JP2012175109A - 固定された導電性ビアおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性ビアが、導電性接触構造と該導電性接触構造上に配置された誘電体層の突出部との間に配置された部分を含む。1つの実施形態において、突出部は、導電性接触構造上にアンダーカット層を形成し、次に、該導電性接触構造およびアンダーカット層上に誘電体層を形成することによって形成される。誘電体層に空洞を形成し、誘電体層の突出部を形成するようにアンダーカット層の材料が該空洞を通して除去される。導電性ビアの導電性材料は次に、突出部の下および空洞に形成される。
【選択図】図4
Description
項目1は、導電性ビアを形成するための方法において、
導電性材料の表面を有する導電性接触構造を形成するステップと、
前記導電性接触構造上に、前記導電性材料の表面と異なる材料からなるアンダーカット層を形成するステップと、
前記アンダーカット層の上方、かつ前記導電性接触構造の上方に、誘電体層を形成するステップであって、前記アンダーカット層は前記誘電体層と前記導電性接触構造との間に配置される、誘電体層を形成するステップと、
前記導電性接触構造の上方にある前記誘電体層に開口を形成するステップと、
前記誘電体層における前記開口を通してアンダーカット層の材料を除去するステップであって、前記導電性接触構造の表面が前記誘電体層の前記開口を通して露出され、かつ前記誘電体層が前記導電性接触構造の上方において前記誘電体層の前記開口に隣接する突出部を有することによって前記アンダーカット層の前記材料を除去することによって形成された空洞の幅は前記誘電体層の開口より広い、前記誘電体層の前記開口を通してアンダーカット層の材料を除去するステップと、
前記アンダーカット材料の除去によって形成された空洞を充填し、前記誘電体層の開口に導電性充填材料を少なくとも部分的に充填するステップであって、
前記充填することによって前記導電性充填材料を前記誘電体層の突出部と前記導電性接触構造との間に設ける、前記アンダーカット材料の除去によって形成された空洞を充填し、前記誘電体層の開口に導電性充填材料を少なくとも部分的に充填するステップとを備える方法に関する。項目2は項目1の方法において、アンダーカット材料は誘電体材料であることを特徴とする。項目3は項目1の方法において、アンダーカット材料が二酸化ケイ素を含有することを特徴する。項目4は、項目3の方法において、誘電体材料が窒化ケイ素を含んでなることを特徴とする。項目5は、請求項1の方法において、前記アンダーカット層の材料を除去するステップが、前記誘電体材料をエッチングする選択性を持たず、かつ前記アンダーカット材料に対して選択的なエッチング化学を有する等方性エッチングを用いるステップを含むことを特徴とする。項目6は項目2の方法において、前記アンダーカット層を形成するステップが、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップであって、前記仕掛品が前記導電性接触構造を有し、前記仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップでは、前記導電性接触構造の外側の領域に前記アンダーカット層を形成するステップを含む、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップを含み、前記誘電体層を形成するステップが、前記導電性接触構造の外側の前記領域における前記アンダーカット層上に前記誘電体層を形成するステップを含み、前記アンダーカット層の材料を除去するステップにおいて、少なくともいくつかの前記領域に前記アンダーカット層の材料を残すことを特徴とする。項目7は、項目6の方法において、該アンダーカット層の材料が、該仕掛品の表面に該誘電体層を付着させるための付着層として機能することを特徴とする。項目8は項目1の方法において、前記アンダーカット層を形成するステップが、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップであって、前記仕掛品が前記導電性接触構造を有し、前記仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップでは、前記導電性接触構造の外側の領域に前記アンダーカット層を形成するステップを含む、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップを含み、前記アンダーカット層を形成するステップが、前記導電性接触構造の上方に前記アンダーカット層の物理的に離隔された物理的離隔構造を形成するために前記アンダーカット層をパターニングするステップを含み、前記誘電体層を形成するステップは、前記誘電体層が前記物理的離隔構造のすべての側部を囲むように前記物理的離隔構造上に誘電体層を形成するステップであって、前記物理的離隔構造の幅は前記誘電体層の前記開口より広い、前記物理的離隔構造上に誘電体層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする。項目9は項目8において、該アンダーカット層の材料を除去するステップが、物理的分離構造のすべての材料を除去するステップを含むことを特徴とする。項目10は項目1の方法において、該誘電体層はパッシベーション層であり、該導電性接触構造は、集積回路の最終金属層に配置された導電性構造であることを特徴とする。項目11は項目1の方法において、空洞を充填するステップは、突出部に上方向の圧力を与えるために導電性充填材料が内部引張応力を有するように実行される。項目12は項目11の方法において、前記開口を少なくとも部分的に充填するステップにおいて、前記誘電体層の上面の上方まで前記開口に前記導電性充填材料を充填し、前記誘電体層の前記開口に隣接する領域で前記誘電体層の前記上面に下向き圧力を与えるべく前記導電性充填材料は内部引張応力を有するように、前記誘電体層の前記開口に隣接する前記誘電体層の上面の領域に前記導電性充填材料を形成する。項目13は項目1の方法において、空洞を充填し、開口を少なくとも部分的に充填するステップは該導電性材料のメッキ処理によって実行される。項目14は項目1の方法において、空洞を充填し、開口を少なくとも部分的に充填するステップは導電性材料の無電解メッキ処理によって実行される。項目15は項目1の方法において、導電性材料が少なくとも85.0重量%のニッケル含量を有する。項目16は項目1の方法において、導電性材料が5〜10重量%の範囲のリン含量を有する。項目17は項目1の方法において、空洞を充填し、開口を少なくとも部分的に充填するステップは、4.0以上のpHレベルを有するメッキ溶液を用いるメッキ処理によって実行される。項目18は項目1の方法において、該空洞を充填し、該空洞を少なくとも部分的に充填するステップは、平方デシメトル当たり3.0アンペアの電流密度を有するメッキ処理によって実行される。項目19は項目1の方法において、前記開口を少なくとも部分的に充填するステップが、前記空洞の前記上面よりも上方まで前記開口を充填するステップを含み、前記方法が、
前記誘電体材料の前記上面および前記導電性充填材料を平坦化するステップと、
前記方法が、平坦化された導電性充填材料と導通する前記平坦化された導電性充填材料の上面上に導電性構造を形成するステップとをさらに備えることを特徴とする。
前記主要上面上に配置された誘電体層であって、前記誘電体層が前記主要上面上に設けられた突出部を有し、前記突出部は開口を画定するとともに前記主要上面の最高地点が存在する水平面から縦方向に分離された平坦な底面を有する、誘電体層と、
前記導電性接触構造と導通する導電性材料構造であって、
前記導電性材料構造は、前記突出部の平坦な底面と前記導電性接触構造の主要表面との間に垂直方向に延伸する第1部分と、前記突出部によって画定された前記開口を少なくとも部分的に充填する第2部分とを有する、導電性材料構造と、
を備える、集積回路を要旨とする。
Claims (20)
- 導電性ビアを形成するための方法において、
導電性材料の表面を有する導電性接触構造を形成するステップと、
前記導電性接触構造上に、前記導電性材料の表面と異なる材料からなるアンダーカット層を形成するステップと、
前記アンダーカット層の上方、かつ前記導電性接触構造の上方に、誘電体層を形成するステップであって、前記アンダーカット層は前記誘電体層と前記導電性接触構造との間に配置される、誘電体層を形成するステップと、
前記導電性接触構造の上方にある前記誘電体層に開口を形成するステップと、
前記誘電体層における前記開口を通してアンダーカット層の材料を除去するステップであって、前記導電性接触構造の表面が前記誘電体層の前記開口を通して露出され、かつ前記誘電体層が前記導電性接触構造の上方において前記誘電体層の前記開口に隣接する突出部を有することによって前記アンダーカット層の前記材料を除去することによって形成された空洞の幅は前記誘電体層の開口より広い、前記誘電体層の前記開口を通してアンダーカット層の材料を除去するステップと、
前記アンダーカット材料の除去によって形成された空洞を充填し、前記誘電体層の開口に導電性充填材料を少なくとも部分的に充填するステップであって、
前記充填することによって前記導電性充填材料を前記誘電体層の突出部と前記導電性接触構造との間に設ける、前記アンダーカット材料の除去によって形成された空洞を充填し、前記誘電体層の開口に導電性充填材料を少なくとも部分的に充填するステップとを備える、方法。 - 前記アンダーカット材料は誘電体材料である、請求項1記載の方法。
- 前記アンダーカット材料が二酸化ケイ素を含有する、請求項1記載の方法。
- 前記誘電体材料が窒化ケイ素を含有する、請求項3記載の方法。
- 前記アンダーカット層の材料を除去するステップが、
前記誘電体材料をエッチングする選択性を持たず、かつ前記アンダーカット材料に対して選択的なエッチング化学を有する等方性エッチングを用いるステップを含む、
請求項1記載の方法。 - 前記アンダーカット層を形成するステップが、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップであって、前記仕掛品が前記導電性接触構造を有し、前記仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップでは、前記導電性接触構造の外側の領域に前記アンダーカット層を形成するステップを含む、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップを含み、
前記誘電体層を形成するステップが、前記導電性接触構造の外側の前記領域における前記アンダーカット層上に前記誘電体層を形成するステップを含み、
前記アンダーカット層の材料を除去するステップにおいて、少なくともいくつかの前記領域に前記アンダーカット層の材料を残す、
請求項1記載の方法。 - 前記アンダーカット層の材料が前記仕掛品の表面に誘電体層を付着させるための付着層として機能する、請求項6記載の方法。
- 前記アンダーカット層を形成するステップが、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップであって、前記仕掛品が前記導電性接触構造を有し、前記仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップでは、前記導電性接触構造の外側の領域に前記アンダーカット層を形成するステップを含む、仕掛品の表面上にアンダーカット層を形成するステップを含み、
前記アンダーカット層を形成するステップが、前記導電性接触構造の上方に前記アンダーカット層の物理的に離隔された物理的離隔構造を形成するために前記アンダーカット層をパターニングするステップを含み、
前記誘電体層を形成するステップは、前記誘電体層が前記物理的離隔構造のすべての側部を囲むように前記物理的離隔構造上に誘電体層を形成するステップであって、前記物理的離隔構造の幅は前記誘電体層の前記開口より広い、前記物理的離隔構造上に誘電体層を形成するステップをさらに含む、
請求項1記載の方法。 - 前記アンダーカット層の材料を除去するステップが、前記物理的離隔構造のすべての材料を除去するステップを含む、請求項8記載の方法。
- 前記誘電体層はパッシーション層であり、前記誘電性接触構造は集積回路の最終金属層に配置された導電性構造である、
請求項1記載の方法。 - 前記突出部に上向き圧力を与えるために導電性充填材料が内部引張応力を有するように前記空洞を充填する、
請求項1記載の方法。 - 前記開口を少なくとも部分的に充填するステップにおいて、前記誘電体層の上面の上方まで前記開口に前記導電性充填材料を充填し、前記誘電体層の前記開口に隣接する領域で前記誘電体層の前記上面に下向き圧力を与えるべく前記導電性充填材料は内部引張応力を有するように、前記誘電体層の前記開口に隣接する前記誘電体層の上面の領域に前記導電性充填材料を形成する、請求項11記載の方法。
- 前記空洞を充填するステップおよび前記開口を少なくとも部分的に充填するステップは前記導電性充填材料のメッキプロセスによって実行される、請求項1記載の方法。
- 前記空洞を充填するステップおよび前記開口を少なくとも部分的に充填するステップは前記導電性充填材料の無電解メッキプロセスによって実行される、請求項1記載の方法。
- 前記導電性充填材料が少なくとも85.0重量%のニッケル含量を有する、請求項1記載の方法。
- 前記導電性充填材料が5〜10重量%範囲のリン含量を有する、請求項1記載の方法。
- 前記空洞を充填するステップおよび前記開口を少なくとも部分的に充填するステップは4.0以上のpHレベルを有するメッキ溶液を用いるメッキプロセスによって実行する、請求項1記載の方法。
- 前記空洞を充填するステップおよび前記開口を少なくとも部分的に充填するステップは平方デシメトル当たり3.0アンペア以下の電流密度を有するメッキプロセスによって実行する、請求項1記載の方法。
- 前記開口を少なくとも部分的に充填するステップが、前記空洞の前記上面よりも上方まで前記開口を充填するステップを含み、
前記方法が、
前記誘電体材料の前記上面および前記導電性充填材料を平坦化するステップと、
前記方法が、平坦化された導電性充填材料と導通する前記平坦化された導電性充填材料の上面上に導電性構造を形成するステップとをさらに備える、
請求項1記載の方法。 - 最高地点を有する主要上面を有する導電性接触構造と、
前記主要上面上に配置された誘電体層であって、前記誘電体層が前記主要上面上に設けられた突出部を有し、前記突出部は開口を画定するとともに前記主要上面の最高地点が存在する水平面から縦方向に分離された平坦な底面を有する、誘電体層と、
前記導電性接触構造と導通する導電性材料構造であって、
前記導電性材料構造は、前記突出部の平坦な底面と前記導電性接触構造の主要表面との間に垂直方向に延伸する第1部分と、前記突出部によって画定された前記開口を少なくとも部分的に充填する第2部分とを有する、導電性材料構造と、
を備える、集積回路。
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