而可以僅在每個第二巢形凹陷區(qū)694的中央部分形成聚合物嵌段區(qū)域810。結(jié)果，聚合物嵌段區(qū)域810可以與第二巢形凹陷區(qū)694自對準。
[0053]由于聚合物嵌段區(qū)域810是通過BCP材料800中的第一聚合物嵌段的重新排列或相分離而形成的，因此聚合物嵌段基體830可以是通過BCP材料800中的第二聚合物嵌段的重新排列或相分離而形成的。即使BCP材料800被退火，第二線形凹陷區(qū)693中的BCP材料800也不相分離，因為第二線形凹陷區(qū)693未提供用于BCP材料800的相分離的充足空間。結(jié)果，保留在第二線形凹陷區(qū)693中的聚合物嵌段基體831可以具有均相。S卩，保留在第二線形凹陷區(qū)693中的聚合物嵌段基體831可以包括隨機排列的第一聚合物嵌段和第二聚合物嵌段。
[0054]圖19、圖20和圖21說明去除聚合物嵌段區(qū)域810以形成孔形腔681的步驟。圖19是說明孔形腔681的平面圖。圖20是沿著圖19的線A-A’截取的截面圖，圖21是沿著圖19的線B-B’截取的截面圖。
[0055]參見圖19、圖20和圖21，可以去除聚合物嵌段區(qū)域810以形成孔形腔681?？梢允褂脻穹涛g工藝或干法刻蝕工藝來選擇性地去除聚合物嵌段區(qū)域810，例如，PMMA聚合物嵌段?？仔吻?81可以與第二巢形凹陷區(qū)694對準，且可以形成在第二巢形凹陷區(qū)694的中央部分。隨后，可以選擇性地刻蝕聚合物嵌段基體830的通過孔形腔681而暴露的底部部分，以暴露出引導(dǎo)間隔件層590的位于孔形腔681之下的底部部分592?？商孢x地，可以在用于回刻蝕引導(dǎo)間隔件層590的后續(xù)刻蝕工藝中刻蝕聚合物嵌段基體830的通過孔形腔681而暴露的底部部分。
[0056]圖22、圖23和圖24說明形成引導(dǎo)間隔件圖案595的步驟。圖22是說明引導(dǎo)間隔件圖案595的平面圖。圖23是沿著圖22的線A-A’截取的截面圖，圖24是沿著圖22的線B-B’截取的截面圖。
[0057]參見圖22、圖23和圖24，利用聚合物嵌段基體830作為刻蝕掩模，可以刻蝕引導(dǎo)間隔件層590以形成暴露出第二硬掩模層430的一部分的第一通孔腔682。在形成第一通孔腔682之后，可以暴露出第三硬掩模圖案551。另外地，在形成第一通孔腔682之后，可以將引導(dǎo)間隔件層590的一部分保留在第一巢形凹陷區(qū)(圖8的654)和第一線形凹陷區(qū)(圖8的653)中。S卩，在形成第一通孔腔682之后，側(cè)壁部分593可以保留在第一巢形凹陷區(qū)654和第一線形凹陷區(qū)653的側(cè)壁上，限定第一通孔腔682的第一底部部分594可以保留在第一巢形凹陷區(qū)654的底表面上，以及第二底部部分592可以保留在第一線形凹陷區(qū)653的底表面上。側(cè)壁部分593、第一底部部分594和第二底部部分592可以組成引導(dǎo)間隔件圖案595。
[0058]隨后，利用引導(dǎo)間隔件圖案595作為刻蝕掩模，可以刻蝕通過第一通孔腔682暴露出的第二硬掩模層430，以形成將第一通孔腔682之下的第一介電層510暴露的第二硬掩模圖案431。在形成第二硬掩模圖案431時，位于第二線形凹陷區(qū)693之下的第二硬掩模層430由于引導(dǎo)間隔件圖案595的存在而未被刻蝕。在形成第二硬掩模圖案431之后，可以去除聚合物嵌段基體830。
[0059]在一些實施例中，可以在形成第一通孔腔682之后去除聚合物嵌段基體830，以及可以在去除聚合物嵌段基體830之后形成第二硬掩模圖案431。
[0060]圖25、圖26和圖27說明形成第二通孔腔611的步驟。圖25是說明第二通孔腔611的平面圖。圖26是沿著圖25的線A-A’截取的截面圖，圖27是沿著圖25的線B-B’截取的截面圖。
[0061]參見圖25、圖26和圖27，可以刻蝕通過第一通孔腔682暴露出的第一介電層(圖23的510)以形成從第一通孔腔682延伸的第二通孔腔611。結(jié)果，可以形成限定第二通孔腔611的第一介電圖案511。可以利用引導(dǎo)間隔件圖案595和第三硬掩模圖案551作為刻蝕掩模來執(zhí)行形成第二通孔腔611的刻蝕工藝。當執(zhí)行用于形成第二通孔腔611的刻蝕工藝時，第一硬掩模層410可以作為刻蝕停止件以防止下導(dǎo)電線路310和絕緣層200損壞。第二通孔腔611可以與第一通孔腔682對準。因而，第二通孔腔611可以形成在第二巢形凹陷區(qū)694的中央部分。
[0062]圖28、圖29和圖30說明形成犧牲通孔插塞700的步驟。圖28是說明犧牲通孔插塞700的平面圖。圖29是沿著圖28的線A-A’截取的截面圖，圖30是沿著圖28的線B-B’截取的截面圖。
[0063]參見圖28、圖29和圖30，可以在第二通孔腔611中形成犧牲通孔插塞700。具體地，可以在包括第二通孔腔611的襯底上形成犧牲層701，以及可以回刻蝕或凹陷犧牲層701以暴露出引導(dǎo)間隔件圖案595的表面和第三硬掩模圖案551的表面。結(jié)果，犧牲層701的一部分可以保留在第二通孔腔611中以形成犧牲通孔插塞700。在用于去除引導(dǎo)間隔件圖案595的后續(xù)刻蝕工藝期間，犧牲通孔插塞700可以幫助保持第二通孔腔611的形狀，且防止對第一硬掩模層410的損壞。犧牲層701可以由相對于介電層410、511、431、531和551具有良好的間隙填充特性和刻蝕選擇性的材料形成。例如，犧牲層701可以由旋涂碳(SOC)層形成。
[0064]圖31、圖32和圖33說明暴露出第一凹陷區(qū)650和第二通孔腔611的步驟。圖31是說明暴露之后的第一凹陷區(qū)650和第二通孔腔611的平面圖。圖32是沿著圖31的線A-A’截取的截面圖，圖33是沿著圖31的線B-B’截取的截面圖。
[0065]參見圖31、圖32和圖33，可以去除引導(dǎo)間隔件圖案595以暴露出包括第一線形凹陷區(qū)653和第一巢形凹陷區(qū)654的第一凹陷區(qū)650的側(cè)壁和底表面。此外，可以去除犧牲通孔插塞700以暴露出第二通孔腔611的側(cè)壁和底表面。如在圖32中所示，第二通孔腔611可以與第一巢形凹陷區(qū)654的中央部分對準。
[0066]圖34、35和36說明形成上導(dǎo)電線路333和導(dǎo)電通孔335的步驟。圖34是說明上導(dǎo)電線路333和導(dǎo)電通孔335的平面圖。圖35是沿著圖34的線A-A’截取的截面圖，圖36是沿著圖34的線B-B’截取的截面圖。
[0067]參見圖34、圖35和圖36，可以在第三硬掩模圖案551上形成上導(dǎo)電層(未示出)以填充第二通孔腔611和第一凹陷區(qū)650。然后可以將上導(dǎo)電層平坦化以形成第一凹陷區(qū)650中的上導(dǎo)電線路333和第二通孔腔611中的導(dǎo)電通孔335。上導(dǎo)電線路333和導(dǎo)電通孔335可以組成上導(dǎo)電圖案330?？梢允褂没瘜W(xué)機械拋光(CMP)工藝來執(zhí)行用于形成上導(dǎo)電線路333和導(dǎo)電通孔335的平坦化工藝，以暴露出第二介電圖案531。在平坦化工藝期間，可以去除第三硬掩模圖案551。上導(dǎo)電圖案330可以由金屬材料諸如銅(Cu)材料、鋁(Al)材料或鎢(W)材料形成。
[0068]在形成上導(dǎo)電層之前，可以刻蝕通過第二通孔腔611暴露出的第一硬掩模層410以暴露出下導(dǎo)電線路310。在用于暴露下導(dǎo)電線路310的刻蝕工藝期間，可以去除通過第一凹陷區(qū)650暴露出的第二硬掩模圖案431。此外，在用于暴露下導(dǎo)電線路310的刻蝕工藝期間，也可以去除第三硬掩模圖案551。
[0069]如上所述，根據(jù)一個實施例，使用BCP材料的相分離技術(shù)可以應(yīng)用于鑲嵌工藝方案以形成與上導(dǎo)電線路333對準的導(dǎo)電通孔335，且所述使用BCP材料的相分離技術(shù)僅需要單個光刻工藝步驟?？梢栽诘谝话枷輩^(qū)650的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以使BCP材料的相分離僅發(fā)生在第一巢形凹陷區(qū)654中。因此，用于導(dǎo)電通孔335的第二通孔腔611可以與第一巢形凹陷區(qū)654對準，而在第一線形凹陷區(qū)653中不形成通孔腔。
[0070]圖37說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的互連結(jié)構(gòu)50。
[0071]參見圖37，互連結(jié)構(gòu)50可以包括:第一下導(dǎo)電圖案51 ;上導(dǎo)電線路53，位于比第一下導(dǎo)電圖案51更高的水平上；以及第一導(dǎo)電通孔55，將第一下導(dǎo)電圖案51電連接至上導(dǎo)電線路53的連接部分57?；ミB結(jié)構(gòu)50還可以包括:第二下導(dǎo)電圖案52，位于與第一下導(dǎo)電圖案51相同的水平上；導(dǎo)電焊盤54，位于與上導(dǎo)電線路53相同的水平上；以及第二導(dǎo)電通孔56，將第二下導(dǎo)電圖案52電連接至導(dǎo)電焊盤54。此外，互連結(jié)構(gòu)50還可以包括:導(dǎo)電焊盤59，位于比導(dǎo)電焊盤54更高的水平上；以及第三導(dǎo)電通孔58，將導(dǎo)電焊盤54與導(dǎo)電焊盤59電連接。上導(dǎo)電線路53的連接部分57可以與上導(dǎo)電線路53中的一個端部對應(yīng)。第一導(dǎo)電通孔55可以與上導(dǎo)電線路53的連接部分57對準。導(dǎo)電焊盤54可以與上導(dǎo)電線路53間隔開，且可以是設(shè)置在第二導(dǎo)電通孔56和第三導(dǎo)電通孔58之間的中間構(gòu)件。
[0072]第一導(dǎo)電通孔55和第二導(dǎo)電通孔56可以對應(yīng)于不規(guī)則排列的隨機導(dǎo)電通孔。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，需要另外的光刻工藝步驟來形成隨機導(dǎo)電通孔，諸如第一導(dǎo)電通孔55和第二導(dǎo)電通孔56。然而，根據(jù)本發(fā)明，可以使用BCP材料的相分離技術(shù)以及鑲嵌工藝方案來形成分別與上導(dǎo)電線路53的連接部分57和導(dǎo)電焊盤54對準的第一導(dǎo)電通孔55和第二導(dǎo)電通孔56，而無需另外的光刻工藝步驟。
[0073]圖38是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的互連結(jié)構(gòu)的布局圖60，圖39是說明形成具有圖38中所示的布局圖60的互連結(jié)構(gòu)所需的鑲嵌凹陷區(qū)的布局圖80。
[0074]參見圖38，布局圖60是用于利用鑲嵌工藝來實現(xiàn)圖37中所示的導(dǎo)電通孔55和56、上導(dǎo)電線路53和導(dǎo)電焊盤54的布局。布局圖可以包括:上導(dǎo)電線路布局63，用于形成上導(dǎo)電線路(圖37的53);以及第一導(dǎo)電通孔布局65，用于形成第一導(dǎo)電通孔(圖37的55)。布局圖還可以包括:導(dǎo)電焊盤布局64，用于形成導(dǎo)電焊盤(圖37的54);以及第二導(dǎo)電通孔布局66，用于形成第二導(dǎo)電通孔(圖37的56)?？梢允褂貌季謭D60來產(chǎn)生具有在利用鑲嵌工藝實現(xiàn)互連結(jié)構(gòu)(圖37的50)時形成的第一凹陷區(qū)的形狀的布局圖80。S卩，布局圖80可以是第一凹陷布局。
[0075]參見圖39，第一凹陷布局80可以包括:具有第一寬度SI的第一巢形凹陷布局84、具有第五寬度S5的第三巢形凹陷布局87、以及具有第二寬度S2的第一線形凹陷布局83。第一巢形凹陷布局84可以與第一線形凹陷布局83的一個端部連接且重疊，第三巢形凹陷布局87可以與第一線形凹陷布局83間隔開。第一線形凹陷布局83的第二寬度S2可以小于第一巢形凹陷布局84的第一寬度SI和第三巢形凹陷布局87的第五寬度S5。術(shù)語“第一寬度SI”、“第二寬度S2”和“第五寬度S5”僅為命名慣例，因而不應(yīng)該被解釋為暗示寬度越來越大。
[0076]圖40、41、42和43說明形成刻蝕掩模2570的步驟。圖40是說明刻蝕掩模2570的平面圖。圖41是沿著圖40的線C-C’截取的截面圖，圖42是沿著圖40的線D-D’截取的截面圖，圖43是沿著圖40的線E-E’截取的截面圖。
[0077]參見圖40、圖41、圖42和圖43，可以在半導(dǎo)體襯底2100上形成絕緣層2200，以及可以在絕緣層2200中將第一下導(dǎo)電線路2310和第二下導(dǎo)電線路2320形成為彼此間隔開。第一下導(dǎo)電線路2310可以對應(yīng)于圖37中所示的互連結(jié)構(gòu)50的第一下導(dǎo)電圖案51。第二下導(dǎo)電線路2320可以對應(yīng)于圖37中所示的互連結(jié)構(gòu)50的第二下導(dǎo)電圖案52。在一些實施例中，第一下導(dǎo)電線路2310和第二下導(dǎo)電線路2320可以對應(yīng)于導(dǎo)電焊盤或結(jié)區(qū)，例如，MOS晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)。第一下導(dǎo)電線路2310和第二下導(dǎo)電線路2320可以由金屬材料形成。絕緣層2200可以被形成為包括諸如氧化硅(S12)層的介電層。
[0078]可以在下導(dǎo)電線路2310和2320以及絕緣層2200上形成包括多個介電層2410、2510、2430、2530和2550的介電結(jié)構(gòu)。雖然圖41、圖42和圖43示出了介電結(jié)構(gòu)包括順序?qū)盈B的介電層2410、2510、2430、2530和2550的實例，但本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，在本發(fā)明的一些實施例中，介電結(jié)構(gòu)可以使用單個介電層來形成。介電層2410可以形成在下導(dǎo)電線路2310和2320以及絕緣層2200上以作為第一硬掩模層，介電層2510可以形成在第一硬掩模層2410上以作為第一介電層。介電層2430可以形成在第一介電層2510上以作為第二硬掩模層，介電層2530可以形成在第二硬掩模層2430上以作為第二介電層。第一硬掩模層2410和第二硬掩模層2430可以起到刻蝕停止件的作用。即，第一硬掩模層2410可以由相對于第一介電層2510具有刻蝕選擇性的材料層形成，第二硬掩模層2430可以由相對于第二介電層2530具有刻蝕選擇性的材料層形成。在本發(fā)明的一些實施例中，第一硬掩模層2410和第二硬掩模層2430可以由氮化硅(Si3N4)層形成。第一介電層2510和第二介電層2530可以由大體相同的介電材料形成?？商孢x地，第一介電層2510可以由與第二介電層2530不同的介電材料形成。作為第三硬掩模層的介電層2550可以形成在第二介電層2530上。第三硬掩模層2550可以包括相對于第二介電層2530具有刻蝕選擇性的材料層。例如，第三硬掩模層2550可以由氮化硅層形成。
[0079]可以在介電結(jié)構(gòu)(2410+2510+2430+2530+2550)上形成刻蝕掩模2570。具體地，可以在第三硬掩模層2550上形成光致抗蝕劑層，并且可以利用具有圖39中所示的第一凹陷布局80的光掩模通過光刻工藝的曝光步驟來暴露光致抗蝕劑層。隨后，可以將暴露的光致抗蝕劑層顯影以形成其中包括開口 2670的刻蝕掩模2570。因此，開口 2670的形狀可以通過第一凹陷布局80確定。在光刻工藝的曝光步驟和顯影步驟期間，第一凹陷布局80的第一巢形凹陷布局84和第三巢形凹陷布局87的角部可以改為具有圓形形狀。因而，與第一巢形凹陷布局84相對應(yīng)的第一開口 2674可以具有圓形形狀，并且與第三巢形凹陷布局87相對應(yīng)的第三開口 2677也可以具有圓形形狀。在光刻工藝的曝光步驟和顯影步驟期間，第一凹陷布局80的第一線形凹陷布局83可以轉(zhuǎn)移至光致抗蝕劑層上以形成第二開口 2673。
[0080]圖44、45、46和47說明形成第一凹陷區(qū)2650的步驟。圖44是說明第一凹陷區(qū)2650的平面圖。圖45是沿著圖44的線C-C’截取的截面圖，圖46是沿著圖44的線D-D’截取的截面圖，圖47是沿著圖44的線E-E’截取的截面圖。
[0081]參見圖44、圖45、圖46和圖47，可以選擇性地刻蝕通過刻蝕掩模2570暴露出的第三硬掩模層2550以形成第三硬掩模圖案2551，以及可以選擇性地刻蝕通過第三硬掩模圖案2551暴露出的第二介電層2530以形成第二介電圖案2531。
[0082]作為選擇性刻蝕工藝的結(jié)果，刻蝕掩模2570的開口(圖41、圖42和圖43的2670)可以轉(zhuǎn)移至第二介電層2530中以形成第一凹陷區(qū)2650，所述第一凹陷區(qū)2650包括具有大體第一寬度SI的第一巢形凹陷區(qū)2654、具有大體第五寬度S5的第三巢形凹陷區(qū)2657、以及具有約第二寬度S2的第一線形凹陷區(qū)2653，第二寬度S2小于第一寬度SI和第五寬度S5。在執(zhí)行選擇性刻蝕工藝以形成第一凹陷區(qū)2650時，第二硬掩模層2430可以作為刻蝕停止件。因而，第一巢形凹陷區(qū)2654、第三巢形凹陷區(qū)2657和第一線形凹陷區(qū)2653可以具有大體相同的深度。
[0083]圖48、49、50和51說明形成引導(dǎo)間隔件層2590的步驟。圖48是說明引導(dǎo)間隔件層2590的平面圖。圖49是沿著圖48的線C-C’截取的截面圖，圖50是沿著圖48的線D-D’截取的截面圖，圖51是沿著圖48的線E-E’截取的截面圖。
[0084]參見圖48、圖49、圖50和圖51，可以在第三硬掩模圖案2551上形成引導(dǎo)間隔件層2590以保形地覆蓋第一凹陷區(qū)2650的側(cè)壁和底表面。引導(dǎo)間隔件層2590可以被形成為包括相對于第二介電圖案2531具有刻蝕選擇性的材料層。引導(dǎo)間隔件層2590可以包括金屬氮化物層、諸如氮化鈦(TiN)層，或硅層、諸如多晶硅層。由于引導(dǎo)間隔件層2590被形成為覆蓋第一凹陷區(qū)2650的側(cè)壁，所以第一凹陷區(qū)2650的實際寬度可以由于引導(dǎo)間隔件層2590的存在而減小。因此，引導(dǎo)間隔件層2590可以被形成為提供第二凹陷區(qū)2690，所述第二凹陷區(qū)2690包括:具有第三寬度S3的第二巢形凹陷區(qū)2694，所述第三寬度S3小于第一寬度SI ;以及具有第六寬度S6的第四巢形凹陷區(qū)2697，所述第六寬度S6小于第五寬度S5。同時，引導(dǎo)間隔件層2590可以被形成為完全填充第一線形凹陷區(qū)2653。因而，在形成引導(dǎo)間隔件層2590之后，可以沒有凹陷區(qū)保留在第一線形凹陷區(qū)2653中。因此，當在后續(xù)工藝中將BCP材料形成在第二巢形凹陷區(qū)2694和第四巢形凹陷區(qū)2697中時，可以沒有BCP材料形成在第一線形凹陷區(qū)2653中。結(jié)果，BCP材料的相分離可以僅出現(xiàn)在第二巢形凹陷區(qū)2694和第四巢形凹陷區(qū)2697中。
[0085]圖52、53、54和55說明形成BCP材料2800的步驟。圖52是說明BCP材料2800的平面圖，圖53是沿著圖52的線C-C’截取的截面圖，圖54是沿著圖52的線D-D’截取的截面圖，圖55是沿著圖52的線E-E’截取的截面圖。
[0086]參見圖52、圖53、圖54和圖55，可以涂覆BCP材料2800以填充第二凹陷區(qū)2690。由于第一線形凹陷區(qū)2653被引導(dǎo)間隔件層2590完全填充，所以BCP材料2800可以被形成為僅填充第二巢形凹陷區(qū)2694和第四巢形凹陷區(qū)2697。
[0087]圖56、57、58和59說明將BCP材料2800相分離的步驟。圖56是說明相分離的BCP材料的平面圖。圖57是沿著圖56的線C-C’截取的截面圖，圖58是沿著圖56的線D-D’截取的截面圖，圖59是沿著圖56的線E-E’截取的截面圖。
[0088]參見圖56、圖57、圖58和圖59，可以將BCP材料2800退火，以形成具有圓柱形的第一聚合物嵌段區(qū)域2811和第二聚合物嵌段區(qū)域2813，以及具有圓筒形的第一聚合物嵌段基體2831和第二聚合物嵌段基體2833。當BCP材料2800被退火時，BCP材料2800可以相分離以形成第一聚合物嵌段區(qū)域2811和第二聚合物嵌段區(qū)域2813以及第一聚合物嵌段基體2831和第二聚合物嵌段基體2833。第一聚合物嵌段基體2831可以被形成為在第二巢形凹陷區(qū)2694中包圍第一聚合物嵌段區(qū)域2811，第二聚合物嵌段基體2833可以被形成為在第四巢形凹陷區(qū)2697中包圍第二聚合物嵌段區(qū)域2813。第一聚合物嵌段區(qū)域2811和第二聚合物嵌段區(qū)域2813可以被形成為具有大體相同的寬度，即相同的直徑。
[0089]聚合物嵌段區(qū)域2811和聚合物嵌段區(qū)域2813可以由BCP材料2800中的第一聚合物嵌段、例如PMMA聚合物嵌段形成，聚合物嵌段基體2831和2833可以由BCP材料2800中的第二聚合物嵌段、例如PS聚合物嵌段形成。
[0090]圖60、圖61、圖62和圖63說明去除聚合物嵌段區(qū)域2811和2813以形成第一孔形腔2681和第二孔形腔2683的步驟。圖60是說明第一孔形腔2681和第二孔形腔2683的平面圖。圖61是沿著圖60的線C-C’截取的截面圖，圖62是沿著圖60的線D-D’截取的截面圖，圖63是沿著圖60的線E-E’截取的截面圖。
[0091]參見圖60、圖61、圖62和圖63，可以去除聚合物嵌段區(qū)域2811和2813(圖57和圖58中所示)以形成分別與第二巢形凹陷區(qū)2694(圖57中所示)和第四巢形凹陷區(qū)2697 (圖58中所示)對準的第一孔形腔2681和第二孔形腔2683。可以使用干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝來去除聚合物嵌段區(qū)域2811和2813。隨后，可以選擇性地刻蝕聚合物嵌段基體2831和2833的通過孔形腔2681和2683暴露出的底部部分，以暴露出引導(dǎo)間隔件層2590的位于孔形腔2681和2683之下的部分。
[0092]圖64、圖65、圖66和圖67說明形成第一通孔腔2682和第三通孔腔2684的步驟。圖64是說明第一通孔腔2682和第三通孔腔2684的平面圖。圖65是沿著圖64的線C-C’截取的截面圖，圖66是沿著圖64的線D-D’截取的截面圖，圖67是沿著圖64的線E-E’截取的截面圖。
[0093]參見圖64、圖65、圖66和圖67，利用聚合物嵌段基體2831和2833作為刻蝕掩模，可以刻蝕引導(dǎo)間隔件層2590以形成與第一孔形腔(圖61的2681)對準的第一通孔腔2682和與第二孔形腔(圖62的2683)對準的第三通孔腔2684。在形成第一通孔腔2682和第三通孔腔2684之后，可以暴露出第三硬掩模圖案2551。限定第一通孔腔2682和第三通孔腔2684的引導(dǎo)間隔件層2590可以在后續(xù)刻蝕工藝中作為刻蝕掩模或硬掩模。當形成第一通孔腔2682和第三通孔腔2684時，引導(dǎo)間隔件層2590的填充第一線狀凹陷區(qū)2653的一部分2596可以防止位于第一線形凹陷區(qū)2653之下的第二硬掩模層2430被損壞或刻蝕。引導(dǎo)間隔件層2590的底部部分2594可以保留在第二巢形凹陷區(qū)2694和第四巢形凹陷區(qū)2697中以限定第一通孔腔2682和第三通孔腔2684。
[0094]圖68、69、70和71說明延伸第一通孔腔2682和第三通孔腔2684(圖65和圖66中所示)的步驟。圖68是說明延伸的第一通孔腔2682和第三通孔腔2684的平面圖。圖69是沿著圖68的線C-C’截取的截面圖，圖70是沿著圖68的線D-D’截取的截面圖，圖71是沿著圖68的線E-E’截取的截面圖。
[0095]參見圖68、圖69、圖70和圖71，利用保留的引導(dǎo)間隔件層2590以及聚合物嵌段基體2831和2833作為刻蝕掩模，可以刻蝕通過第一通孔腔2682和第三通孔腔2684暴露出的第二硬掩模層2430，以穿過第二硬掩模層2430垂直地延伸第一通孔腔2682和第三通孔腔2684。在形成延伸的第一通孔腔2682和第三通孔腔2684之后，可以去除聚合物嵌段基體2831和2833。在本發(fā)明的一些實施例中，可以在去除聚合物嵌段基體2831和2833之后形成延伸的第一通孔腔2682和第三通孔腔2684。保留的引導(dǎo)間隔件層2590可以包括底部部分2594和側(cè)壁部分2593以及填充部分2596，底部部分2594和側(cè)壁部分2593保留在第二巢形凹陷區(qū)2694和第四巢形凹陷區(qū)2697(圖57和圖58中所示)中，填充部分2596填充第一線形凹陷區(qū)2653。
[0096]圖72、73、74和75說明形成第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的步驟。圖72是說明第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的平面圖。圖73是沿著圖72的線C-C’截取的截面圖，圖74是沿著圖72的線D-D’截取的截面圖，圖75是沿著圖72的線E-E’截取的截面圖。
[0097]參見圖72、圖73、圖74和圖75，可以刻蝕通過第一通孔腔和第三通孔腔(圖69的2682和圖70的2684)暴露出的第一介電層(圖69和圖70的2510)，以形成從第一通孔腔2682垂直延伸的第二通孔腔2611和從第三通孔腔2684垂直延伸的第四通孔腔2613。結(jié)果，可以形成限定第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的第一介電圖案2511?？梢岳帽Ａ舻囊龑?dǎo)間隔件層2590和第三硬掩模圖案2551作為刻蝕掩模來執(zhí)行用于形成第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的刻蝕工藝。當執(zhí)行用于形成第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的刻蝕工藝時，第一硬掩模層2410可以作為刻蝕停止件以防止第一下導(dǎo)電線路2310和第二下導(dǎo)電線路2320以及絕緣層2200損壞。第二通孔腔2611可以與第一通孔腔2682對準，第四通孔腔2613可以與第三通孔腔2684對準。
[0098]圖76、77、78和79說明形成犧牲通孔插塞2700的步驟。圖76是說明犧牲通孔插塞2700的平面圖。圖77是沿著圖76的線C-C’截取的截面圖，圖78是沿著圖76的線D-D’截取的截面圖，圖79是沿著圖76的線E-E’截取的截面圖。
[0099]參見圖76、圖77、圖78和圖79，可以形成犧牲通孔插塞2700以填充第二通孔腔2611和第四通孔腔2613。具體地，可以在包括第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的襯底上形成犧牲層(未示出)、例如旋涂碳(SOC)層，以及可以回刻蝕或凹陷犧牲層以暴露出保留的引導(dǎo)間隔件層2590的表面和第三硬掩模圖案2551的表面。結(jié)果，犧牲層的一部分可以保留在第二通孔腔2611和第四通孔腔2613中以形成犧牲通孔插塞2700。在用于去除保留的引導(dǎo)間隔件層2590的后續(xù)刻蝕工藝期間，犧牲通孔插塞2700可以防止第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的形狀改變或防止第一硬掩模層2410損壞。
[0100]圖80、圖81、圖82和圖83說明暴露出第一凹陷區(qū)2650以及第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的步驟。圖80是說明暴露出第一凹陷區(qū)2650以及第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的結(jié)果的平面圖。圖81是沿著圖80的線C-C’截取的截面圖，圖82是沿著圖80的線D-D’截取的截面圖，圖83是沿著圖80的線E-E’截取的截面圖。
[0101]參見圖80、圖81、圖82和圖83，可以去除保留的引導(dǎo)間隔件層(圖77和圖78的2590)以暴露出包括第一線形凹陷區(qū)2653以及第一巢形凹陷區(qū)2654和第三巢形凹陷區(qū)2657的第一凹陷區(qū)2650的側(cè)壁和底表面。此外，可以去除犧牲通孔插塞2700以暴露出第二通孔腔2611和第四通孔腔2613的側(cè)壁和底表面。
[0102]圖84、85、86和87說明形成犧牲圖案2900的步驟。圖84是說明犧牲圖案2900的平面圖。圖85是沿著圖84的線C-C’截取的截面圖，圖86是沿著圖84的線D-D’截取的截面圖，圖87是沿著圖84的線E-E’截取的截面圖。
[0103]參見圖84、圖85、圖86和圖87，可以在第三硬掩模圖案2551上形成犧牲層2900以填充第一凹陷區(qū)2650以及第二通孔腔2611和第四通孔腔2613?？梢酝ㄟ^沉積介電材料、諸如SOC材料來形成犧牲層2900?？梢赃x擇性地去除犧牲層2900的一部分以形成設(shè)置在第三巢形凹陷區(qū)2657上的開口 2901。開口 2901可以被形成為具有比第三巢形凹陷區(qū)2657的寬度更大的寬度。
[0104]圖88、89、90和91說明形成第五巢形凹陷區(qū)2658的步驟。圖88是說明第五巢形凹陷區(qū)2658的平面圖。圖89是沿著圖88的線C-C’截取的截面圖，圖90是沿著圖88的線D-D’截取的截面圖，圖91是沿著圖88的線E-E’截取的截面圖。
[0105]參見圖88、圖89、圖90和圖91，利用具有開口 2901的犧牲層2900作為刻蝕掩模，可以刻蝕第二介電圖案2531以增大第三巢形凹陷區(qū)2657。結(jié)果，可以在第四通孔腔2613上形成第五巢形凹陷區(qū)2658。第五巢形凹陷區(qū)2658可以提供形成導(dǎo)電焊盤、例如圖37的54的空間。因而，導(dǎo)電焊盤54的形狀和位置可以取決于第五巢形凹陷區(qū)2658的形狀和位置。S卩，導(dǎo)電焊盤54的形狀和位置可以根據(jù)開口 2901的形狀和位置而以各種形式改變。
[0106]在形成第五巢形凹陷區(qū)2658之后，可以去除犧牲層2900。隨后，可以刻蝕通過第二通孔腔2611和第四通孔腔2613暴露出的第一硬掩模層2410，以暴露出第一下導(dǎo)電線路2310和第二下導(dǎo)電線路2320。當刻蝕通過第二通孔腔2611和第四通孔腔2613暴露出的第一硬掩模層2410時，可以去除通過第一凹陷區(qū)2650暴露出的第二硬掩模層2430。此外，當刻蝕通過第二通孔腔2611和第四通孔腔2613暴露出的第一硬掩模層2410時，也可以去除第三硬掩模圖案2551。
[0107]第四通孔腔2613可以在空間上連接至第五巢形凹陷區(qū)2658。在本發(fā)明的一些實施例中，第四通孔腔2613可以不與第五巢形凹陷區(qū)2658的中央部分對準。
[0108]圖92、93、94和95說明形成上導(dǎo)電圖案2300的步驟。圖92是說明上導(dǎo)電圖案2300的平面圖。圖93是沿著圖92的線C-C’截取的截面圖，圖94是沿著圖92的線D-D’截取的截面圖，圖95是沿著圖92的線E-E’截取的截面圖。
[0109]參見圖92、圖93、圖94和圖95，可以在第三硬掩模圖案2551或第二介電圖案2531上形成上導(dǎo)電層(未示出)以填充第二通孔腔2611和第四通孔腔2613以及第一凹陷區(qū)2650。然后可以將上導(dǎo)電層平坦化以形成上導(dǎo)電圖案2300，所述上導(dǎo)電圖案2300包括:第一線形凹陷區(qū)2653中的上導(dǎo)電線路2333、第一巢形凹陷區(qū)2654中的連接部分2334、第五巢形凹陷區(qū)2658中的導(dǎo)電焊盤2337、第二通孔腔2611中的與連接部分2334對準的第一導(dǎo)電通孔2335、以及第四通孔腔2613中的第二導(dǎo)電通孔2336?？梢允褂没瘜W(xué)機械拋光(CMP)工藝來執(zhí)行用于形成上導(dǎo)電圖案2300的平坦化工藝以暴露出第二介電圖案2531。上導(dǎo)電圖案2300可以被形成為包括金屬材料，諸如銅(Cu)材料、鋁(Al)材料或鎢(W)材料。
[0110]雖然圖40至圖95說明了第一線形凹陷區(qū)2653被引導(dǎo)間隔件層2590完全填充的實例，但本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，在本發(fā)明的一些實施例中，與前述實施例中說明的引導(dǎo)間隔件層590(見圖11和圖12)類似，引導(dǎo)間隔件層2590可以保形地形成在第一線形凹陷區(qū)2653的側(cè)壁和底表面上，而不填充第一線形凹陷區(qū)2653。另外，在本發(fā)明的一些實施例中，與圖51中所示的引導(dǎo)間隔件層2590類似，圖12中所示的引導(dǎo)間隔件層590可以形成為完全填充第一線形凹陷區(qū)653。
[0111]根據(jù)上述實施例，可以利用嵌段共聚物(BCP)層的相分離而容易地在大的襯底上制造納米級結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu)。納米級結(jié)構(gòu)可以用在偏光片的制造中或反射性液晶顯示器(LCD)單元中的反射透鏡的形成中。納米結(jié)構(gòu)還可以用在分離的偏光片的制造中以及包括顯示面板的偏光部分的形成中。例如，納米結(jié)構(gòu)可以用在包括薄膜晶體管的陣列襯底的制造中或直接在濾色器襯底上形成偏光部分的處理中。此外，納米結(jié)構(gòu)可以用在制造納米線晶體管或存儲器、圖案化納米級互連的電子/電部件、太陽能電池和燃料電池的催化劑、刻蝕掩模、有機發(fā)光二極管(OLED)和氣體傳感器的成型工藝中。
[0112]根據(jù)前述實施例的方法和因此形成的結(jié)構(gòu)可以用在集成電路(IC)芯片的制造中。IC芯片可以以原始晶片形式、裸片形式或封裝形式提供給使用者。IC芯片還可以以單封裝形式或多芯片封裝形式提供。IC芯片可以集成至中間產(chǎn)品、諸如母板，或構(gòu)成信號處理設(shè)備的終端產(chǎn)品中。終端產(chǎn)品可以包括玩具、低端應(yīng)用產(chǎn)品、或諸如計算機的高端應(yīng)用產(chǎn)品。例如，終端產(chǎn)品可以包括顯示單元、鍵盤或中央處理單元(CPU)。
[0113]以上已出于說明性目的公開了本發(fā)明的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是，在不偏離如所附權(quán)利要求中表達的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、添加和刪減是可以的。
[0114]通過以上實施例可以看出，本申請?zhí)峁┝艘韵碌募夹g(shù)方案。
[0115]技術(shù)方案1.一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括:
[0116]在半導(dǎo)體襯底上形成介電層；
[0117]圖案化所述介電層以形成第一凹陷區(qū)，所述第一凹陷區(qū)包括具有第一寬度的第一巢形凹陷區(qū)和具有第二寬度的第一線形凹陷區(qū)，所述第二寬度小于所述第一寬度；
[0118]在所述第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以提供第二凹陷區(qū)，所述第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)，所述第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一巢形凹陷區(qū)中，且具有小于所述第一寬度的第三寬度；
[0119]形成填充所述第二凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚合物材料；
[0120]將所述自組裝嵌段共聚合物材料退火，以形成具有圓柱形的聚合物嵌段區(qū)域和包圍所述聚合物嵌段區(qū)域以具有圓筒形的聚合物嵌段基體；
[0121]去除所述聚合物嵌段區(qū)域；以及
[0122]利用所述聚合物嵌段基體作為刻蝕掩模來刻蝕所述介電層，以及在所述第二巢形凹陷區(qū)之下形成通孔腔。
[0123]技術(shù)方案2.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述第一巢形凹陷區(qū)在空間上與所述第一線形凹陷區(qū)連接。
[0124]技術(shù)方案3.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，所述第一巢形凹陷區(qū)連接至所述第一線形凹陷區(qū)的端部，或設(shè)置成與所述第一線形凹陷區(qū)的一部分重疊。
[0125]技術(shù)方案4.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述第一巢形凹陷區(qū)與所述第一線形凹陷區(qū)間隔開。
[0126]技術(shù)方案5.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層被適當?shù)囟ǔ叽鐬?使得所述聚合物嵌段區(qū)域形成在所述第二巢形凹陷區(qū)中。
[0127]技術(shù)方案6.如技術(shù)方案5所述的方法，
[0128]其中，所述引導(dǎo)間隔件層被形成為提供第二線形凹陷區(qū)，所述第二線形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一線形凹陷區(qū)中以具有第四寬度，所述第四寬度小于所述第三寬度；以及
[0129]其中，所述第二線形凹陷區(qū)的所述第四寬度使得其防止所述聚合物嵌段區(qū)域形成在所述第二線形凹陷區(qū)中。
[0130]技術(shù)方案7.如技術(shù)方案5所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層被形成為填充所述第一線形凹陷區(qū)，使得所述聚合物嵌段區(qū)域形成在所述第一線形凹陷區(qū)中。
[0131]技術(shù)方案8.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層被形成為延伸至所述第一凹陷區(qū)的底表面上以及延伸至所述介電層的頂表面上。
[0132]技術(shù)方案9.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層包括相對于所述介電層具有刻蝕選擇性的材料。
[0133]技術(shù)方案10.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層包括硅層或氮化欽層。
[0134]技術(shù)方案11.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述自組裝嵌段共聚物材料包括第一聚合物嵌段成分和第二聚合物嵌段成分，所述第一聚合物嵌段成分和所述第二聚合物嵌段成分適于分子連接以及在被帶入退火溫度時形成分離的相。
[0135]技術(shù)方案12.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述聚合物嵌段區(qū)域包括所述第一聚合物嵌段成分，所述聚合物嵌段基體包括所述第二聚合物嵌段成分。
[0136]技術(shù)方案13.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述聚合物嵌段區(qū)域由所述第一聚合物嵌段成分形成，所述第一聚合物嵌段成分以與所述自組裝嵌段共聚物材料的分離的相存在。
[0137]技術(shù)方案14.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述通孔腔被形成為穿通所述介電層。
[0138]技術(shù)方案15.如技術(shù)方案14所述的方法，還包括:
[0139]形成填充所述第一凹陷區(qū)和所述通孔腔的導(dǎo)電層；
[0140]平坦化所述導(dǎo)電層以形成所述第一凹陷區(qū)中的導(dǎo)電線路以及所述通孔腔中的導(dǎo)電通孔。
[0141]技術(shù)方案16.如技術(shù)方案15所述的方法，其中，在形成所述導(dǎo)電層之前:
[0142]去除所述聚合物嵌段基體；以及
[0143]去除所述引導(dǎo)間隔件層。
[0144]技術(shù)方案17.如技術(shù)方案16所述的方法，其中，去除所述引導(dǎo)間隔件層包括:
[0145]在所述通孔腔中形成犧牲層；以及
[0146]利用所述犧牲層作為刻蝕掩模來刻蝕所述引導(dǎo)間隔件層。
[0147]技術(shù)方案18.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，所述通孔腔與所述第一巢形凹陷區(qū)的底表面的中央部分對準。
[0148]技術(shù)方案19.一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括:
[0149]在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層；
[0150]圖案化所述第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，所述第一凹陷區(qū)包括具有第一寬度的第一巢形凹陷區(qū)和具有第二寬度的第一線形凹陷區(qū)，所述第二寬度小于所述第一寬度；
[0151]在所述第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以在所述第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)，其中，所述第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)和第二線形凹陷區(qū)，所述第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于所述第一寬度的第三寬度，所述第二線形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一線形凹陷區(qū)中以具有小于所述第二寬度的第四寬度；
[0152]形成填充所述第二凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚物材料；
[0153]將所述自組裝嵌段共聚物材料退火，以在所述第二巢形凹陷區(qū)中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域；
[0154]去除所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域；
[0155]刻蝕通過所述圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的所述引導(dǎo)間隔件層，以形成第一通孔腔；以及
[0156]利用所述圓筒形聚合物嵌段基體作為刻蝕掩模來刻蝕所述第一介電層，以形成比所述第一通孔腔更深的第二通孔腔。
[0157]技術(shù)方案20.—種制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括:
[0158]在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層；
[0159]圖案化所述第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，所述第一凹陷區(qū)包括具有第一寬度的第一巢形凹陷區(qū)、具有第五寬度的第三巢形凹陷區(qū)、以及具有第二寬度的第一線形凹陷區(qū)，所述第二寬度小于所述第一寬度和所述第五寬度，其中，所述第一線形凹陷區(qū)連接至所述第一巢形凹陷區(qū)，且與所述第三巢形凹陷區(qū)間隔開；
[0160]在所述第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層，以在所述第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)，其中，所述第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)，所述第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于所述第一寬度的第三寬度，所述第四巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第三巢形凹陷區(qū)中以具有小于所述第五寬度的第六寬度；
[0161]形成填充所述第二巢形凹陷區(qū)和所述第四巢形凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚物材料；
[0162]將所述自組裝嵌段共聚物材料退火，以在所述第二巢形凹陷區(qū)和所述第四巢形凹陷區(qū)中的每個中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域；
[0163]去除所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域；
[0164]刻蝕通過所述圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的所述引導(dǎo)間隔件層，以形成所述第二巢形凹陷區(qū)中的第一通孔腔，以及所述第四巢形凹陷區(qū)中的第三通孔腔；
[0165]刻蝕通過所述第一通孔腔和所述第三通孔腔暴露出的所述第一介電層，以形成比所述第一通孔腔更深的第二通孔腔和比所述第三通孔腔更深的第四通孔腔；
[0166]刻蝕所述第二介電層的與所述第三巢形凹陷區(qū)相鄰的一部分，以形成具有第七寬度的第五巢形凹陷區(qū)，所述第七寬度大于所述第五寬度；
[0167]形成填充所述第五巢形凹陷區(qū)、所述第一線形凹陷區(qū)、所述第二通孔腔和所述第四通孔腔的導(dǎo)電層；以及
[0168]將所述導(dǎo)電層平坦化以形成所述第五巢形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電焊盤、所述第二通孔腔中的第一導(dǎo)電通孔、所述第四通孔腔中的第二導(dǎo)電通孔、以及所述第一線形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電線路。
【主權(quán)項】
1.一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括: 在半導(dǎo)體襯底上形成介電層； 圖案化所述介電層以形成第一凹陷區(qū)，所述第一凹陷區(qū)包括具有第一寬度的第一巢形凹陷區(qū)和具有第二寬度的第一線形凹陷區(qū)，所述第二寬度小于所述第一寬度； 在所述第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以提供第二凹陷區(qū)，所述第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)，所述第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一巢形凹陷區(qū)中，且具有小于所述第一寬度的第三寬度； 形成填充所述第二凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚合物材料； 將所述自組裝嵌段共聚合物材料退火，以形成具有圓柱形的聚合物嵌段區(qū)域和包圍所述聚合物嵌段區(qū)域以具有圓筒形的聚合物嵌段基體； 去除所述聚合物嵌段區(qū)域；以及 利用所述聚合物嵌段基體作為刻蝕掩模來刻蝕所述介電層，以及在所述第二巢形凹陷區(qū)之下形成通孔腔。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一巢形凹陷區(qū)在空間上與所述第一線形凹陷區(qū)連接。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一巢形凹陷區(qū)連接至所述第一線形凹陷區(qū)的端部，或設(shè)置成與所述第一線形凹陷區(qū)的一部分重疊。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一巢形凹陷區(qū)與所述第一線形凹陷區(qū)間隔開。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層被適當?shù)囟ǔ叽鐬?使得所述聚合物嵌段區(qū)域形成在所述第二巢形凹陷區(qū)中。6.如權(quán)利要求5所述的方法， 其中，所述引導(dǎo)間隔件層被形成為提供第二線形凹陷區(qū)，所述第二線形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一線形凹陷區(qū)中以具有第四寬度，所述第四寬度小于所述第三寬度；以及 其中，所述第二線形凹陷區(qū)的所述第四寬度使得其防止所述聚合物嵌段區(qū)域形成在所述第二線形凹陷區(qū)中。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層被形成為填充所述第一線形凹陷區(qū)，使得所述聚合物嵌段區(qū)域形成在所述第一線形凹陷區(qū)中。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述引導(dǎo)間隔件層被形成為延伸至所述第一凹陷區(qū)的底表面上以及延伸至所述介電層的頂表面上。9.一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括: 在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層； 圖案化所述第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，所述第一凹陷區(qū)包括具有第一寬度的第一巢形凹陷區(qū)和具有第二寬度的第一線形凹陷區(qū)，所述第二寬度小于所述第一寬度； 在所述第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層以在所述第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)，其中，所述第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)和第二線形凹陷區(qū)，所述第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于所述第一寬度的第三寬度，所述第二線形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一線形凹陷區(qū)中以具有小于所述第二寬度的第四寬度； 形成填充所述第二凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚物材料； 將所述自組裝嵌段共聚物材料退火，以在所述第二巢形凹陷區(qū)中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域； 去除所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域； 刻蝕通過所述圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的所述引導(dǎo)間隔件層，以形成第一通孔腔；以及 利用所述圓筒形聚合物嵌段基體作為刻蝕掩模來刻蝕所述第一介電層，以形成比所述第一通孔腔更深的第二通孔腔。10.一種制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括: 在半導(dǎo)體襯底上順序地層疊第一介電層和第二介電層； 圖案化所述第二介電層以形成第一凹陷區(qū)，所述第一凹陷區(qū)包括具有第一寬度的第一巢形凹陷區(qū)、具有第五寬度的第三巢形凹陷區(qū)、以及具有第二寬度的第一線形凹陷區(qū)，所述第二寬度小于所述第一寬度和所述第五寬度，其中，所述第一線形凹陷區(qū)連接至所述第一巢形凹陷區(qū)，且與所述第三巢形凹陷區(qū)間隔開； 在所述第一凹陷區(qū)的側(cè)壁上形成引導(dǎo)間隔件層，以在所述第一凹陷區(qū)中提供第二凹陷區(qū)，其中，所述第二凹陷區(qū)包括第二巢形凹陷區(qū)和第四巢形凹陷區(qū)，所述第二巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第一巢形凹陷區(qū)中以具有小于所述第一寬度的第三寬度，所述第四巢形凹陷區(qū)設(shè)置在所述第三巢形凹陷區(qū)中以具有小于所述第五寬度的第六寬度； 形成填充所述第二巢形凹陷區(qū)和所述第四巢形凹陷區(qū)的自組裝嵌段共聚物材料；將所述自組裝嵌段共聚物材料退火，以在所述第二巢形凹陷區(qū)和所述第四巢形凹陷區(qū)中的每個中形成圓柱形聚合物嵌段區(qū)域和圓筒形聚合物嵌段基體，所述圓筒形聚合物嵌段基體包圍所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域； 去除所述圓柱形聚合物嵌段區(qū)域； 刻蝕通過所述圓筒形聚合物嵌段基體暴露出的所述引導(dǎo)間隔件層，以形成所述第二巢形凹陷區(qū)中的第一通孔腔，以及所述第四巢形凹陷區(qū)中的第三通孔腔； 刻蝕通過所述第一通孔腔和所述第三通孔腔暴露出的所述第一介電層，以形成比所述第一通孔腔更深的第二通孔腔和比所述第三通孔腔更深的第四通孔腔； 刻蝕所述第二介電層的與所述第三巢形凹陷區(qū)相鄰的一部分，以形成具有第七寬度的第五巢形凹陷區(qū)，所述第七寬度大于所述第五寬度； 形成填充所述第五巢形凹陷區(qū)、所述第一線形凹陷區(qū)、所述第二通孔腔和所述第四通孔腔的導(dǎo)電層；以及 將所述導(dǎo)電層平坦化以形成所述第五巢形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電焊盤、所述第二通孔腔中的第一導(dǎo)電通孔、所述第四通孔腔中的第二導(dǎo)電通孔、以及所述第一線形凹陷區(qū)中的導(dǎo)電線路。
【文檔編號】H01L21/768GK105895577SQ201510037511
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月26日
【發(fā)明人】潘槿道, 卜喆圭, 柳敏愛, 樸鍾天
【申請人】愛思開海力士有限公司