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TWI603382B - 形成導孔的方法 - Google Patents

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TWI603382B
TWI603382B TW105125068A TW105125068A TWI603382B TW I603382 B TWI603382 B TW I603382B TW 105125068 A TW105125068 A TW 105125068A TW 105125068 A TW105125068 A TW 105125068A TW I603382 B TWI603382 B TW I603382B
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layer
mask layer
mask
forming
dielectric layer
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TW105125068A
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TW201737312A (zh
Inventor
許仲豪
柯忠祁
李資良
謝文國
彭羽筠
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
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Publication date
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Publication of TW201737312A publication Critical patent/TW201737312A/zh
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Description

形成導孔的方法
本說明書實施方式係有關一種形成導孔的方法，尤指一種利用多次微影多次蝕刻以形成導孔的方法。
微影技術被使用於晶圓上，以形成積體電路的特徵。一典型的微影技術包含塗佈一光阻、以及定義圖案於光阻上。圖案化光阻的圖案定義在一微影遮罩，而且是藉由微影遮罩中透光或不透光的部分定義之。接著，圖案化光阻的圖案藉由蝕刻步驟而被轉移到其下方的特徵，其中圖案化光阻用以作為一蝕刻遮罩。於蝕刻步驟後，移除圖案化光阻。
隨著逐漸縮小尺寸的積體電路，當用微影遮罩將圖案轉移至晶圓時光學鄰近效應(optical proximity effect)造成越來越大的問題。當兩個分離的特徵彼此太接近時，光學鄰近效應可能會導致所形成的特徵彼此互相短路。為了解決此問題，引進兩次圖案化(double-patterning)技術用以增加特徵的密度並避免發生光學鄰近效應。其中一種兩次圖案化技術使用兩次圖案化兩次蝕刻(two-patterning-two-etching,2P2E)。位置 接近的特徵用兩個微影遮罩分開，兩個微影遮罩用來對同一光阻或兩個光阻進行曝光，因此接近的圖案即可被轉移至同一層別，例如低介電係數介電層。在每一個兩次圖案化的微影遮罩(double patterning lithography masks)中，特徵之間的距離被增加至超過單一次圖案化遮罩(single patterning mask)中特徵之間的距離，當需要時其距離可加倍。兩次圖案化微影遮罩中的距離大於光學鄰近效應的臨界值，如此一來光學鄰近效應至少會被降低或實質上消除。
本說明書之一態樣在於提供一種圖案化導孔的方法，其包含形成一介電層，形成一光阻於介電層上，形成一第一遮罩層於光阻上，形成一第二遮罩層於第一遮罩層，進行一第一微影第一蝕刻以形成一第一導孔圖案於第二遮罩層中，其中第一微影第一蝕刻停止於第一遮罩層的上表面，進行一第二微影第二蝕刻以形成一第二導孔圖案於第二遮罩層中，其中第二微影第二蝕刻停止於第一遮罩層的上表面，用第二蝕刻層作為一蝕刻遮罩蝕刻第一遮罩層，以及蝕刻光阻及介電層以同時轉移第一導孔圖案及第二導孔圖案至介電層。
本說明書之另一態樣在於提供一種圖案化導孔的方法，其包含形成一低介電係數介電層於基板上，蝕刻低介電係數介電層以形成一溝槽，形成一第一遮罩層於低 介電係數介電層上，形成一第二遮罩層於第一遮罩層上，在第一圖案化步驟中，形成一第一導孔圖案於第二遮罩層中，在第二圖案化步驟中，形成一第二導孔圖案於第二遮罩層中，用第二遮罩層作為一蝕刻遮罩蝕刻第一遮罩層以同時轉移第一導孔圖案及第二導孔圖案至第一遮罩層，以及用第一遮罩層作為一蝕刻遮罩蝕刻該低介電係數介電層以形成一第一導孔開口及一第二導孔開口於該低介電係數介電層。
本說明書之再一態樣在於一種圖案化導孔的方法，其包含形成一低介電係數介電層於半導體基板上，蝕刻低介電係數介電層以形成一第一溝槽及一第二溝槽，實施一光阻具有一第一部分填充第一溝槽及一第二部分填充第二溝槽，形成一第一遮罩層覆蓋光阻，其中第一遮罩層為一平坦覆蓋層，形成一第二遮罩層於第一遮罩層上，利用各自的製程步驟形成一第一導孔開口及一第二導孔開口於第二遮罩層中，其中當該第一導孔開口及第二導孔開口形成時，該光阻被第一遮罩層完全覆蓋，蝕刻該第一遮罩層以延伸第一導孔開口及第二導孔開口至第一遮罩層中，各自延伸第一導孔開口及第二導孔開口至第一部分及第二部分的光阻，以及使用光阻當作一蝕刻遮罩層以蝕刻低介電係數介電層藉以各自形成一第一導孔開口及一第二導孔開口於低介電係數介電層中。
10‧‧‧晶圓
12‧‧‧半導體基板
14‧‧‧主動裝置
16‧‧‧介電層(金屬間介電層)
18‧‧‧擴散阻障層
20‧‧‧含銅材料
22‧‧‧導電特徵
24‧‧‧介電層(蝕刻停止層)
26‧‧‧低介電係數介電層
28、32‧‧‧抗反射層
30‧‧‧遮罩層
34‧‧‧溝槽
36‧‧‧光阻
38‧‧‧高蝕刻選擇層
40‧‧‧層(低溫度氧化層)
42‧‧‧層(硬遮罩層)
44‧‧‧層(低溫度氧化層)
46、54‧‧‧下層
48、56‧‧‧中間層
50、58‧‧‧上層
52、60‧‧‧開口
64、66‧‧‧導孔開口
68、68A、68B‧‧‧導電線
70、70A、70B‧‧‧導電導孔
72‧‧‧襯墊
74‧‧‧內層材料
76‧‧‧介電蝕刻停止層
174、274‧‧‧導孔
168‧‧‧導電線
202~220‧‧‧步驟
當結合附圖閱讀以下詳細描述時，本揭示案的各個態樣將最易於理解。應注意到的是，根據產業實施標準，各種特徵並按比例繪製，事實上，為了論述清楚，各種特徵的尺寸可能任意增減。
第1-13圖係繪示根據一些實施例之中間階段形成金屬線及其下方的導孔的剖面圖。
第14圖係繪示根據一些實施例之一積體電路結構之剖面圖，此積體電路結構包含兩個導孔位在相同金屬線下方並且連接此金屬線。
第15圖係繪示根據一些實施例之形成一積體電路結構的流程圖，此積體電路結構包括兩個導孔位於各自金屬線下方並且各自連接其上的金屬線。
以下揭露提供實施本說明書實施方式之不同特徵的多種不同的實施例或實例。部件及配置之特定實例描述如下，以簡化本案揭示內容。此等實例當然僅為例示且並不以此為限。例如，以下敘述中在第二特徵結構上方或上面形成第一特徵結構可包括第一和第二特徵結構是以直接接觸形成的實施例，並且亦可包括在第一和第二特徵結構之間形成額外的特徵結構而使第一和第二特徵結構不是直接接觸的實施例。此外，本揭露可能於各種實施例中使用重複的元件符號及/或字母。此重複是為了簡化及清楚之目的，而非意指所論述的各個實施例及/或構造之間的關係。
此外，使用諸如「其下」、「之下」、「下方」、「其上」、「上方」等空間相對用語用於簡化描述，以描述如附圖中所圖示的一個元件或特徵結構與另一元件或特徵結構的關係。該空間相對用語意欲涵蓋使用或操作中之元件在除了附圖中描述的方向以外的不同方向。此裝置亦可被轉向(90°旋轉或其他方位)，且本文使用的空間相對描述詞可據此同樣地被解釋。
根據各種例示實施例，係提供一種多次圖案化(Multiple patterning method)方法以形成位置緊鄰的導孔於積體電路之互連結構中。形成導孔的中間階段被闡述說明。一些實施例的某些變化被討論。在各種角度及繪示的實施例中，相似的標號用來標示相似的元件。
第1至第13圖繪示根據一些實施例之形成導孔之中間階段的剖面圖。揭示於第1至第13圖的步驟亦繪示於第15圖揭示的製程流程200中。在隨後的討論中，參照第15圖的製程步驟，討論第1圖至第13圖所示的製程步驟。
第1圖繪示一晶圓10的剖面圖，其中所繪示部分為裝置晶片的一部分。根據本說明書一些實施例，晶圓10為一裝置晶圓，其包含主動裝置例如電晶體及/或二極體，且可能包含例如電容、電感、及/或類裝置之被動裝置。
根據本說明書一些實施例，晶圓10包含半導體基板12及形成於半導體基板12上表面的特徵。半導體基板12可包含結晶矽，結晶鍺、矽鍺、及/或III-V半導體化合物，例如磷砷化鎵(GaAsP)、砷化銦鋁(AlInAs)、鋁砷化 鎵(AlGaAs)、砷化鎵銦(GaInAs)、磷化銦鎵(GaInP)、磷砷化鎵銦(GaInAsP)、或其類似材料。半導體基板12亦可為一塊狀矽基板或一絕緣體上矽(Silicon-On-Insulator,SOI)基板。淺溝槽絕緣(Shallow Trench Isolation,STI)區(未揭示)可形成於半導體基板12中以隔離半導體基板12的主動區。雖然未繪示，可形成穿孔(through-vias)延伸進入半導體基板12，其中穿孔用以電性互連晶圓10相對兩側上的特徵。主動裝置14(可包含電晶體於其中)形成在基板12之上表面。
第1圖進一步繪示介電層16，其在下文中亦可稱為金屬間介電(IMD)層16。根據本說明書一些實施例，金屬間介電層16由具有介電常數低於約3.0、約2.5、或更低的低介電係數介電材料(low-k dielectric material)所形成。金屬間介電層16可由「黑鑽石(Black Diamond)」(Applied Materials的註冊商標)、含碳的低介電係數介電材料、氫矽酸鹽(HydrogenSilsesQuioxane,HSQ)、甲基矽酸鹽(MethylSilsesQuioxane,MSQ)、或其類似材料所形成。根據本說明書一些實施例，金屬間介電層16的形成包含沉積含有製孔劑(porogen-containing)的介電材料，然後實施一硬化製程以逐出製孔劑，因此殘留的金屬間介電層16是多孔的。
導電特徵22形成於金屬間介電層中。根據一些實施例，導電特徵22為金屬線，其包含擴散阻障層18及位於擴散阻障層18上方的含銅材料20。擴散阻障層18可包含 鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、或其類似材料，並且具有避免銅從含銅材料20擴散至金屬間介電層16的功能。導電線22在下文中亦可稱為金屬線22。在某些實施例中，導電特徵22可具有一單鑲嵌結構、一雙鑲嵌結構、或可為接觸插栓。
介電層24形成於介電層16及導電線22之上方。介電層24可作為一蝕刻停止層(ESL)，因此在敘述中可稱為蝕刻停止層24。蝕刻停止層24可包含氮化物、以碳-矽為基底的材料、摻雜碳的氧化物、及/或上述之組合。形成的方法包含電漿強化化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)或其他方法，例如高密度電漿化學氣相沉積(High-Density Plasma CVD,HDPCVD)、原子層化學氣相沉積(Atomic Layer CVD,ALCVD)、或類似的技術。根據一些實施例，介電層24亦作為擴散阻障層，以防止不想要的元素(例如銅)擴散進入隨後所形成的低介電係數介電層。蝕刻停止層24可包含摻雜碳的氧化物(Carbon-Doped Oxide,CDO)、碳矽氧化物(Carbon incorporated Silicon Oxide,SiOC)或鳥胺酸去羧化酶(Ornithine Decarboxylase,ODC)。蝕刻停止層24亦可由摻雜氮的碳化矽(Nitrogen-Doped silicon Carbide,NDC)所形成。蝕刻停止層24可為單一層或包含多於一層。
介電層26形成於蝕刻停止層24上。根據本說明書一些實施例，介電層26由低介電係數介電材料所形成，且在下文中可稱為低介電係數介電層。形成低介電係數介 電層26的材料可選自與形成介電層16相同之候選材料。當選自相同之候選材料時，介電層16及介電層26之材料可為相同或與彼此不同之材料。
根據一些實施例，層28、30及32形成於低介電係數介電層26之上方。各別步驟呈現在第15圖之製程流程的步驟202。抗反射層(Anti-Reflective coating Layer,ARL)28形成於低介電係數介電層26之上。抗反射層28可為無氮抗反射層(Nitrogen-Free ARL,NFARL)，根據一些實施例其可由氧化物所形成。例如，無氮抗反射層可包含利用電漿強化化學氣相沉積所形成的矽氧化物。
遮罩層30形成於抗反射層28上方。遮罩層30在下文中亦可稱為硬遮罩層30。根據一些實施例，硬遮罩層30包含金屬，其可為金屬氮化物的形式。硬遮罩層30亦可由非金屬氮化物所形成，例如氮化矽、諸如氮氧化矽之氮氧化物、或其類似材料。可進一步形成抗反射層32於硬遮罩層30上方。抗反射層32亦可為無氮抗反射層，其可由氧化物所形成，例如利用電漿強化化學氣相沉積形成的氧化矽。
抗反射層32及遮罩層30被圖案化以形成溝槽34。根據某些實施例，溝槽34藉由一個兩次-圖案化-兩次-蝕刻製程(two-patterning-two-etching,2P2E)形成，其中兩相鄰溝槽34藉由不同的微影製程所形成，因此相鄰溝槽34可靠近彼此位置，而不會產生光學鄰近效應。
參照第2圖，圖案化的抗反射層32及遮罩層30 被用來作為一蝕刻遮罩，以蝕刻抗反射層28及低介電係數介電層26。因此，溝槽34延伸到低介電係數介電層26中。各別步驟呈現在第15圖繪示之製程流程的步驟204。當溝槽34的底面在介於低介電係數介電層26之上表面與底面之間的中間高度時，蝕刻結束。在蝕刻期間，抗反射層32(第1圖)可能被消耗掉，留下遮罩層30作為頂層。
參照第3圖，光阻36形成於遮罩層30上方，而且有部分填充至溝槽34中(第2圖)。各別步驟呈現在第15圖繪示之製程流程的步驟206。光阻36有平坦的上表面，使隨後形成於光阻36上方的層可為平坦層，而且是非常薄(例如，厚度僅數百埃)及保角的。
接著，形成高蝕刻選擇層(high-etching-selective layers)38，高蝕刻選擇層38亦稱為遮罩層38。各別步驟呈現於第15圖繪示的製程流程的步驟208。高蝕刻選擇層38包含至少兩層別，兩層別具有不同特性，而因此當使用適合的蝕刻液時具有高蝕刻選擇性。根據本說明書一些實施例，層38包含層40、層40上方的層42、以及層42上方的層44。例如，層38包含低溫度(Low-Temperature,LT)氧化層40、低溫度氧化層40上方的金屬及/或含氮層(例如氮化鈦、氮化鋁、或三氧化二鋁)42、及在層42上方的低溫度氧化層44。在蝕刻低介電係數介電層26過程中，當對遮罩層42及/或硬遮罩進行圖案化時，層42可作為硬遮罩，而低溫度氧化層40可作為蝕刻停止層。
根據其他實施例，層38包含層40及層42，但不包含層44。根據其他實施例，層38包含層42及層44但不包含層40。金屬氮化層42，由於包含金屬，當選擇適當的蝕刻液時，相對於低溫度氧化層40及44，可具有高的蝕刻選擇性，因此蝕刻可能導致在層38中上方的層被圖案化，在層38中下方的層可作為蝕刻停止層。由於光阻36、層40、42及44在低溫下形成，可防止光阻36被損害。層40、42及44的形成溫度可低於約200℃，且可介於約75℃至約170℃的範圍之間。形成於光阻36上方的層40可藉由原子層沉積(ALD)而形成，以盡量降低電漿對光阻的損害，但其他諸如化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)或其他類似的方法亦可被使用。層42(例如氮化鈦)可利用物理氣相沉積而形成。層40、42及44的厚度可介於約200埃至約400埃的範圍之間。
層40、42及44的材料可選自多種組合，例如以下列出的數個蝕刻劑族群，其中各個族群包含一些適用於某些可被蝕刻的材料之蝕刻液，一些不可被蝕刻的材料也被列出。因此，可被蝕刻材料可被使用於形成層38的下層，而不可被蝕刻的材料可被使用於形成層38的下層，例如，磷酸或硝酸適合蝕刻金屬(例如鋁)或氮化矽，而不適合於蝕刻二氧化矽、矽及光阻。氫氧化銨或過氧化氫適用於蝕刻鋁或高分子，而不適用於蝕刻二氧化矽、矽及氮化矽。蝕刻亦可使用乾蝕刻，例如可使用氯氣蝕刻金屬，以及使用氟化碳(CxFy)蝕刻介電材料，其中操作氣體的流出速率可 調整，以改善蝕刻選擇性。
第3至8圖係繪示用來形成導孔圖案的兩次微影兩次蝕刻製程(two-photo-two-etching process)。第3至5圖係繪示形成第一導孔圖案的第一微影第一蝕刻製程(first-photo-first-etching process)的中間階段。根據本說明書一些實施例，一個三層結構形成於層38上方，三層結構包含下層(亦即底層)46、下層46上方的中間層48，以及中間層48上方的上層50。各別步驟呈現在第15圖繪示的製程流程的步驟210。根據一些實施例，下層46及上層50由光阻所形成。中間層48可由無機材料所形成，其可為氮化物(例如氮化矽)、氮氧化物(例如氮氧化矽)、氧化物(例如氧化矽)或其類似物。中間層48相對於上層50及下層46具有高的蝕刻選擇性，因此上層可作為蝕刻遮罩用以圖案化中間層48，而中間層48可作為蝕刻遮罩來圖案化下層46。圖案化上層50以形成開口52，其具有導孔70A(第13圖)的圖案，導孔70A將被形成在低介電係數介電層26中。
接著，利用已圖案化的上層50作為蝕刻遮罩以蝕刻中間層48，藉此將上層50的圖案轉移至中間層48。所得的結構繪示於第4圖。在中間層48進行圖案化期間，上層50至少部分或全部被消耗。在中間層48被蝕刻穿過之後，下層46被圖案化，其中中間層48作為蝕刻遮罩。即使上層50在圖案化中間層48時未完全被消耗掉，其於圖案化下層46的製程中亦會被完全消耗掉。
下層46及其上方的中間層48接著被作為蝕刻 遮罩以蝕刻其下方的層44，此蝕刻製程可稱為第一次蝕刻製程。各別步驟呈現在第15圖繪示的製程流程的步驟212。開口52延伸至層44，層44曝露於開口52。由於中間層48及層44皆由無機材料所形成，而且相對於彼此皆具有低的蝕刻選擇性，中間層48可被消耗，而下層46在隨後蝕刻層44時可作為蝕刻遮罩。在層44進行圖案化期間，雖然下層46相對於中間層48及層44是處於低蝕刻速率，下層46亦會被消耗。因此，當圖案化層44完成時，下層46的厚度會減少。
蝕刻過後，殘留的下層46包含光阻，在灰化製程中會被移除，其中使用氧氣來移除下層46。所得的結構揭示於第5圖。如第4及5圖所示，由於層40及42提供的保護，低介電係數介電層26及光阻36在灰化製程中並未受損。
第6至8圖係繪示層44的圖案化中的第二微影第二蝕刻製程(second-photo-second-etching process)。根據本說明書一些實施例，如第6圖所示，第二個三層結構形成於層44上方，各別步驟呈現在第15圖繪示的製程流程的步驟214。第二個三層結構包含下層54、下層54上方的中間層56、以及於中間層56上方的上層58。根據一些實施例，下層54以及上層58由光阻所形成。中間層56可由無機材料形成，其可為氮化物(例如氮化矽)、氮氧化物(例如氮氧化矽)、氧化物(例如氧化矽)或類似物。中間層56具有相對於上層58及下層54較高的蝕刻選擇性，因此上層58在圖案化中間層56時可作為蝕刻遮罩，而在圖案化下層 54時中間層56可作為蝕刻遮罩。上層58被圖案化而形成開口60，其亦具有導孔70B的圖案(第13圖)，導孔70B將被形成於低介電係數介電層26中。
利用圖案化的上層58作為蝕刻遮罩來蝕刻中間層26，藉此將上層58的圖案轉移至中間層56。所得之結構繪示於第7圖。在中間層56進行圖案化的期間，上層58可能被消耗掉。在中間層56被蝕刻貫穿之後，下層54即被圖案化，隨後層44被蝕刻。開口60則延伸至層44，層42曝露於開口60。各別步驟呈現在第15圖繪示的製程流程的步驟216。蝕刻之後，殘留的下層54(第7圖)，其包含光阻，將被灰化製程所移除，其中使用氧氣來移除下層54。所得的結構繪示於第8圖。如第7及8圖所揭示，在灰化製程中，由於層40及層42提供的保護，低介電係數介電層26及光阻36於灰化製程中並未被損害。
第9及10圖繪示轉移導孔圖案至低介電係數介電層26。各別步驟呈現在第15圖繪示的製程流程的步驟218。參照第9圖，層42(第8圖)被作為蝕刻遮罩以蝕刻下方的層40。根據本說明書一些實施例，於蝕刻之後硬遮罩層42被移除，留下圖案化的層40，如第9圖所示。根據其他實施例，於圖案化層40之後，硬遮罩層42(第8圖)被留下而未被移除，如第9圖虛線所示。
在隨後的步驟中，如第10圖所示，蝕刻光阻36，其中層40(或層42，設若其未被移除)被作為蝕刻遮罩。蝕刻光阻36停止在低介電係數介電層26的上表面。光阻36 接著被作為蝕刻遮罩以蝕刻低介電係數介電層26，因此導孔開口64及66形成於低介電係數介電層26的下部。進行蝕刻直到蝕刻停止層24露出。當蝕刻停止層24包含多於一層時，蝕刻停止層24的上層可被蝕刻貫穿，而蝕刻停止在蝕刻停止層24的下層。
形成導孔開口64及66之後，藉由灰化製程來移除殘留的光阻36。例如，經由使用氧氣作作為灰化的製程氣體。然後，蝕刻遮罩層30，得到第11圖繪示的結構。
根據一些實施例，如第3至8圖所示，在第一微影第一蝕刻及第二微影第二蝕刻所形成的圖案被保留於光阻36上方的層(層44，第8圖)中，而非直接形成於低介電係數介電層26中。因此，在低介電係數介電層26中形成導孔開口64及66僅包含光阻36的單一灰化製程。此與傳統2P2E製程不同，在每一個2P2E的製程中導孔開口的形成包含直接蝕刻低介電係數介電層，因此在每一個2P2E的製程中需要形成一光阻。因此，傳統2P2E製程需要兩個光阻的灰化製程，以及低介電係數介電層暴露於兩次灰化製程中。因為灰化製程會造成低介電係數介電層的損害，根據本說明書一些實施例，採用單一灰化製程，對低介電係數介電層的損害降至最低。
參照第12圖，蝕刻停止層24被蝕刻貫穿，露出下方的導電線22。第13圖係繪示導電導孔70(包含70A及70B)形成分別於導孔開口64及66(第12圖)中。導電線68(包含68A以及68B)亦形成於溝槽34中(第12圖)。各別 步驟呈現於第15圖繪示之製程流程的步驟220。導孔70及導電線68可包含諸如擴散阻障層、黏著層或類似結構之襯墊72。襯墊72可由鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭或其他替代物所形成。導電線68的內層材料74包含導電材料，例如銅、銅合金、銀、金、鎢、鋁或類似材料。根據一些實施例，導孔70及導電線68的形成包含進行毯覆式沉積而形成襯墊72，沉積一層薄的銅或銅合金之晶種層，以及藉由例如電鍍、無電鍍、沉積或類似方式在導孔開口64/66和溝槽34的剩餘空間中填入金屬74。進行諸如化學機械平坦化(CMP)處理之平坦化，以使導線68的表面平坦，並且從介電層26的上表面移除多餘的導電材料。在隨後的步驟中，形成介電蝕刻停止層(dielectric ESL layer)76，並且可形成更多的低介電係數介電層及金屬線和導孔(未圖示)。
根據一些實施例，所述的製程步驟可使用在三次微影三次蝕刻(three-photo-three-etching)製程。在一些實施例中，可實施第三微影第三蝕刻(third-photo-third-etching)以在層44中形成第三導孔的圖案，其中第三圖案同時被轉移至下方的低介電係數介電層26，如同開口52及60一樣(第8圖)。第三微影第三蝕刻可以安排在第8圖所示的步驟與第9圖所示的步驟之間。第三微影第三蝕刻的製程步驟類似於第6至8圖所示的步驟，故於此不再重述。
第1至13圖繪示的製程步驟闡述形成兩個導孔，各導孔連接各自的上方金屬線。可使用同樣的製程步 驟形成直接位於相同金屬線下方的多個導孔，並且這些導孔連接相同的上方金屬線。可以同時實施這些製程步驟，且共用第1至13圖所示的製程步驟，且未增加額外的製程步驟。例如，第14圖繪示包含導孔174及274的結構，其是利用2P2E製程所形成。導孔174及274位於相同導電線168的下方並且導孔連接上方的導電線168。此外，當定義第13圖的導孔70A的圖案時，同時定義導孔174的圖案，且是藉由相同的製程步驟3-5；且當定義第13圖的導孔70B的圖案時，同時定義導孔274的圖案，且是藉由相同的製程步驟6-8。
本說明書的實施例具有一些優勢特徵。根據本說明書的一些實施例，使用一遮罩層來保留2P2E(或3P3E)製程中所形成的圖案。然後該圖案同時被轉移至低介電係數介電層。因此，不管使用多少次微影及蝕刻步驟，導孔及金屬線的形成僅包含單一光阻層，其灰化可能造成低介電係數介電層的損害。在2P2E製程中光阻的灰化並不會造成低介電係數介電層的損害，因為低介電係數介電層被其上方的光阻及遮罩層保護。此外，藉由2P2E製程，導孔連接上方金屬線的角落具有銳利的輪廓，而非不利地被圓弧化。
根據本說明書中一些實施例，一種方法包括形成一介電層、形成一光阻於介電層上方、形成一第一遮罩層於光阻上方、以及形成一第二遮罩層於第一遮罩層上方。實施一第一微影第一蝕刻以形成一第一導孔圖案於第 二遮罩層中，其中第一微影第一蝕刻停止於第一遮罩層的上表面。實施一第二微影第二蝕刻以形成一第二導孔圖案於第二遮罩層中，其中第二微影第二蝕刻停止於第一遮罩層的上表面。利用第二遮罩層作為一蝕刻遮罩以蝕刻第一遮罩層。蝕刻光阻及介電層以同時轉移第一導孔圖案及第二導孔圖案至介電層中。
根據本說明書中一些實施例，一種方法包含形成一低介電係數介電層於基板上方、蝕刻低介電係數介電層以形成一溝槽、形成一第一遮罩層於低介電係數介電層上方、以及形成一第二遮罩層於第一遮罩層上方。此方法進一步包含在一第一圖案化步驟中，形成一第一導孔的圖案於第二遮罩層中、以及在一第二圖案化步驟中，形成一第二導孔圖案於第二遮罩層中。利用第二遮罩層當作一蝕刻遮罩以蝕刻第一遮罩層藉以同時轉移第一導孔的圖案及第二導孔的圖案至第一遮罩層中。利用第一遮罩層當作一蝕刻遮罩以蝕刻低介電係數介電層藉以形成一第一導孔開口及一第二導孔開口於低介電係數介電層中。
根據本說明書中一些實施例，一種方法包含形成一低介電係數介電層於半導體基板上方、蝕刻低k藉電層以形成一第一溝槽及一第二溝槽、塗佈一具有一第一部份填充第一溝槽以及一第二部分填充第二溝槽的光阻、形成一第一遮罩層覆蓋光阻、以及形成一第二遮罩層在第一遮罩層上方。第一遮罩層為一平面的覆蓋層。利用分開的製程步驟形成一第一導孔開口以及一第二導孔開口於第二遮 罩層中。當第一導孔開口及第二導孔開口形成，光阻完全被第一遮罩層覆蓋，蝕刻第一遮罩層以延伸第一導孔開口及第二導孔開口至第一遮罩層中。第一導孔開口及第二導孔開口各自延伸至第一部份及第二部分的光阻。利用光阻當作一蝕刻遮罩蝕刻低介電係數介電層以各自形成一第一導孔開口及一第二導孔開口於低介電係數介電層中。
以上概述數個實施例中的特徵使熟悉此項技藝人士得以更加理解此揭露之各個部分。熟悉此項技藝人士應可瞭解到其可輕易地使用本說明書實施方式作為基礎來設計或者修改用於實施相同目的及/或實現本文所述的實施例中相同優點的其他製程及結構。本領域熟悉此項技藝人士亦應當瞭解到，此類等效構造並未脫離本說明書實施方式的精神及範疇，且在不脫離本說明書實施方式的精神及範疇的情況下，可對本說明書實施方式進行各種改變、取代及變更。
200‧‧‧製程流程
202、204、206、208、210、212‧‧‧步驟
214、216、218、220‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種形成導孔的方法，包含：形成一介電層；形成一光阻於該介電層上方；形成一第一遮罩層於該光阻上方；形成一第二遮罩層於該第一遮罩層上方；進行一第一微影第一蝕刻以形成一第一導孔圖案於該第二遮罩層中，其中該第一微影第一蝕刻停止於該第一遮罩層的一上表面；進行一第二微影第二蝕刻以形成一第二導孔圖案於該第二遮罩層中，其中該第二微影第二蝕刻停止於該第一遮罩層的該上表面；利用該第二遮罩層作為一蝕刻遮罩蝕刻該第一遮罩層；以及蝕刻該光阻及該介電層以同時轉移該第一導孔圖案及該第二導孔圖案至該介電層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含形成一溝槽於該介電層中，其中該光阻填充該溝槽，而且該第一導孔圖案被轉移為一導孔開口，該導孔開口位在該溝槽下方並連接該溝槽。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，進一步包含用一導電材料填充該溝槽及該導孔開口以分別形成一導電線及一導孔。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中各該第一微影第一蝕刻及該第二微影第二蝕刻使用一三層結構而進行。
  5. 一種形成導孔的方法，包含：形成一低介電係數介電層於一基板上方；蝕刻該低介電係數介電層以形成一溝槽；形成一第一遮罩層於該低介電係數介電層上方；形成一第二遮罩層於該第一遮罩層上方；在一第一圖案化步驟中，形成一第一導孔圖案於該第二遮罩層中；在一第二圖案化步驟中，形成一第二導孔圖案於該第二遮罩層中；利用該第二遮罩層作為一蝕刻遮罩蝕刻該第一遮罩層，以同時轉移該第一導孔圖案及該第二導孔圖案至該第一遮罩層中；以及利用該第一遮罩層作為一蝕刻遮罩蝕刻該低介電係數介電層，以形成一第一導孔開口及一第二導孔開口於該低介電係數介電層中。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中進行各該第一圖案化步驟及該第二圖案化步驟係使用包含兩光阻的一三層結構。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，進一步包含填充該溝槽、該第一導孔開口、以及該第二導孔開口以分別形成一導電線、一第一導孔、及一第二導孔。
  8. 一種形成導孔的方法，包含：形成一低介電係數介電層於一半導體基板上方；蝕刻該低介電係數介電層以形成一第一溝槽及一第二溝槽；塗佈一光阻，其具有一第一部份填充該第一溝槽及一第二部分填充該第二溝槽；形成一第一遮罩層覆蓋該光阻，其中該第一遮罩層為一平坦覆蓋層；形成一第二遮罩層鋪設於該第一遮罩層上方；利用分開的製程步驟在該第二遮罩層中形成一第一導孔開口及一第二導孔開口，其中當該第一導孔開口及該第二導孔開口形成時，該光阻被該第一遮罩層完全覆蓋；蝕刻該第一遮罩層以延伸該第一導孔開口及該第二導孔開口至該第一遮罩層中；將該第一導孔開口及該第二導孔開口分別延伸至該光阻的該第一部份及該第二部分；以及利用該光阻作為一蝕刻遮罩以蝕刻該低介電係數介電層，以在該低介電係數介電層中分別形成一第一導孔開口及一第二導孔開口。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，進一 步包含：填充該第一溝槽及該第二溝槽以分別形成一第一金屬線及一第二金屬線。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，進一步包含：填充該第一導孔開口及該第二導孔開口以各自形成一第一導孔及一第二導孔。
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