一种制造互连通孔的方法与流程

1.本发明涉及半导体工艺，特别涉及可用于线加工后端的导电多层结构的制造。


背景技术：

2.基于半导体的集成电路继续朝着缩小尺寸的方向发展，导致了持续的加工挑战。多层导电结构通常被构建为平行导线阵列的层，其中，两个连续平面的阵列相对于彼此横向布置，在各自阵列的线之间形成通孔(via)。随着尺寸的缩小，传统的光刻和蚀刻工艺不再能够确保通孔与通孔所连接的下层和上层线之间的可接受的对准。
3.遇到此问题的特定内容的一个示例是在二维布局的标准逻辑单元的互连路由中。当标准单元所占的芯片表面积减小时，线后端的m1平面中共线导线之间的尖端到尖端的间距相应减小，当涉及到将共线导体的线端与下层和上层中的导线相连时，提出了挑战。m3平面中的线也可能是这样。因此，自对准工艺技术得到了发展，其实现了传统光刻无法实现的构造。例如，专利公开文献us2016/0197011公开了一种方法，其中，使用
‘
光桶’，即用作光敏开关的材料的沉积，以便创建自对准于两个相邻的横向取向导体的通孔。这种方法需要相当多的工艺步骤。专利公开文献wo2015/047321公开了一种使用嵌段共聚物获得相同构建体的方法。但是，该工艺不能扩展到几十纳米量级的间距尺寸。
4.为了提高半导体加工的灵活性及其对尺寸进一步缩小的适应性，因此需要对这些现有方法进行进一步的更替。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，为上述问题和/或需要的变化产生解决方案。本发明的方法产生互连通孔，其将下导线与横向取向的上导线相连，上导线具有一个与下导线对准的线端，其中，该方法使得通孔自对准于下导线的宽度以及至少上导线的线端。根据本发明，该构造通过使用不同的层间介电材料(ild)来产生，其可以相对于彼此选择性蚀刻。本领域技术人员已知，层间介电材料是适用于在半导体元件的互连结构中将导线绝缘的材料，例如集成电路芯片的背部和线(beol)堆叠。沉积第一ild材料层，之后沉积蚀刻停止层和ild材料附加层，其优选为与第一ild材料相同的材料。通过蚀刻沟槽并用优选诸如cu、co或ru等金属的导电材料将其填充来形成下导线。之后，用第二ild材料填充沟槽(下导线的上方)，优选直至蚀刻停止层上表面的平面或轻微高于所述上表面。之后，通过蚀刻回蚀刻停止层来在沟槽的至少一部分的一侧除去顶层的ild材料，而在沟槽的相对侧保留所述顶层的ild材料的部分，剩余部分自对准于所述相对侧。之后，ild材料的剩余部分以及其他掩模材料被用于在第二ild材料中蚀刻通孔开口，通孔开口自对准于下导线的宽度。通过填充通孔开口并在ild材料的剩余部分周围产生图案化金属层来形成上导线。
6.根据第一实施方式，
‘
其他掩模材料’为硬掩模，其在下导线方向上界定通孔开口的宽度。根据第二实施方式，
‘
其他掩模材料’包含第三ild材料部分，所述部分通过下述步骤安置在通孔开口的任一侧：在沟槽中在第二ild材料的上方沉积第三ild材料的预先步
骤，并且按照上导线的宽度将第三ild材料图案化。
7.第一和第二实施方式可以用于在上平面中制造两根共线的线，其通过尖端对尖端的间隔隔开，其自对准于下平面中相邻线之间的距离并通过互连通孔与所述下导线相连，所述互连通孔自对准于相应下导线的宽度以及至少共线上导线的线端。
8.本发明具体涉及一种用于制造半导体元件的互连通孔的方法，其中，通孔与两根在相互横向方向上延伸的导线相连，通孔在其下端自对准于下导线的宽度并在其上端自对准于至少上导线的线端，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0009]-在半导体基底衬底上制造以下的堆叠(stack)：
[0010]
o第一金属间介电(ild)材料的底层，
[0011]
o底层上的蚀刻停止层，
[0012]
o蚀刻停止层上的ild材料顶层，其中，蚀刻停止层的蚀刻停止功能与用于蚀刻顶层的ild材料的蚀刻配方有关，
[0013]-蚀刻穿过堆叠的完整厚度的至少一个沟槽，
[0014]-在沟槽的底部产生所述下导线，即填充沟槽的下部，
[0015]-在沟槽中以及下导线的顶部产生第二ild材料层，其中，第二ild材料相对于顶层的ild材料可选择性蚀刻，反之亦然，其中，第二ild材料也相对于蚀刻停止层可选择性蚀刻，
[0016]-通过施加一个或多个蚀刻掩模，将顶层的ild材料蚀刻回去，在蚀刻停止层上停止，从而至少沿着位于沟槽一侧的沟槽的纵向部分除去所述顶层的ild材料，同时至少沿着位于沟槽的相对侧的所述相同纵向部分保留顶层的ild材料，使得顶层的ild材料的剩余部分突出于蚀刻停止层的上方，剩余部分自对准于所述沟槽的相对侧，
[0017]-蚀刻穿过沟槽中的第二ild材料的通孔开口，将至少顶层的ild材料的剩余部分用作掩模，使得通孔开口自对准于所述沟槽的相对侧，至少沿着沟槽的所述纵向部分的一部分，
[0018]-通过沉积导电材料来填充通孔开口，并且通过在互连通孔的顶部产生导电材料的图案化层，从而产生上导线和互连通孔。
[0019]
根据一个实施方式，下导线通过用导电材料填充沟槽(5)并将导电材料向下蚀刻回到下导线的所需厚度来形成。
[0020]
根据一个实施方式，第二ild材料层通过用所述第二ild材料填充沟槽并将第二ild材料相对于顶层选择性蚀刻回沟槽中来产生。
[0021]
根据一个实施方式，在沟槽中产生第二ild材料层的步骤之后，施加第一掩模，除去掩模位置以外的顶层的ild材料，从而以柱的形式创建ild材料的所述剩余部分，其自对准于所述沟槽的相对侧，之后，在剥离第一掩模之后，施加第二掩模，其至少界定所述沟槽的纵向部分的一部分，其中，上导线如下产生：通过沉积导电层从而填充通孔开口并包围柱，之后将导电层图案化，以形成上导线。
[0022]
根据一个实施方式，在沟槽中产生第二ild材料层的步骤之后，不完全填充沟槽，而在沟槽中在第二ild材料层的顶部沉积第三ild材料，其中，第三ild材料相对于顶层的ild材料可选择性蚀刻，其中，第二ild材料相对于第三ild材料可选择性蚀刻，其中，在对应于上导线的宽度的区域内从沟槽中除去第三ild材料，使得第三ild材料在所述宽度的任一
侧的剩余部分起到用于蚀刻通孔开口的掩模部分的功能，使得开口自对准于上导线的所述宽度。
[0023]
根据后一个实施方式的方法可以包括以下步骤：
[0024]-沉积第三ild材料层，从而填充沟槽，使第三ild材料层平坦化，直到ild材料顶层的上表面暴露，
[0025]-施加第一掩模，其界定上导线的宽度和位置，
[0026]-在第一掩模以及顶层的ild材料所界定的区域中，从沟槽中除去第三ild材料，
[0027]-在第一掩模在位的情况下，施加第二掩模，其覆盖顶层的ild材料直至所述沟槽的相对侧，而使所述沟槽的一侧的顶层的ild材料在对应于上导线的区域内暴露，
[0028]-在两个掩模在位的情况下，蚀刻顶层的ild材料，在蚀刻停止层上停止，剥离掩模，从而获得ild材料的剩余部分，其自对准于所述沟槽的相对侧，而在顶层中在沟槽的另一侧创建横向沟槽，横向沟槽界定上导线的位置，
[0029]-蚀刻通孔开口，至少将顶层的ild材料、蚀刻停止层和第三ild材料用作掩模，
[0030]-用导电材料填充通孔开口和横向沟槽，从而获得互连通孔和上导线。
[0031]
根据一个实施方式，产生两个互连通孔，其将相互平行的第一和第二下导线分别与共线的第一和第二上导线相连，互连通孔自对准于各下导线的宽度以及至少各上导线的线端。
[0032]
根据一个实施方式，顶层的ild材料与第一ild材料相同。
[0033]
本发明还涉及一种半导体元件，其包含半导体基底衬底以及在该基底衬底上的线部分前端和线部分后端，线部分后端包含多个平面(m0，m1，
…
)的互连导体，平面通过互连通孔互连，其中，beol部分包含与在相互横向方向上延伸的下导线和上导线相连的互连通孔，通孔在其下端在beol部分平面m
x
处自对准于下导线的宽度，在其上端在beol部分的平面m
x+1
处自对准于至少上导线的线端，导线和互连通孔嵌入之上两种不同的ild材料中，
[0034]
其特征在于：
[0035]-至少所述上导线的线端与ild材料的部分直接接触，
[0036]-在下导线的方向上，互连通孔在两侧被第二ild材料隔离，其相对于与上导线的线端直接接触的所述部分的ild材料可选择性蚀刻，反之亦然，
[0037]-在上导线的下方存在蚀刻停止层，其中，蚀刻停止层的蚀刻停止功能与用于蚀刻与上导线的线端直接接触的所述部分的ild材料的蚀刻配方有关。
[0038]
本发明还涉及一种半导体衬底，其包含多平面互连结构的至少一个平面，所述至少一个平面包含线形导体，其在给定方向上取向并嵌入第一ild材料层中，所述层的厚度高于导体，其中，导体位于穿过所述第一ild材料层的沟槽的底部，衬底进一步包含：
[0039]-第一ild材料的第一层上的蚀刻停止层，在蚀刻停止层的上方延伸并对准于沟槽一侧的ild材料的部分，其中，蚀刻停止层的蚀刻停止功能与用于蚀刻在蚀刻停止层的上方延伸的所述部分的ild材料的蚀刻配方有关，
[0040]-第二ild材料的细长部分，其相对于在蚀刻停止层的上方延伸的部分的材料可选择性蚀刻，反之亦然，第二材料也相对于蚀刻停止层可选择性蚀刻，所述细长部分存在于导体的顶部，第二ild材料的细长部分被与在蚀刻停止层的上方延伸的ild部分相邻的通孔阻断。
附图说明
[0041]
图1a-1l所示为本发明的方法的第一实施方式的关键步骤。
[0042]
图2a-2g所示为本发明的方法的第二实施方式的关键步骤。
[0043]
图3a-3j所示为第一实施方式，其用于产生从两根共线的线的线端到其下方的横向及相互平行的线的两个互连通孔。
[0044]
图4a-4h所示为第二实施方式，其用于产生从两根共线的线的线端到其下方的横向及相互平行的线的两个互连通孔。
[0045]
图中所示的沿a-a、b-b和c-c平面的剖视图显示的是剖视图本身，而不是剖视图平面后方的部分。
具体实施方式
[0046]
本发明的方法的第一实施方式参照图1a-1l来进行描述。如图1a所示，第一层间介电材料(ild)层1沉积在衬底2上。蚀刻停止层3沉积在ild层1的顶部，之后进一步沉积有第一ild层4。顶层4的ild材料也可以是与层1的材料不同的ild材料。蚀刻停止层3的蚀刻停止功能与用于蚀刻顶层4的ild材料(即本例中为第一ild材料)的蚀刻配方有关。层1和4的第一ild材料可以是sico。蚀刻停止层3可以是sin层。当使用这些材料时，层1的厚度可以是约20nm，层3的厚度可以是约10nm，层4的厚度可以是约20nm。但是，这些材料和厚度仅为示例性的。取决于材料的选择，如图中所示，相对于ild层1和4，蚀刻停止层3可以比上述例子更薄。附图所示为衬底2和层1、3和4的一小部分的俯视图和剖视图，所述部分含有通过通孔耦合的导线的具体构造，根据本发明对其进行处理。
[0047]
衬底2可以是器件晶片，即，包含多个集成电路芯片的晶片，各芯片包含大量半导体器件，例如布置在多个二维标准逻辑单元排列中的晶体管。之后，要求形成下金属平面m0，其包含根据预定连接设计与半导体器件直接相连的导线，而在m0的上方形成上金属平面m1，其包含相对于m0线横向延伸并通过多个通孔互连与m0线相连的导线。本发明的方法不仅适用于在集成电路的线(beol)互连结构后端的深平面m0-m1处产生这种结构，实际上还适用于在beol堆叠中任意位置的一对连续平面处产生这种结构。因此通常而言，衬底2可以是包括部分处理的beol堆叠的器件晶片，其顶部平面对应于平面m
x-1
。之后，本发明的方法适用于产生平面m
x
和m
x+1
，其通过两者之间的互连通孔互连。
[0048]
特别是在深平面处，导线布置成间隔紧密的平行线排列，并且本说明书中进一步给出将本发明的方法应用于这种布置的一个例子，其中，已证明本发明的方法能够在上平面中的两条共线的线之间形成非常紧密的尖端对尖端的间隔，共线的线的线端通过自对准的互连通孔与下平面中的两条相邻平行线相连。但是，为了关注主要特性，首先描述一个实施方式，其中，下平面m
x
的单个下金属线通过单个金属互连通孔与上平面m
x+1
的单个上金属线相连。除了金属以外，任何导电材料都可以适用，但是金属互连是最广泛适用的，因此本文的具体实施方式中也使用其。
[0049]
第一ild层1与蚀刻停止层3的总厚度对应于最终下互连平面m
x
的总厚度和互连通孔的高度。顶层4优选略高于上平面m
x+1
的最终厚度，以便考虑在该方法期间执行的多次平坦化和/或蚀刻步骤期间该层4的变薄程度(进一步参见)。
[0050]
如图1b所示，沟槽5形成在层1+3+4的堆叠中并填充有金属，例如cu、ru或co，之后
使沟槽中的金属凹入以形成下导线6。沟槽5的蚀刻需要不同的蚀刻配方，因为蚀刻穿过不同材料而发生，即第一ild材料(层1和4)以及蚀刻停止层3。用于蚀刻这些层(如上述例子中)的合适材料的蚀刻配方是已知的，本文中不进行详细说明。由于使用不同的蚀刻配方，沟槽5的壁可能与图中所示的直壁略有不同。
[0051]
沟槽5中金属的凹入可以通过标准光刻+蚀刻来完成，使用界定沟槽5位置的第一硬掩模(未示出)。在剥离第一掩模之后，使金属沉积在沟槽5中以及ild层4的表面上，在金属沉积之前，可能形成与沟槽5共形的扩散阻挡(未示出)。可以使用根据已知配方的化学机械抛光来使沉积金属平坦化，以与顶部ild层4的上表面齐平，可能使ild层4稍微更薄。金属的凹入可以用适当的蚀刻配方通过已知的干法蚀刻或湿法蚀刻来完成，其相对于ild层1和4以及相对于蚀刻停止层3除去金属。可以使用定时蚀刻，从而在达到下导线6所需的厚度时停止蚀刻工艺。剩余的是在其底部具有导线6的沟槽5，如图1b所示。制造导线6的替代性方法是通过局部沉积技术、例如区域选择性原子层沉积(ald)，仅在沟槽5的底部沉积金属，其中，从沟槽5的底部开始，从底部向上创建金属层，直到达到所需的导线厚度。
[0052]
如图1c和1d所示，沟槽5(即在导线6上方的沟槽部分)填充有第二ild材料7，其与第一ild材料不同，之后使第二ild材料7凹入沟槽5。制造图1d的层7的替代性方法是在沟槽中金属线6的顶部局部沉积第二ild材料，从底部向上创建层7，例如通过区域选择性ald，直到达到层7所需的厚度。在示出的实施方式中，该厚度使得层7的上表面与蚀刻停止层3的上表面齐平。取决于选择的材料和适用的实施方式(层7根据本发明的任一实施方式均存在)，层7的上表面可以比蚀刻停止层3更低或更高，或位于蚀刻停止层3的上下表面之间。根据一个优选的实施方式，凹入的层7上表面略微高于蚀刻停止层3的上平面。
[0053]
第二ild材料7基于相对于顶层4的ild材料以及相对于蚀刻停止层3的蚀刻选择性来进行选择。更精确而言，蚀刻配方必需能够适用，从而能够：
[0054]-相对于第二ild材料选择性蚀刻顶层4的ild材料，反之亦然，即，一种材料可以起到各向异性蚀刻另一种材料的掩模的作用。
[0055]-相对于蚀刻停止层3选择性蚀刻层7的第二ild材料，即，蚀刻停止层可以起到各向异性蚀刻第二ild材料的掩模的作用。
[0056]
对于ild材料和蚀刻停止材料的各种选择，这些蚀刻配方的性质本身是已知的，因此在本说明书中不进行详细说明。图1d中的结果可以通过以下步骤获得：沉积填充沟槽5并覆盖上ild层4的第二ild材料层7，之后，通过cmp将该层减薄和平坦化到层4的第一ild材料的上平面(可能稍微减薄后者)，以达到图1c中所示的情况，以及使用本领域中已知的上述选择性蚀刻配方之一，通过定时湿法蚀刻或干法蚀刻，将第二ild材料7凹入沟槽中。当第一ild材料是sico时，第二ild材料可以是sio2。
[0057]
之后，如图1e所示，形成第二硬掩模10，其部分覆盖沟槽5，并且覆盖上ild层4的一部分直至沟槽5的一侧。之后，对层4的第一ild材料进行各向异性蚀刻，在蚀刻停止层3上停止，并且将硬掩模10剥离，产生图1f中所示的情况。第一ild材料的局部柱11剩余至沟槽5的一侧，并且与所述沟槽的边缘完全对准。
[0058]
现在形成第三硬掩模12，如图1g所示，除了与沟槽5和剩余柱11重叠的开口13以外，其围绕剩余柱11覆盖蚀刻停止层3。在垂直方向(图中所示的x-y正交轴的y方向)上，开口比柱11更窄。在x方向上，开口暴露沟槽5和柱11的整个宽度以及在其任一侧的蚀刻停止
层3的一部分。
[0059]
现在，采用各向异性蚀刻工艺，其相对于柱11的第一ild材料以及相对于蚀刻停止层3除去第二ild材料7，并且在金属线6上停止(通过定时蚀刻或通过相对于导线6的金属的蚀刻选择性)，从而在沟槽5中产生通孔开口14，之后将第三掩模12剥离，见图1h。因此，使用掩模12、柱11和蚀刻停止层3作为掩模材料来创建通孔开口。通孔开口14在y方向上，即沿着沟槽5的纵向方向，自对准柱11的一侧。通孔开口14在y方向(即沿着沟槽5的纵向方向)上自对准于柱11的一侧。在x方向上，通孔开口14自对准于导线6的宽度。
[0060]
之后，在蚀刻停止层3的整个表面上沉积金属层15(图1i)。金属填充通孔开口14，从而创建互连通孔16，其自对准于下导线6的宽度。将金属层15平坦化至由第一ild材料形成的柱11的高度(可能略微减小该柱的高度)。
[0061]
之后，施加第四硬掩模20，其界定上导线的宽度，如图1j所示。掩模20沿着与完全沟槽5重叠并与柱11部分重叠的线覆盖平坦化的金属层15。相对于柱11选择性地对金属层15进行各向异性蚀刻，并且在蚀刻停止层3上以及第二ild材料层7上停止。如果层7的上表面与蚀刻停止层的上表面不在同一平面上，则金属15的蚀刻至少持续到从层7的顶部除去所有金属为止。
[0062]
之后，将第四硬掩模20剥离(见图1k)，从而形成所需的金属构造，其包含下导线6、互连通孔16和上导线21。互连通孔16自对准于下导线6的宽度和上导线21的线端。最后，上导线21嵌入第一ild材料的附加层22中，见图1l，其被平坦化至上导线22的平面。层22也可以是与第一材料不同的其他ild材料。
[0063]
根据第二实施方式，产生相同的构造，但是现在互连通孔在x和y方向上均完全对准于下导线和上导线。为此，需要第三层间介电材料。第三ild材料必需相对于顶层4的ild材料可选择性蚀刻，即，顶层4可以起到用于对第三ild材料进行各向异性蚀刻的掩模的作用。此外，层7的第二ild材料必需相对于第三ild材料可选择性蚀刻，即，第三ild材料层可以起到用于对第二ild材料进行各向异性蚀刻的掩模的作用。当第一和第二ild材料为sico和sin时，第三ild材料可以是sicn。步骤是相同的，包括产生图1d所示情况的步骤。但是现在，第三ild材料25沉积在沟槽5中，并且被平坦化至第一ild材料上层4的平面(可能略微减薄层4)，如图2a所示。之后，形成第二硬掩模26(第一掩模用于蚀刻沟槽5)，其界定最终上导线的宽度，见图2b。掩模26覆盖除了具有上导线的宽度的开口27以外的整个表面。开口27延伸至沟槽5的一侧，并且还与沟槽本身以及沟槽的相对侧5的层4的一部分第一ild材料的重叠。
[0064]
如图2c所示，之后，通过各向异性蚀刻在掩模开口27内相对于顶层4的ild材料除去第三ild材料25，并且在沟槽中的第二ild材料7上停止(通过定时蚀刻或由于第三ild材料25的蚀刻相对于第二ild材料7有选择性)，从而产生部分通孔开口28，其自对准于沟槽5的侧部以及掩模开口27的宽度。
[0065]
之后，除了第二掩模26之外，还形成第三掩模29，见图2d。第三掩模29沿着纵向部分覆盖沟槽5的一侧以及顶层4的第一ild材料直至沟槽5的所述一侧。在两个掩模26和29在位的情况下，通过相对于第二ild材料7蚀刻顶层4的第一ild材料，并且在蚀刻停止层3上停止，从而在由两个掩模界定的开口30内除去顶层4的第一ild材料。之后剥离掩模26和29，产生图2e所示的情况：沿着线a-a，顶层4的第一ild材料在沟槽的一侧被除去，顶层4的剩余部
分11保留在沟槽的相对侧，剩余部分自对准于沟槽的所述相对侧。与所述剩余部分11相对，形成第二沟槽31，其在x方向上延伸并与第一沟槽5重叠，并且第二沟槽31的端面自对准于第一沟槽5的侧部。
[0066]
然后，通过相对于第一ild材料的剩余部分11、蚀刻层3和第三ild材料25进行蚀刻，并在下导线6的金属上停止(通过定时蚀刻或通过相对于线6的金属的蚀刻选择性)来除去第二ild材料7，见图2f。这创建通孔开口14，其自对准于下导线6的宽度以及第二沟槽31的端面和宽度。因此，用于产生通孔开口14的掩模由剩余的第一ild部分11、蚀刻停止层3和第三ild材料25组成。
[0067]
最后，沉积金属层，填充通孔开口14和第二沟槽31。将金属平坦化，从而产生金属互连通孔16和上导线21，见图2g，此时通孔16不仅对准于上导线21的线端，而且还对准于所述上导线21的线宽。
[0068]
图3a-3j示出了如何应用第一实施方式来产生在平面m
x
和m
x+1
具有两组平行线的构造，其具有相同的线宽和间距，这两组平行线相互垂直，其中，平面m
x+1
的两条共线的线彼此隔开。本发明实现这种构造的方式为，平面m
x+1
中的两根隔开的线的线端分别通过一对互连通孔与平面m
x
中的两根相邻线相连，其自对准于下导线的线宽以及共线上导线的线端。
[0069]
如图3a所示，现在通过层1、3和4产生一组平行的沟槽5，并且用金属来填充，之后将其蚀刻回去，从而创建平面m
x
的平行线6。替代地，可以通过区域选择性沉积来形成导线6。沟槽用第二ild材料7来填充，之后将其蚀刻回去，见图3b(或替代地通过区域选择性沉积)。之后，如图3c所示，形成第二硬掩模10(第一硬掩模用于蚀刻沟槽5)。在x方向上，硬掩模10现在覆盖两个相邻沟槽5a和5b之间的顶层4的第一ild材料的一部分。
[0070]
之后，通过相对于第二ild材料7选择性蚀刻除去顶层4的第一ild材料，并且在蚀刻停止层3上停止，并且剥离第二掩模10，见图3d。第一ild材料的柱11保留。
[0071]
形成第三硬掩模12，见图3e。在该情况下，掩模12中的开口13放置在柱11的上方横向，在所述柱11的任一侧露出第二ild材料的两个相等部分7a和7b，以及(优选地)在第二ild材料的所述相等部分7a、7b的任一侧露出蚀刻停止层3的相等部分3a和3b。
[0072]
在掩模12在位的情况下，第二ild材料的部分7a和7b被各向异性地蚀刻，在两个相邻的金属线6a和6b上停止，之后将掩模12剥离，见图3f，从而创建两个通孔14a和14b，它们在y方向上自对准于柱11的侧部。
[0073]
之后，产生金属层15并使其平坦化，见图3g，创建两个通孔连接16a和16b，其自对准于两个相邻的下导线6a和6b的宽度。
[0074]
之后形成第四掩模20，见图3h。现在设计第四掩模，从而在x方向上创建平行线，即垂直于下导线6。掩模20的一根线与柱11重叠。
[0075]
在第四掩模20在位的情况下，各向异性地蚀刻金属15，之后将掩模20剥离，产生图3i所示的情况。分别在平面m
x
和m
x+1
中创建两组相互垂直的平行线6和21。上平面中的两条共线的线21a和21b通过通孔连接16a和16b与下平面中的两条相邻线6a和6b相连。在图3j所示的最后一个步骤中，沉积(优选)第一ild材料的层22并使其平坦化，完成平面m
x
和m
x+1
。
[0076]
通过应用第二实施方式，也可以实现具有两根共线的线和两根自对准通孔连接的相同构造，如图4a-4h所示。在图3b所示的步骤之后，现在用第三ild材料25填充沟槽5，之后使晶片平坦化，如图4a所示。
[0077]
之后形成第二掩模26，其现在在x方向上界定多根平行线。在该掩模在位的情况下，相对于顶层4的第一ild材料各向异性地蚀刻第三ild材料25，并且在第二ild材料7上停止，产生图4b所示的图像。
[0078]
之后，如图4c所示，添加第三掩模29，覆盖顶层4的第一ild材料的中心壁的一部分，并且桥接掩模26的两根平行线之间的间隙。在两个掩模26和29在位的情况下，之后相对于第二ild材料7选择性除去顶层4的第一ild材料，并且在蚀刻停止层3上停止。在剥离掩模26和29之后，获得图4d中的图像。沿着a-a线，将除了自对准于两个相邻的下金属线6a和6b之间的间隔的中心剩余部分11之外的第一ild材料除去。在中央剩余部分11的外侧，形成在垂直于下金属线6的方向上延伸的平行沟槽39。
[0079]
现在，如图4e所示，施加第四掩模40(不需要以图2a-2g所示的顺序)，其覆盖除了中央开口之外的整个表面，该中央开口暴露与第一ild材料的剩余中央部分11紧邻的第二ild材料7的两个部分7a和7b。该开口还部分暴露第一和第二ild材料的部分以及围绕第二ild材料的所述两个部分7a和7b的蚀刻停止层3的部分。之后，通过相对于第一ild材料、第三ild材料和蚀刻停止层选择性地各向异性蚀刻来除去该后一部分7a和7b，见图4f，创建两个通孔开口14a和14b，它们在x方向上自对准于下方的金属线6a和6b的宽度，在y方向上自对准于沟槽39的宽度。
[0080]
之后，将掩模40剥离(图4g)，之后用金属填充通孔开口14a和14b以及上平面的沟槽39(图4h)，从而产生所需的构造，其包含通孔连接16a和16b以及共线金属线21a和21b。现在，通孔连接在x和y两个方向上自对准于下导线6a和6b以及上导线21a和21b。
[0081]
在上述实施方式中，顶层4由与底层1相同的ild材料形成，这代表优选的情况。但是，顶层4可以由不同于第一ild层1的ild材料形成，应理解，顶层4的ild材料在相对于第二和第三ild材料7和25以及相对于蚀刻停止层3的蚀刻选择性方面必须以与第一ild材料相同的方式表现。
[0082]
此外，
‘
第一’、
‘
第二’和
‘
第三’ild材料不限于单个材料，而是各个层1、4、7和25例如可以由不同ild材料的堆叠组成，其均具有上述选择性特征。蚀刻这些层中任一个可能需要不同的蚀刻配方来穿过不同的材料进行蚀刻。
[0083]
如上所述，一种ild材料相对于另一种材料的蚀刻选择性的要求是根据上述实施方式实现本发明的最低要求。这些要求可以通过为层4、7和25选择ild材料来满足，其均相对于彼此可选择性蚀刻，即每种材料都可以起到对彼此进行各向异性蚀刻的掩模的作用。
[0084]
本发明还涉及可以通过本发明的方法获得的半导体元件，例如集成电路。这种元件包含半导体基底衬底(2)以及在该基底衬底上的线部分前端和线部分后端，线部分后端包含多个平面(m0，m1，
…
)的互连导体，平面通过互连通孔互连，其中，beol部分包含与在相互横向方向上延伸的两根导线(6，21)相连的互连通孔(16)，通孔(16)在其下端在beol部分平面m
x
处自对准于下导线的宽度(6)，在其上端在beol部分的平面m
x+1
处自对准于至少上导线的线端(21)，导线(6，21)和互连通孔(16)嵌入之上两种不同的ild材料中，
[0085]
其特征在于：
[0086]-至少所述上导线的线端(21)与ild材料的部分(11)直接接触。在第一实施方式中，其为图1k所示的柱11。在第二实施方式中，其为图2g所示的部分11。
[0087]-在下导线(6)的方向上，互连通孔(16)在两侧被第二ild材料(7)隔离，其相对于
与上导线的线端(21)直接接触的所述部分(11)的ild材料可选择性蚀刻，反之亦然。在第一和第二实施方式中，第二ild材料均为在y方向上存在于互连通孔16任一侧的材料7(例如参见图1k)。
[0088]-在上导线(21)的下方存在蚀刻停止层(3)，其中，蚀刻停止层(3)的蚀刻停止功能与用于蚀刻与上导线的线端(21)直接接触的所述部分(11)的ild材料的蚀刻配方有关。
[0089]
本发明还涉及在实施该方法的过程中获得的中间产品，其定义为半导体衬底，其包含多平面互连结构的至少一个平面，所述至少一个平面包含线形导体(6)，其在给定方向上取向并嵌入第一ild材料层(1)中，所述层的厚度高于导体(6)，其中，导体位于穿过所述第一ild材料(1)层的沟槽(5)的底部，衬底进一步包含：
[0090]-第一ild材料的第一层(1)上的蚀刻停止层(3)，在蚀刻停止层(3)的上方延伸并对准于沟槽(5)一侧的ild材料的部分(11)，其中，蚀刻停止层(3)的蚀刻停止功能与用于蚀刻在蚀刻停止层(3)的上方延伸的所述部分(11)的ild材料的蚀刻配方有关，
[0091]-第二ild材料的细长部分(7)，其相对于在蚀刻停止层的上方延伸的部分(11)的材料可选择性蚀刻，反之亦然，第二材料也相对于蚀刻停止层(3)可选择性蚀刻，所述细长部分(7)存在于导体(6)的顶部，第二ild材料的细长部分(7)被与在蚀刻停止层(3)的上方延伸的ild部分(11)相邻的通孔(14)阻断。
[0092]
中间产品在第一实施方式中示于图1h和3f，在第二实施方式中示于图2f和4g。
[0093]
虽然在附图和前述描述中已经详细地说明和描述了本发明，但这种说明和描述应被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的。通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求的发明中可以理解和实现对所公开的实施方式的其他变化。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元素或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。某些措施在相互不同的从属权利要求中被提出的事实并不意味着这些措施的组合不能被利用。权利要求中的任意参考文献标记并不组成对范围的限制。