TWI817856B - Method of forming conductive vias - Google Patents
Method of forming conductive vias Download PDFInfo
- Publication number
- TWI817856B TWI817856B TW111145972A TW111145972A TWI817856B TW I817856 B TWI817856 B TW I817856B TW 111145972 A TW111145972 A TW 111145972A TW 111145972 A TW111145972 A TW 111145972A TW I817856 B TWI817856 B TW I817856B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- opening
- metal layer
- layer
- depth
- forming
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 120
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 153
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 16
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000003877 atomic layer epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
本揭露是有關於一種形成導電通孔的方法。The present disclosure relates to a method of forming conductive vias.
在製造半導體的過程中,通常會根據電路需求設計各種不同樣態的電性連接結構以連接各種電子元件。導電通孔與連接墊即是兩種常見的電性連接結構。電性連接結構之間會設置黏著層以輔助他們之間的連接。然而,若設置過多的電性連接結構,將會因為黏著層的數量增加影響半導體元件的導電性。In the process of manufacturing semiconductors, various electrical connection structures are usually designed according to circuit requirements to connect various electronic components. Conductive vias and connection pads are two common electrical connection structures. An adhesive layer is provided between the electrical connection structures to assist in their connection. However, if too many electrical connection structures are provided, the conductivity of the semiconductor element will be affected due to the increase in the number of adhesive layers.
因此,如何提出一種可解決上述問題的形成導電通孔的方法,是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。Therefore, how to propose a method of forming conductive vias that can solve the above problems is one of the problems that the industry is currently eager to invest in research and development resources to solve.
有鑑於此,本揭露之一方面在於提出一種可有效解決上述問題的形成導電通孔的方法。In view of this, one aspect of the present disclosure is to provide a method of forming conductive vias that can effectively solve the above problems.
本揭露的一些實施例是有關於一種形成導電通孔的方法包含:圖案化遮罩層在半導體元件上方,半導體元件包含第一區域以及第二區域;透過遮罩層執行第一蝕刻製程以分別在第一區域以及第二區域上形成具有第一深度的第一開口以及第二開口,其中第一開口暴露出第一金屬層;透過遮罩層執行第二蝕刻製程以延伸第一開口至第二深度,並且延伸第二開口至第三深度,其中第二深度與第三深度不同;透過遮罩層執行第三蝕刻製程以延伸第一開口以及第二開口至第四深度,並且第一開口以及第二開口暴露底部金屬層;以及沉積導電材料在第一開口以及第二開口中。Some embodiments of the present disclosure relate to a method of forming a conductive via, including: patterning a mask layer above a semiconductor device, the semiconductor device including a first region and a second region; performing a first etching process through the mask layer to respectively A first opening and a second opening with a first depth are formed on the first area and the second area, wherein the first opening exposes the first metal layer; a second etching process is performed through the mask layer to extend the first opening to the two depths, and extending the second opening to a third depth, wherein the second depth is different from the third depth; performing a third etching process through the mask layer to extend the first opening and the second opening to a fourth depth, and the first opening and the second opening exposing the bottom metal layer; and depositing conductive material in the first opening and the second opening.
在一些實施方式中,透過遮罩層執行第二蝕刻製程的步驟包含:藉由第一開口貫穿第一金屬層以及位於第一金屬層下方的第二金屬層。In some embodiments, the step of performing the second etching process through the mask layer includes penetrating the first metal layer and the second metal layer below the first metal layer through the first opening.
在一些實施方式中,透過遮罩層執行第二蝕刻製程的步驟係使得第一開口暴露出位於第一金屬層下方的氧化層。In some embodiments, performing the second etching process through the mask layer causes the first opening to expose the oxide layer located under the first metal layer.
在一些實施方式中,透過遮罩層執行第三蝕刻製程的步驟係使得第一開口以及第二開口延伸至底部金屬層中,但不穿過底部金屬層。In some embodiments, performing the third etching process through the mask layer causes the first opening and the second opening to extend into the bottom metal layer but not through the bottom metal layer.
在一些實施方式中,第二深度大於第三深度。In some embodiments, the second depth is greater than the third depth.
在一些實施方式中,沉積該導電材料的步驟包含:保形地形成黏著層在第一開口以及第二開口的多個側壁以及多個底表面上;以及沉積填充層在第一開口以及第二開口中。In some embodiments, the step of depositing the conductive material includes: conformally forming an adhesive layer on a plurality of sidewalls and a plurality of bottom surfaces of the first opening and the second opening; and depositing a filling layer on the first opening and the second opening. in the mouth.
在一些實施方式中,黏著層與第一金屬層為相同材料。 In some embodiments, the adhesive layer and the first metal layer are made of the same material.
在一些實施方式中,形成導電通孔的方法更包含:執行機械研磨製程並移除導電材料的部位。 In some embodiments, a method of forming a conductive via further includes performing a mechanical grinding process and removing portions of the conductive material.
在一些實施方式中,第一蝕刻製程以及第三蝕刻製程使用相同的第一蝕刻氣體。第二蝕刻製程使用不同於第一蝕刻氣體的第二蝕刻氣體。 In some embodiments, the first etching process and the third etching process use the same first etching gas. The second etching process uses a second etching gas different from the first etching gas.
在一些實施方式中,第一蝕刻氣體與第二蝕刻氣體對第一金屬層具有不同蝕刻速度。 In some embodiments, the first etching gas and the second etching gas have different etching speeds for the first metal layer.
綜上所述,於本揭露的一些實施例的形成導電通孔的方法中,藉由形成導電通孔的方法在第一開口以及第二開口所形成的導電通孔,將可以減少半導體元件中的連接墊結構,以解決過多的連接電結構降低半導體元件導電性的問題。此外,藉由形成導電通孔的方法在第一開口以及第二開口所形成的導電通孔,將可以省去製作各別連接墊的製程步驟,提升了半導體元件的製程效率。 In summary, in the methods for forming conductive vias in some embodiments of the present disclosure, the conductive vias formed in the first opening and the second opening by the method of forming the conductive vias can reduce the number of semiconductor components. The connection pad structure is used to solve the problem of excessive connection electrical structures reducing the conductivity of semiconductor components. In addition, by forming the conductive via holes in the first opening and the second opening, the process steps of making separate connection pads can be omitted, thereby improving the process efficiency of the semiconductor device.
以下揭露內容提供用於實施所提供標的之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述部件及佈置之特定實例以簡化本揭露。當然,此些僅為實例,且並不意欲為限制性的。舉例而言,在如下描述中第一特徵在第二特徵之上或在第二特徵上形成可包括其中第一特徵與第二特徵形成為直接接觸之實施例,且亦可包括其中額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外,本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡化及清楚目的,且其自身並不表示所論述之各種實施例及/或配置之間的關係。The following disclosure provides many different embodiments or examples for implementing different features of the provided subject matter. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. Of course, these are examples only and are not intended to be limiting. For example, the following description where a first feature is formed on or on a second feature may include embodiments in which the first feature and the second feature are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional features may be Embodiments are formed between a first feature and a second feature such that the first feature and the second feature may not be in direct contact. Additionally, the present disclosure may repeat reference symbols and/or letters in various instances. This repetition is for simplicity and clarity and does not in itself represent a relationship between the various embodiments and/or configurations discussed.
另外,為了描述簡單,可在本文中使用諸如「在……下面」、「在……下方」、「下部」、「在……上方」、「上部」及其類似術語之空間相對術語,以描述如諸圖中所示的一個元件或特徵與另一(另外)元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪之定向以外,此些空間相對術語意欲涵蓋元件在使用中或操作中之不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向),且可同樣相應地解釋本文中所使用之空間相對描述詞。In addition, for simplicity of description, spatially relative terms such as "below", "below", "lower", "above", "upper" and similar terms may be used herein. Describe the relationship of one element or feature to another (additional) element or feature as illustrated in the figures. These spatially relative terms are intended to encompass different orientations of elements in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. The device may be otherwise oriented (rotated 90 degrees or at other orientations) and the spatially relative descriptors used herein interpreted accordingly.
本文中使用的「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」一般表示落在給定值或範圍的百分之二十之中,或在百分之十之中,或在百分之五之中。本文中所給予的數字量值為近似值,表示使用的術語如「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」在未明確說明時可以被推斷。As used herein, "about," "approximately," "approximately" or "substantially" generally means falling within twenty percent, within ten percent, or within one hundred percent of a given value or range. Out of five. Numerical quantities given herein are approximations, meaning that terms such as "about," "approximately," "approximately" or "substantially" may be inferred when not expressly stated otherwise.
第1圖為根據本揭露的一些實施例繪示的形成導電通孔的方法M1的流程圖。請參照第1圖。本揭露的一些實施例是有關於一種形成導電通孔的方法M1包含:圖案化遮罩層在半導體元件上方,半導體元件包含第一區域以及第二區域(步驟S110);透過遮罩層執行第一蝕刻製程以分別在第一區域以及第二區域上形成具有第一深度的第一開口以及第二開口,其中第一開口暴露出第一金屬層(步驟S120);透過遮罩層執行第二蝕刻製程以延伸第一開口至第二深度,並且延伸第二開口至第三深度,其中第二深度與第三深度不同(步驟S130);透過遮罩層執行第三蝕刻製程以延伸第一開口以及第二開口至第四深度,並且第一開口以及第二開口暴露底部金屬層(步驟S140);以及沉積導電材料在第一開口以及第二開口中(步驟S150)。FIG. 1 is a flowchart of a method M1 of forming a conductive via according to some embodiments of the present disclosure. Please refer to
第2A圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中一個階段的半導體元件110的俯視圖。形成導電通孔的方法M1將可以在半導體元件110的不同區域中製造多個導電通孔。具體來說,半導體元件110包含第一區域120與第二區域130。舉例來說,在第2A圖的實施例中,第一區域120為陣列區(array area),第二區域130為周邊區(periphery area)。第一開口122與第二開口132分別位於第一區域120與第二區域130。在此實施例中,第一區域120還包含位元線150以及於隨後第2C圖中所示的電容陣列300(第2A圖中僅顯示電容陣列300的連接墊330)。在第2A圖中,第一開口122穿過部分的位元線150並連接第一區域120以及位於第一區域120下方的其他電性元件(未示出)。第二開口132不與位元線150接觸,並連接位於位元線150上方以及下方的其他電性元件(未示出)。接下來將針對沿著不同線B-B’、C-C’與D-D’繪示的剖面側視圖對半導體元件110的結構進行說明。FIG. 2A is a top view of the
第2B圖為第2A圖中沿線B-B’繪示的半導體元件110的剖面側視圖。第2B圖中標示的線A-A’對應第2A圖的俯視位置。請參照第2A圖與第2B圖。在第2B圖中,半導體元件110中包含依序堆疊的第一氧化層140、位元線150、第二氧化層160以及底部金屬層170。位元線150僅在第一區域120中延伸。在一些實施例中,第一氧化層140與第二氧化層160的材料包含SiO2。在第2B圖的示例中,底部金屬層170為埋入在第二氧化層160中的多個連接墊。在一些實施例中,底部金屬層170的材料包含鎢(W)。位元線150由依序堆疊的氮化層152、隔離氧化層154、第一金屬層156與第二金屬層158所形成。由於位元線150中的氮化層152在生長時所產生的氫(H)原子將可能向下鑽入電容陣列300,影響電容陣列300的性能。因此,位元線150具有隔離氧化層154以增加氮化層152與電容陣列300之間的距離。另一方面,在一些實施例中,第一金屬層156的材料包含TiN,第二金屬層158的材料包含W,第一金屬層156將有助於提升第二金屬層158與其他材料的黏著性。要說明的是,第2B圖中所示的位元線150的數目僅為示例性的,在其他實施例中,位元線150的數目可以依照需求調整。第一開口122依序穿過第一氧化層140、氮化層152、隔離氧化層154、第一金屬層156、第二金屬層158以及第二氧化層160,並與底部金屬層170電性連接。第二開口132依序穿過第一氧化層140以及第二氧化層160,並與底部金屬層170電性連接。第一開口122以及第二開口132中被導電材料180所填充。Figure 2B is a cross-sectional side view of the
第2C圖為第2A圖中沿線C-C’繪示的半導體元件110的剖面側視圖。第2C圖中標示的線A-A’對應第2A圖的俯視位置。請參照第2A圖與第2C圖。在第2C圖中,半導體元件110的電容陣列300以及字元線400被示出。電容陣列300包含多個電容310、多個電晶體320與多個連接墊330。在此實施例中,電容310在半導體元件110中呈六方最密堆積。每個電容310對應電性連接一個電晶體320的一個源極/汲極,電晶體320的另一個源極/汲極則電性連接至連接墊330。電晶體320的閘極電性連接至字元線400。多個連接墊330各別電性連接至一條位元線150。要說明的是,此圖中僅繪示出一個第二開口132由第2C圖的右側穿過第一氧化層140與第二氧化層160並電性連接至底部金屬層170。
FIG. 2C is a cross-sectional side view of the
第2D圖為第2A圖中沿線D-D’繪示的半導體元件110的剖面側視圖。第2D圖中標示的線A-A’對應第2A圖的俯視位置。請參照第2A圖與第2D圖。在第2D圖中,半導體元件110的位元線150與電容陣列300以及第一開口122的電性連接被展示。在此實施例中,與電容陣列300的訊號透過位元線150電性傳輸至第一開口122。要說明的是,第一開口122雖然在第2D圖中貫穿半導體元件110並電性連接至底部金屬層170,第一開口122主要將電容陣列300的訊號向底部金屬層170進行電性傳輸。換句話說,位於位元線150上方的部分第一開口122並不用於傳輸電容陣列300的訊號。
Figure 2D is a cross-sectional side view of the
要特別說明的是,藉由方法M1在第一開口122以及第二開口132所形成的導電通孔,將可以減少半導體元件110中的連接墊結構。具體來說,黏著材料層被使用在連接墊結構上以輔助連接連接墊結構與其他層。然而,若使用過多的連接墊結構將會因為黏著材料層的增加,而降低半導體元件110的導電性。因此,透過方法M1形成導電通孔將可以解決過多的連接墊結構降低半導體元件110導電性的問題。此外,藉由方法M1在
第一開口122以及第二開口132所形成的導電通孔,將可以省去製作各別連接墊的製程步驟,提升了半導體元件110的製程效率。接下來將依步驟說明形成導電通孔的方法M1如何在半導體元件110中的第一區域120以及第二區域130分別製作第一開口122以及第二開口132。
It should be noted that the conductive via holes formed in the
第3A圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。第3A圖所繪示的剖面側視圖示沿著第2A圖中線B-B’的剖面側視圖。此外,隨後展示的第3B圖至第3H圖也是沿著第2A圖中線B-B’的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3A圖。在執行步驟S110前,半導體元件110包含由上而下依序堆疊的第一氧化層140、位元線150、第二氧化層160以及底部金屬層170。在步驟S110中,遮罩層200被形成在半導體元件110上,並隨後被圖案化。在一些實施例中,圖案化遮罩層200可以藉由交替執行多個微影製程與蝕刻製程而被實現。要說明的是,圖案化遮罩層200上的開口210將對齊底部金屬層170的位置。
FIG. 3A is a cross-sectional side view of the
第3B圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3B圖。在步驟S120中,第一蝕刻製程同時在半導體元件110的第一區域120以及第二區域130上被執行。第一蝕刻製程分別在第一區域120形成具有第一深度D1的第一開口122,並在第二區域130形成具有第一深度D1的第二開口132。在一些實施例中,第一蝕刻製程為使用第一蝕刻氣體的非等向性氣體蝕刻製程。第一蝕刻氣體對特定材料有高選擇蝕刻率,舉例來說,在第3B圖的示例中,第一蝕刻氣體對氧化物及氮化物具有高選擇蝕刻率。換句話說,第一蝕刻製程將會對氧化物及氮化物具有較高的蝕刻速度,但是對其他材料,例如金屬材料,將會具有較低蝕刻速度或者不具有蝕刻性。3B is a cross-sectional side view of the
請繼續參照第1圖、第2A圖與第3B圖。具體來說,第一蝕刻製程在第一區域120中由上而下依序蝕刻第一氧化層140、氮化層152以及隔離氧化層154。另一方面,第一蝕刻製程將同時在第二區域130中蝕刻第一氧化層140。當第一開口122的底表面暴露出第一金屬層156時,第一蝕刻製程被停止。要說明的是,結束第一蝕刻製程的時間是由第一開口122的底表面暴露出第一金屬層156的時間決定。在第2B圖的示例中,結束第一蝕刻製程時,第二開口132僅在第一氧化層140中延伸。Please continue to refer to Figure 1, Figure 2A and Figure 3B. Specifically, the first etching process sequentially etches the
第3C圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3C圖。在步驟S130中,第二蝕刻製程同時在半導體元件110的第一區域120以及第二區域130上被執行。第二蝕刻製程分別在第一區域120形成具有第二深度D2的第一開口122,並在第二區域130形成具有第三深度D3的第二開口132,並且第二深度D2不同於第三深度D3。在一些實施例中,第二深度D2大於第三深度D3。在一些實施例中,第二蝕刻製程為使用第二蝕刻氣體的非等向性氣體蝕刻製程,並且第二蝕刻氣體不同於第一蝕刻氣體。第二蝕刻氣體對特定材料有高選擇蝕刻率,舉例來說,在第3C圖的示例中,第二蝕刻氣體對金屬材料具有高選擇蝕刻率。換句話說,第一蝕刻氣體與第二蝕刻氣體對第一金屬層156、第二金屬層158具有不同蝕刻速度。第二蝕刻製程將會對金屬材料具有較高的蝕刻速度,但是對其他材料,例如氧化物及氮化物,將會具有較低蝕刻速度或者不具有蝕刻性。3C is a cross-sectional side view of the
請繼續參照第1圖、第2A圖與第3C圖。步驟S130更包含:藉由第一開口貫穿第一金屬層以及位於第一金屬層下方的第二金屬層(步驟S132)。步驟S130係使得第一開口122暴露出位於第一金屬層156下方的氧化層(例如,第二氧化層160)。具體來說,在步驟S132中,第一區域120中的第一金屬層156以及第二金屬層158在第二蝕刻製程中依序被蝕刻。隨後,第一開口122暴露出第二氧化層160。同時,在第二區域130中,由於第二蝕刻製程僅對金屬材料具有高選擇蝕刻率,因此第二開口132的深度並未如第一開口122的深度一樣有顯著改變。在一些實施例中,第二開口132的第三深度D3幾乎等於第一深度D1,並且第二開口132的底表面仍僅在第一氧化層140中延伸。Please continue to refer to Figure 1, Figure 2A and Figure 3C. Step S130 further includes: penetrating the first metal layer and the second metal layer located below the first metal layer through the first opening (step S132 ). Step S130 causes the
第3D圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3D圖。在步驟S140中,第三蝕刻製程同時在半導體元件110的第一區域120以及第二區域130上被執行。第三蝕刻製程分別在第一區域120與第二區域130形成具有第四深度D4的第一開口122與第二開口132。在一些實施例中,第三蝕刻製程為非等向性氣體蝕刻製程。在一些實施例中,第一蝕刻製程以及第三蝕刻製程使用相同的第一蝕刻氣體。因此,第三蝕刻製程將會對氧化物與氮化物具有較高蝕刻速率。在第三蝕刻製程開始執行時,第一區域120的第一開口122中是由第二氧化層160開始蝕刻,而第二區域130的第二開口132中是由第一氧化層140開始蝕刻。Figure 3D is a cross-sectional side view of the
請繼續參照第1圖、第2A圖與第3D圖。步驟S140係使得第一開口122以及第二開口132延伸至底部金屬層170中,但不穿過底部金屬層170。具體來說,第三蝕刻製程將會在第一開口122與第二開口132的底表面皆暴露底部金屬層170之後進行過度蝕刻。執行過度蝕刻的目的在於移除殘留在底部金屬層170上的第二氧化層160,以確保底部金屬層170與隨後填入的導電材料180(如第2B圖所示)之間的電性連接不被殘留的第二氧化層160影響。然而,由於第三蝕刻製程對金屬材料具有低選擇蝕刻率,因此將不會蝕穿底部金屬層170。具體來說,第三蝕刻製程將會在第一開口122與第二開口132的底表面所暴露的底部金屬層170上形成凹槽172。最後,第一開口122與第二開口132將會都具有第四深度D4。Please continue to refer to Figure 1, Figure 2A and Figure 3D. Step S140 causes the
第3E圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3E圖。遮罩層200被移除。具體來說,可以透過多個濕式蝕刻製程或其他合適的製程移除遮罩層200。當遮罩層200移除之後,第一氧化層140的表面被暴露。3E is a cross-sectional side view of the
第3F圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3F圖。在步驟S150中,導電材料180被沉積在第一開口122以及第二開口132中。在一些實施例中,導電材料180包含黏著層182與填充層184。在一些實施例中,黏著層182與第一金屬層156為相同材料,例如TiN。填充層184與第二金屬層158為相同材料,例如W。黏著層182將有助於提升填充層184與其他材料的黏著性。FIG. 3F is a cross-sectional side view of the
請繼續參照第1圖、第2A圖與第3F圖。步驟S150更包含:保形地形成黏著層在第一開口以及第二開口的多個側壁以及多個底表面上(步驟S152)。在一些實施例中,步驟S152可以藉由化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy, MBE)、原子層磊晶(atomic layer deposition, ALD)、或其他合適的沉積製程將黏著層182保形地形成在第一開口122與第二開口132的多個側壁以及底表面上。具體來說,黏著層182將覆蓋第一氧化層140、氮化層152、隔離氧化層154、第一金屬層156、第二金屬層158、第二氧化層160以及底部金屬層170的表面。Please continue to refer to Figure 1, Figure 2A and Figure 3F. Step S150 further includes: conformally forming an adhesive layer on a plurality of side walls and a plurality of bottom surfaces of the first opening and the second opening (step S152). In some embodiments, step S152 can be performed by chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), atomic layer epitaxy (ALD), or other suitable methods. The deposition process conformally forms the
第3G圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3G圖。步驟S150更包含:沉積填充層在第一開口以及第二開口中(步驟S154)。具體來說,沉積製程同時在第一區域120以及第二區域130上被執行。在一些實施例中,步驟S154可以藉由物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy, MBE)、或其他合適的沉積製程將填充層184沉積在第一開口122以及第二開口132中。要說明的是,填充在第一開口122以及第二開口132中的填充層184只會直接接觸黏著層182。另一方面,步驟S154的填充層184也將會沉積在第一氧化層140的表面上。3G is a cross-sectional side view of the
第3H圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法M1其中另一個階段的半導體元件110的剖面側視圖。請參照第1圖、第2A圖與第3H圖。形成導電通孔的方法M1更包含:執行機械研磨製程,例如化學機械研磨(chemical-mechanical planarization,CMP)製程並移除導電材料的部位(步驟S160)。具體來說,CMP製程同時在第一區域120以及第二區域130上被執行,以移除沉積在第一氧化層140上的部分導電材料180。在步驟S160後,半導體元件110的表面將會暴露第一氧化層140、黏著層182以及填充層184。
3H is a cross-sectional side view of the
以上對於本揭露之具體實施方式之詳述,可以明顯地看出,於本揭露的一些實施例的形成導電通孔的方法中,藉由形成導電通孔的方法在第一開口以及第二開口所形成的導電通孔,將可以減少半導體元件中的連接墊結構,以解決過多的連接電結構降低半導體元件導電性的問題。此外,藉由形成導電通孔的方法在第一開口以及第二開口所形成的導電通孔,將可以省去製作各別連接墊的製程步驟,提升了半導體元件的製程效率。 From the above detailed description of the specific embodiments of the present disclosure, it can be clearly seen that in the method of forming a conductive via hole in some embodiments of the present disclosure, the first opening and the second opening are formed by the method of forming the conductive via hole. The formed conductive via holes can reduce the connection pad structure in the semiconductor element to solve the problem of excessive connection electrical structures reducing the conductivity of the semiconductor element. In addition, by forming the conductive via holes in the first opening and the second opening, the process steps of making separate connection pads can be omitted, thereby improving the process efficiency of the semiconductor device.
前文概述了若干實施例之特徵,使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解,他們可容易地使用本揭露作為設計或修改用於實現相同目的及/或達成本文中所介紹之實施例之相同優勢的其他製程及結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到,此些等效構造不脫離本揭露之精神及範疇,且他們可在不脫離本揭露之精神及範疇的情況下於本文作出各種改變、代替及替換。The foregoing summarizes the features of several embodiments so that those skilled in the art can better understand the aspects of the present disclosure. Those skilled in the art should appreciate that they may readily use the present disclosure as a basis for designing or modifying other processes and structures for carrying out the same purposes and/or achieving the same advantages of the embodiments introduced herein. Those skilled in the art should also realize that such equivalent structures do not depart from the spirit and scope of the disclosure, and they can make various changes, substitutions and substitutions herein without departing from the spirit and scope of the disclosure.
110:半導體元件 120:第一區域 122:第一開口 130:第二區域 132:第二開口 140:第一氧化層 150:位元線 152:氮化層 154:隔離氧化層 156:第一金屬層 158:第二金屬層 160:第二氧化層 170:底部金屬層 172:凹槽 180:導電材料 182:黏著層 184:填充層 200:遮罩層 210:開口 300:電容陣列 310:電容 320:電晶體 330:連接墊 400:字元線 D1:第一深度 D2:第二深度 D3:第三深度 D4:第四深度 A-A’, B-B’, C-C’, D-D’:線 M1:方法 S110, S120, S130, S132, S140, S150, S152, S154, S160:步驟 110:Semiconductor components 120:First area 122:First opening 130:Second area 132:Second opening 140: First oxide layer 150: bit line 152:Nitride layer 154:Isolation oxide layer 156: First metal layer 158: Second metal layer 160: Second oxide layer 170: Bottom metal layer 172: Groove 180: Conductive materials 182:Adhesive layer 184:Filling layer 200:Mask layer 210:Open your mouth 300:Capacitor array 310: Capacitor 320: Transistor 330:Connection pad 400: character line D1: first depth D2: Second depth D3: The third depth D4: fourth depth A-A’, B-B’, C-C’, D-D’: lines M1:Method S110, S120, S130, S132, S140, S150, S152, S154, S160: Steps
當結合隨附諸圖閱讀時,得以自以下詳細描述最佳地理解本揭露之態樣。應注意,根據行業上之標準實務,各種特徵未按比例繪製。事實上,為了論述清楚,可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。 Aspects of the present disclosure are best understood from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying figures. It should be noted that in accordance with standard industry practice, various features are not drawn to scale. In fact, the dimensions of the various features may be arbitrarily increased or reduced for clarity of discussion.
第1圖為根據本揭露的一些實施例繪示的形成導電通孔的方法的流程圖。 FIG. 1 is a flowchart of a method of forming conductive vias according to some embodiments of the present disclosure.
第2A圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中一個階段的半導體元件的俯視圖。 第2B圖為第2A圖中沿線B-B’繪示的半導體元件的剖面側視圖。 第2C圖為第2A圖中沿線C-C’繪示的半導體元件的剖面側視圖。 第2D圖為第2A圖中沿線D-D’繪示的半導體元件的剖面側視圖。 第3A圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3B圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3C圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3D圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3E圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3F圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3G圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 第3H圖為根據本揭露的一些實施例繪示在形成導電通孔的方法其中另一個階段的半導體元件的剖面側視圖。 FIG. 2A is a top view of a semiconductor device during one stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. Figure 2B is a cross-sectional side view of the semiconductor device along line B-B' in Figure 2A. Figure 2C is a cross-sectional side view of the semiconductor device shown along line C-C' in Figure 2A. Figure 2D is a cross-sectional side view of the semiconductor device along line D-D' in Figure 2A. 3A is a cross-sectional side view of a semiconductor device during one stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. 3B is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. 3C is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. Figure 3D is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. 3E is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. 3F is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. 3G is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure. 3H is a cross-sectional side view of a semiconductor device at another stage of a method of forming conductive vias in accordance with some embodiments of the present disclosure.
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無 Domestic storage information (please note in order of storage institution, date and number) without Overseas storage information (please note in order of storage country, institution, date, and number) without
M1:方法 M1:Method
S110,S120,S130,S140,S150:步驟 S110, S120, S130, S140, S150: steps
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW111145972A TWI817856B (en) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | Method of forming conductive vias |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW111145972A TWI817856B (en) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | Method of forming conductive vias |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI817856B true TWI817856B (en) | 2023-10-01 |
Family
ID=89858013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW111145972A TWI817856B (en) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | Method of forming conductive vias |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI817856B (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020153548A1 (en) * | 2000-07-31 | 2002-10-24 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
2022
- 2022-11-30 TW TW111145972A patent/TWI817856B/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020153548A1 (en) * | 2000-07-31 | 2002-10-24 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106847789B (en) | Conductive structure, the system comprising conductive structure and device and correlation technique | |
TW548840B (en) | Semiconductor memory device | |
TW202044357A (en) | Semiconductor device with self-aligning landing pad and method of manufacturing the same | |
TWI689050B (en) | Memory devices and methods of fabricating the same | |
CN107887325A (en) | The forming method of semiconductor structure | |
JP2000164822A (en) | Semiconductor storage device and its manufacture | |
TW202205382A (en) | Method for forming semiconductor devices | |
TWI817856B (en) | Method of forming conductive vias | |
JP2008042075A (en) | Semiconductor memory unit, and production method therefor | |
CN108962817A (en) | Semiconductor structure and forming method thereof | |
JP2001203337A5 (en) | ||
US11792973B2 (en) | Storage device and forming method having a strip-shaped bitline contact structure | |
US11362033B2 (en) | Semiconductor structure and method for fabricating the same | |
JP2002158294A (en) | Semiconductor memory device having metal contact structure and manufacturing method thereof | |
WO2022088788A1 (en) | Method for forming semiconductor structure, and semiconductor structure | |
JP3599466B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device | |
US10141401B2 (en) | Method for forming semiconductor device structure | |
TWI833573B (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
TWI817521B (en) | Manufacturing method of semiconductor structure | |
WO2022062717A1 (en) | Semiconductor structure forming method and semiconductor structure | |
US20240074212A1 (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
TWI841240B (en) | Semiconductor structure and method of forming the same | |
US20240079294A1 (en) | Alignment mark for back side power connections | |
TWI798796B (en) | Semiconductor device with carbon liner over gate structure and method for forming the same | |
US11468920B2 (en) | Semiconductor connection structure and method for manufacturing the same |