半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)及其形成方法。氧化錳層沉積在包括至少一個(gè)電介質(zhì)材料層的基板上作為硬掩膜層。可選的氧化硅層可形成在氧化錳層上方?？刹捎脠D案化光致抗蝕劑層蝕刻可選的氧化硅層和氧化錳層。采用各向異性蝕刻工藝蝕刻基板內(nèi)的電介質(zhì)材料層。電介質(zhì)材料層可包括氧化硅和/或氮化硅，并且氧化錳層可用作最小化硬掩膜腐蝕以及蝕刻溝槽的寬化的有效蝕刻掩模。氧化錳層可用作基板接合工藝的蝕刻掩模。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及采用氧化錳硬掩模層形成溝槽的方法以及由其形成的結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 硬掩模腐蝕限制了各向異性蝕刻工藝的參數(shù)，特別是可由各向異性蝕刻工藝形成 的溝槽的深度。如果蝕刻的材料是電介質(zhì)材料，硬掩模的腐蝕是很特別有問(wèn)題的。例如，當(dāng) 蝕刻含氧化硅的材料（例如有機(jī)硅玻璃（0SG)和摻雜的硅酸鹽玻璃）時(shí)，包括氧化硅的硬 掩模傾向于以相當(dāng)大的速率被蝕刻。硬掩模腐蝕可導(dǎo)致溝槽上部的寬化，因此引起錐形溝 槽的形成。此外，當(dāng)這樣的錐形溝槽以導(dǎo)電材料填充時(shí)，例如，為了形成貫穿基板通路（TSV) 結(jié)構(gòu)，所形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括錐形部分，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在該錐形部分占據(jù)的面積大于與接觸襯 墊接觸的下部。
[0003] 考慮到上面的情況，希望有一種沒(méi)有或最小化硬掩模腐蝕的方法來(lái)形成通過(guò)厚電 介質(zhì)材料的溝槽。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 氧化錳層沉積在包括至少一個(gè)電介質(zhì)材料層的基板上作為硬掩模層?？蛇x的氧化 硅層可形成在氧化錳層上方。圖案化光致抗蝕劑層可用于蝕刻可選的氧化硅層和氧化錳 層。各向異性蝕刻工藝用于蝕刻基板內(nèi)的電介質(zhì)材料層。電介質(zhì)材料層可包括氧化硅和/ 或氮化硅，并且氧化錳層可用作最小化硬掩模腐蝕以及蝕刻溝槽的寬化的有效蝕刻掩模。 氧化錳層可用作用于基板接合工藝的蝕刻掩模。
[0005] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在基板上的氧化錳層和延伸穿過(guò)氧化 錳層中的開口且進(jìn)入基板中的溝槽。開口的外圍與溝槽在基板中的部分的側(cè)壁的外圍在堅(jiān) 直方向上是一致的。
[0006] 根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供一種形成結(jié)構(gòu)的方法。氧化錳層形成在基板上方。 圖案化氧化錳層以在其中形成開口。采用氧化錳層作為蝕刻掩模形成延伸穿過(guò)氧化錳層中 的開口且進(jìn)入基板中的溝槽。
[0007] 氧化錳層可實(shí)現(xiàn)采用較薄的光致抗蝕劑層作為各向異性蝕刻中的蝕刻掩模。氧化 錳層還減小了各向異性蝕刻工藝采用的偏壓。此外，氧化錳層減少了各向異性蝕刻導(dǎo)致的 對(duì)金屬襯墊結(jié)構(gòu)的損壞。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在接合第一基板與第二基板后的第一示范性結(jié)構(gòu) 的堅(jiān)直截面圖。
[0009] 圖2是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在形成包括氧化錳層的硬掩膜疊層并且施加和圖 案化第一光致抗蝕劑層后的第一示范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0010] 圖3是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在形成延伸進(jìn)入第二基板內(nèi)的第二焊盤結(jié)構(gòu)中的 第一溝槽后的第一示范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0011] 圖4是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在施加和圖案化第二光致抗蝕劑層后的第一示范 性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0012] 圖5是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在形成延伸到第一基板內(nèi)的第一焊盤結(jié)構(gòu)的第二 溝槽后的第一示范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0013] 圖6是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在形成電介質(zhì)襯里（liner)和貫穿基板通路結(jié)構(gòu)后 的第一示范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0014] 圖7是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在第二基板上形成背側(cè)金屬互連結(jié)構(gòu)后的第一示 范性結(jié)構(gòu)的變型的堅(jiān)直截面圖。
[0015] 圖8是根據(jù)本公開第一實(shí)施例在采用另一硬掩模疊層選擇性地接合第三基板后 的第一示范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0016] 圖9是根據(jù)本公開第二實(shí)施例在接合多個(gè)第二基板到第一基板后的第二示范性 結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0017] 圖10是根據(jù)本公開第三實(shí)施例在采用硬掩模疊層形成導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)后的第三示 范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。
[0018] 圖11是根據(jù)本公開第四實(shí)施例在第二基板上形成背側(cè)金屬互連結(jié)構(gòu)后的第四示 范性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)直截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 如上所述，本公開涉及采用氧化錳硬掩模層形成溝槽的方法以及由該方法形成的 結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在參考附圖描述本公開的各方面。應(yīng)注意本文涉及的以及附圖中示出的相同和對(duì) 應(yīng)的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。如本文采用的，諸如"第一"和"第二"的序數(shù)詞僅用于 區(qū)別類似的元件，并且不同的序數(shù)詞可用于在說(shuō)明書和/或權(quán)利要求中表示相同的元件。
[0020] 參見圖1，根據(jù)本公開第一實(shí)施例的第一示范性結(jié)構(gòu)包括接合的結(jié)構(gòu)，其包括在接 合界面上彼此接合的第一基板100和第二基板200。第一基板100是載體基板，其提供足夠 的機(jī)械強(qiáng)度給接合的結(jié)構(gòu)以機(jī)械操作。例如，第一基板100的厚度可在30微米至1mm的范 圍，盡管也可采用更小和更大的厚度。
[0021] 第一基板100可包括第一半導(dǎo)體基板10和至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20的疊 層。第一半導(dǎo)體基板10包含在其中的至少一個(gè)第一半導(dǎo)體裝置12。至少一個(gè)第一電介質(zhì) 材料層20可在其中埋設(shè)第一金屬互連結(jié)構(gòu)22和第一金屬襯墊30。第一金屬互連結(jié)構(gòu)22 可包括至少一個(gè)導(dǎo)電通路和導(dǎo)電金屬線。第二基板200可包括第二半導(dǎo)體基板110和至少 一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的疊層。第二半導(dǎo)體基板110包含在其中的至少一個(gè)第二半導(dǎo) 體裝置112。至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120可在其中埋設(shè)第二金屬互連結(jié)構(gòu)122和第二 金屬襯墊130。第二金屬互連結(jié)構(gòu)122可包括至少一個(gè)導(dǎo)電通路和導(dǎo)電金屬線。
[0022] 至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120可包括氧化硅、 氧氮化硅、氮化硅、多孔有機(jī)硅酸鹽玻璃（0SG)、無(wú)孔0SG、氮摻雜0SG或者本領(lǐng)域中已知的 用于埋設(shè)金屬互連結(jié)構(gòu)的任何其它電介質(zhì)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第一電介質(zhì)材 料層20的遠(yuǎn)側(cè)表面（distal surface)可為氧化娃表面。至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20 的遠(yuǎn)側(cè)表面是指至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20距第一半導(dǎo)體基板10和至少一個(gè)第一電介 質(zhì)材料層20之間的界面最遠(yuǎn)的表面。同樣，至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的遠(yuǎn)側(cè)表面可 為氧化硅表面。至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的遠(yuǎn)側(cè)表面是指至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料 層120距第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120之間的界面最遠(yuǎn)的表面。 可選地，至少一個(gè)接合材料層諸如沉積的氧化硅層或聚合物層可用于便利接合工藝。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一基板100和第二基板200可前面對(duì)前面或者"面對(duì)面"接合。 在此情況下，使第一基板1〇〇和第二基板200在一起以使至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20的 遠(yuǎn)側(cè)表面接觸至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的遠(yuǎn)側(cè)表面。至少一個(gè)接合材料層可選擇性 地采用。在升高的溫度（其可在200°C至500°C的范圍，盡管也可采用更低和更高的溫度） 通過(guò)退火在第一和第二基板（100、200)之間的接合界面上誘導(dǎo)氧化物到氧化物接合，有或 沒(méi)有基板（100、200)的壓縮。第一和第二基板（100、200)之間的接合界面可由接合中包含 缺陷的水平平面和/或間斷的腔限定，該間斷的腔由電介質(zhì)材料層（10、20)的遠(yuǎn)側(cè)表面的 平面性缺陷引起。
[0024] 第一金屬襯墊30的每一個(gè)可埋設(shè)在至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20內(nèi)且可包括 銅。第一金屬襯墊30的每一個(gè)可與第一和第二基板（100、200)之間的界面以及至少一個(gè)第 一電介質(zhì)材料層20的近側(cè)表面堅(jiān)直地分隔。至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20的近側(cè)表面是 指至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20最接近且接觸第一半導(dǎo)體基板10的表面。第二金屬襯墊 130的每一個(gè)可埋設(shè)在至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120內(nèi)且可包括銅。第二金屬襯墊130 的每一個(gè)可與第一和第二基板（100、200)之間的界面以及至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120 的近側(cè)表面堅(jiān)直地分隔。至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的近側(cè)表面是指至少一個(gè)第二電 介質(zhì)材料層120最接近且接觸第二半導(dǎo)體基板110的表面。
[0025] 參見圖2,可去除第二基板200的背側(cè)部分，即在第二基板200遠(yuǎn)離第一基板100 和第二基板200之間的接合界面一側(cè)的部分，以薄化第二基板200。第二基板200的背側(cè)部 分的去除可通過(guò)研磨、劈開（cleaving)、拋光、蝕刻或其組合實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二基 板200可薄化到5微米至30微米的厚度范圍，盡管也可采用更小或更大的厚度。
[0026] 硬掩模疊層形成在第二半導(dǎo)體基板100的背側(cè)表面上。硬掩模疊層可包括一組電 介質(zhì)材料層，其至少包括氧化錳層150。在一個(gè)實(shí)施例中，硬掩模疊層可包括電介質(zhì)附著促 進(jìn)劑層140、氧化錳層150和可選的硬掩模電介質(zhì)材料層160。
[0027] 電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140是包括電介質(zhì)材料的介電層。在一個(gè)實(shí)施例中，電介質(zhì) 附著促進(jìn)劑層140包括氧化硅。電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140例如可通過(guò)化學(xué)氣相沉積（CVD) 或通過(guò)氧化第二半導(dǎo)體基板110中半導(dǎo)體材料的表面部分而形成。在一個(gè)實(shí)施例中，電介 質(zhì)附著促進(jìn)劑層140可直接形成在第二半導(dǎo)體基板110的半導(dǎo)體表面上。如本文使用的，如 果存在第一元件與第二元件進(jìn)行物理接觸的表面，則第一元件為"直接在"第二元件"上"。 電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140可在50nm至300nm的厚度范圍，盡管也可采用更小或更大的厚 度。
[0028] 氧化錳層150包括電介質(zhì)氧化錳。氧化錳層150的化學(xué)成分可為MnOx，其中X在 0.95至3. 5的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，X可在1.5至3.0的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，X可在 1至2的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，X可在0.95至1.1的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，X可在1.95 至2. 05的范圍。氧化錳層150的電介質(zhì)氧化錳材料可為非晶的或多晶的。氧化錳層150例 如可通過(guò)化學(xué)氣相沉積（CVD)、物理氣相沉積（PVD)、原子層沉積（ALD)和/或電泳沉積形 成?？商鎿Q地，通過(guò)交替地沉積薄錳層（例如，厚度范圍為lnm至lOnm)并將沉積的錳層氧 化成氧化錳層至累積厚度達(dá)到目標(biāo)厚度為止可形成氧化錳層150。氧化錳層150可在50nm 至200nm的厚度范圍，盡管也可采用更小或更大的厚度。氧化錳層150可隨后用作各向異 性蝕刻工藝中的蝕刻掩模。
[0029] 硬掩模電介質(zhì)材料層160,如果存在，可包括電介質(zhì)材料，例如氧化硅或氮化硅。硬 掩模電介質(zhì)材料層160可用作隨后各向異性蝕刻工藝中的附加蝕刻掩模。硬掩模電介質(zhì) 材料層160例如可通過(guò)化學(xué)氣相沉積（CVD)沉積。硬掩模電介質(zhì)材料層160可在50nm至 300nm的厚度范圍，盡管也可采用更小或更大的厚度。硬掩模疊層（140、150、160)與電介質(zhì) 材料層（20、120)至少由第二半導(dǎo)體基板110堅(jiān)直地分隔。
[0030] 第一光致抗蝕劑層167形成在氧化錳層150的頂表面上或者硬掩模電介質(zhì)材料層 160的頂表面上（如果存在硬掩模電介質(zhì)材料層160)。第一光致抗蝕劑層167通過(guò)光刻圖 案化以在包括第一金屬襯墊130的區(qū)域之上形成開口。
[0031] 參見圖3,第一溝槽169通過(guò)各向異性蝕刻工藝形成為穿過(guò)硬掩模疊層（140、150、 160)、穿過(guò)第二半導(dǎo)體基板110且進(jìn)入至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的上部。具體而言， 第一光致抗蝕劑層167可用作各向異性蝕刻工藝期間的蝕刻掩模，如果存在硬掩模電介質(zhì) 材料層160,該各向異性蝕刻工藝蝕刻硬掩模電介質(zhì)材料層160的物理暴露部分。本領(lǐng)域已 知的蝕刻化學(xué)可用于各向異性蝕刻硬掩模電介質(zhì)材料層160。
[0032] 隨后，第一光致抗蝕劑層167用作去除氧化錳層150的物理暴露部分的各向異性 蝕刻期間的蝕刻掩模。氧化錳層150圖案化為在其中形成開口。在一個(gè)實(shí)施例中，采用氯 (Cl 2)和氧（02)的組合的蝕刻化學(xué)可用于各向異性蝕刻氧化錳層150中的電介質(zhì)氧化錳材 料。采用氯（Cl 2)和氧（02)的組合的蝕刻化學(xué)由電介質(zhì)氧化錳材料形成具有化學(xué)式MnOClx 的揮發(fā)性化合物，其中X是正整數(shù)，例如1、2、3或4。采用氯（Cl2)和氧（02)的組合的蝕刻 化學(xué)在存在氧的情況下對(duì)氧化硅具有選擇性。因此，在硬掩模電介質(zhì)材料層160包括氧化 娃的情況下，硬掩模電介質(zhì)材料層160的側(cè)面蝕刻（collateral etching)是可忽略的。
[0033] 隨后，電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140、第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料 層120通過(guò)采用第一光致抗蝕劑層167作為蝕刻掩模的各向異性蝕刻工藝順序蝕刻。第一 溝槽169向下堅(jiān)直地延伸直至第一溝槽169的底表面達(dá)到第二金屬襯墊130的頂表面。用 于蝕刻穿過(guò)電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140和第二半導(dǎo)體基板110的蝕刻化學(xué)可分別為本領(lǐng)域已 知的用于蝕刻氧化硅和硅的蝕刻化學(xué)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一光致抗蝕劑層167可在電介 質(zhì)附著促進(jìn)劑層140和第二半導(dǎo)體基板110的蝕刻期間用作蝕刻掩模。至少一個(gè)第二電介 質(zhì)材料層120可采用第二金屬襯墊130作為蝕刻停止層被各向異性蝕刻。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120之間的 界面與第二金屬襯墊130的頂表面的堅(jiān)直距離可在500nm至4, OOOnm的范圍。第一光致抗 蝕劑層167在第一溝槽169向下延伸到第二金屬襯墊130的頂表面之前可被完全消耗或者 可不完全消耗。如果第一光致抗蝕劑層167在第一溝槽169向下延伸到第二金屬襯墊130 的頂表面之前完全消耗，則硬掩模電介質(zhì)材料層160可部分地消耗，或者可完全消耗。如果 硬掩模電介質(zhì)材料層160在第一溝槽169的底表面接觸第二金屬襯墊的頂表面之前完全消 耗，則氧化錳層150可用作蝕刻掩模。
[0035] 與第一溝槽169的堅(jiān)直凹陷期間去除硬掩模電介質(zhì)材料層160的任何部分無(wú)關(guān)， 氧化錳層150的側(cè)壁不明顯橫向凹陷。如這里所用，偵幢的"明顯橫向凹陷"是指橫向凹陷 的距離大于側(cè)壁的（峰對(duì)峰測(cè)量的）表面粗糙度的三倍。在一個(gè)實(shí)施例中，氧化錳層150 的側(cè)壁的任何橫向凹陷可小于l〇nm，或者可小于3nm，或者可小于lnm。氧化猛層150中開 口的外圍與第一溝槽169在第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120中的部 分的側(cè)壁的外圍在堅(jiān)直方向上是一致的。對(duì)應(yīng)地，第一溝槽169的寬度在從第二金屬襯墊 130到氧化錳層150的頂表面延伸的全部側(cè)壁上沒(méi)有明顯改變。在一個(gè)實(shí)施例中，第一溝 槽169的寬度上的變化可小于10nm或小于3nm，或小于lnm，或者可為零。第一溝槽169的 沿堅(jiān)直方向平移沒(méi)有變化的水平橫截面區(qū)域可在第二金屬襯墊130的區(qū)域內(nèi)。因此，第一 溝槽169的底表面的外圍可完全在第二金屬襯墊130的外圍內(nèi)。第一溝槽169與第一基板 100和第二基板200之間的接合界面不相交。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120可米用利用氟氣（F2)或其它氟 基蝕刻劑的蝕刻化學(xué)進(jìn)行各向異性蝕刻。在此情況下，包括錳和氟的非揮發(fā)的穩(wěn)定化合物 (例如MnF 2和MnF3)形成在氧化錳層150的物理暴露表面上。包括錳和氟的非揮發(fā)的穩(wěn) 定化合物涂覆氧化錳層150的全部物理暴露表面，并且防止下面的氧化錳材料的進(jìn)一步蝕 亥IJ。該特性可有利地用于實(shí)現(xiàn)深溝槽的形成而不腐蝕氧化錳層150,深溝槽在第二半導(dǎo)體基 板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120之間的界面下方的深度大于1微米。沒(méi)有氧化錳 層150的腐蝕可實(shí)現(xiàn)第一溝槽169的側(cè)壁的基本上堅(jiān)直的輪廓。如本文所采用的，如果側(cè) 壁的所有部分從堅(jiān)直方向偏離小于2度，則側(cè)壁是"基本上堅(jiān)直的"。如果第一光致抗蝕劑 層167的一部分保留，則第一光致抗蝕劑層167的其余部分例如可通過(guò)灰化去除。
[0037] 參見圖4,第二光致抗蝕劑層177形成在氧化錳層150的頂表面上或硬掩模電介 質(zhì)材料層160的頂表面上（如果該步驟存在硬掩模電介質(zhì)材料層160)。第二光致抗蝕劑 層177被光刻圖案化為在包括第一金屬襯墊30的區(qū)域之上形成開口。第一溝槽169該步 驟可在填充有第二光致抗蝕劑層177。
[0038] 參見圖5,第二溝槽179通過(guò)各向異性蝕刻工藝形成為穿過(guò)硬掩模疊層（140、150、 160)、穿過(guò)第二半導(dǎo)體基板110、穿過(guò)至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120且進(jìn)入至少一個(gè)第一 電介質(zhì)材料層20的上部。具體而言，第二光致抗蝕劑層177可在各向異性蝕刻工藝期間用 作蝕刻掩模，如果存在硬掩模電介質(zhì)材料層160,該各向異性蝕刻工藝蝕刻硬掩模電介質(zhì)材 料層160的物理暴露部分。本領(lǐng)域已知的蝕刻化學(xué)可用于各向異性蝕刻硬掩模電介質(zhì)材料 層 160。
[0039] 隨后，第二光致抗蝕劑層177在去除氧化錳層150的物理暴露部分的各向異性蝕 刻期間用作蝕刻掩模。氧化錳層150圖案化為在其中形成開口。在一個(gè)實(shí)施例中，采用氯 (Cl 2)和氧（02)的組合的蝕刻化學(xué)可用于各向異性蝕刻氧化錳層150中的電介質(zhì)氧化錳材 料。如上所述，在硬掩模電介質(zhì)材料層160包括氧化娃的情況下，硬掩模電介質(zhì)材料層160 的側(cè)面蝕刻是可忽略的。
[0040] 隨后，電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140、第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料 層120通過(guò)各向異性蝕刻工藝順序蝕刻，各向異性蝕刻工藝采用第二光致抗蝕劑層177作 為蝕刻掩模以向下堅(jiān)直延伸第二溝槽179。第二溝槽179的底表面穿過(guò)第一和第二基板 (100、200)之間的接合界面，并且隨后到達(dá)第一金屬襯墊30的頂表面。用于蝕刻穿過(guò)電介 質(zhì)附著促進(jìn)劑層140和第二半導(dǎo)體基板110的蝕刻化學(xué)可分別為本領(lǐng)域已知的用于蝕刻氧 化硅和硅的蝕刻化學(xué)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二光致抗蝕劑層177可在蝕刻電介質(zhì)附著促進(jìn) 劑層140和第二半導(dǎo)體基板110期間用作蝕刻掩模。至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120和至 少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20可采用第一金屬襯墊30作為蝕刻停止層而被各向異性蝕刻。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120之間的 界面與第一金屬襯墊30的頂表面的堅(jiān)直距離可在l，000nm至8,000nm的范圍。在一個(gè)實(shí) 施例中，第二光致抗蝕劑層177可在第二溝槽179向下延伸到第一金屬襯墊30的頂表面之 前從氧化錳層150的頂表面或?qū)佑惭谀ｋ娊橘|(zhì)材料層160 (如果存在）的頂表面完全消耗。 硬掩模電介質(zhì)材料層160 (如果存在）可在此情況下在第二溝槽179的底表面到達(dá)第一金 屬襯墊30之前部分地消耗。在此情況下，氧化錳層150可用作第二溝槽179到達(dá)第一金屬 襯墊30的頂表面以前的蝕刻掩模。
[0042] 氧化錳層150的側(cè)壁在各向異性蝕刻工藝期間不明顯地橫向凹陷。在一個(gè)實(shí)施例 中，氧化錳層150的側(cè)壁的任何橫向凹陷可小于10nm，或者可小于3nm，或者可小于lnm。在 第二溝槽179周圍，氧化錳層150中開口的外圍與第二溝槽179在第二半導(dǎo)體基板110、至 少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120和至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20中的部分的側(cè)壁的外圍在 堅(jiān)直方向上重合。對(duì)應(yīng)地，第二溝槽179的寬度在從第一金屬襯墊30延伸到氧化錳層150 的頂表面的整個(gè)側(cè)壁上沒(méi)有明顯變化。在一個(gè)實(shí)施例中，第二溝槽179的寬度上的任何變 化可小于l〇nm，或者小于3nm，或者小于lnm，或者可為零。第二溝槽179的沿堅(jiān)直方向平移 不變化的水平橫截面區(qū)域可在第一金屬襯墊30的區(qū)域內(nèi)。因此，第二溝槽179的底表面的 外圍可全部在第一金屬襯墊30的外圍內(nèi)。第二溝槽179與第一基板100和第二基板200 之間的接合界面相交且延伸通過(guò)該接合界面。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120和至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層 20可采用利用氟氣（F 2)或其它氟基蝕刻劑的蝕刻化學(xué)被各向異性蝕刻。如上所討論，包括 錳和氟的非揮發(fā)的穩(wěn)定化合物（例如形成在氧化錳層150的物理暴露表面 上。包括錳和氟的非揮發(fā)穩(wěn)定的化合物（例如MnFdPMnF 3)涂覆氧化錳層150的全部物理 暴露表面，并且防止下面的氧化錳材料的進(jìn)一步蝕刻。該特性可有利地用于形成深溝槽而 不腐蝕氧化錳層150,深溝槽在第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120之間 的界面下方的深度大于1微米。沒(méi)有氧化錳層150的腐蝕可實(shí)現(xiàn)第二溝槽179的側(cè)壁的基 本上堅(jiān)直的輪廓。
[0044] 在完成第二溝槽179的各向異性蝕刻的結(jié)尾，第一溝槽169可部分地填充有光致 抗蝕劑材料部分177'，其為第二光致抗蝕劑層177的剩余部分。光致抗蝕劑材料部分177' 隨后例如通過(guò)灰化去除。
[0045] 參見圖6,電介質(zhì)襯里（170A、170B)可形成在第一溝槽169(見圖3)和第二溝槽 179 (見圖5)的全部側(cè)壁表面上。電介質(zhì)襯墊（170AU70B)包括電介質(zhì)材料，電介質(zhì)材料可 為氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、電介質(zhì)金屬氧化物、電介質(zhì)金屬氮化物、電介質(zhì)金屬氧氮化物 或其組合。電介質(zhì)襯墊（170AU70B)例如可通過(guò)保形沉積電介質(zhì)材料層以及通過(guò)隨后的去 除沉積的電介質(zhì)材料層的水平部分的各向異性蝕刻而形成。保形電介質(zhì)材料層在第一溝槽 169內(nèi)的剩余堅(jiān)直部分構(gòu)成第一電介質(zhì)襯里170A，并且保形電介質(zhì)材料層在第二溝槽179 內(nèi)的剩余堅(jiān)直部分構(gòu)成第二電介質(zhì)襯里170B。電介質(zhì)襯里（170AU70B)的橫向厚度可在 10nm至200nm的范圍，盡管也可采用更小或更大的厚度。每個(gè)電介質(zhì)襯里（170AU70B)接 觸溝槽（169或179)的所有側(cè)壁，其包括氧化錳層150中開口的外圍以及溝槽（169或179) 在第二半導(dǎo)體基板110和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120內(nèi)的部分的側(cè)壁的外圍。第二電 介質(zhì)襯里170B也接觸第二溝槽179在至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20內(nèi)的部分的側(cè)壁。
[0046] 隨后，導(dǎo)電材料沉積在第一溝槽169和第二溝槽179的剩余部分內(nèi)以及氧化錳層 150之上。導(dǎo)電材料可直接沉積在氧化錳層150的頂表面上。導(dǎo)電材料例如可包括銅、鋁、 鎢、銀、金、鉬，盡管也可采用其它的金屬元素和/或其合金。導(dǎo)電材料例如可通過(guò)物理氣相 沉積、化學(xué)氣相沉積、電鍍、無(wú)電電鍍或其組合沉積?？蛇x地，在沉積導(dǎo)電材料之前可采用包 括諸如Ta、Ti、W、TaN、TiN、WN、TaC、TiC、WC的金屬材料的金屬阻擋物。
[0047] 導(dǎo)電材料在氧化錳層150的頂表面之上的多余部分可隨后通過(guò)凹陷蝕刻、機(jī)械平 坦化（CMP)或其組合去除。導(dǎo)電材料在第一溝槽169內(nèi)的剩余部分構(gòu)成第一貫穿基板通 路結(jié)構(gòu)172A，其"穿過(guò)"第二半導(dǎo)體基板110且接觸第二金屬襯墊130。導(dǎo)電材料在第二溝 槽179內(nèi)的剩余部分構(gòu)成第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B，其穿過(guò)第二半導(dǎo)體基板110且接觸 第一金屬襯墊30。在一個(gè)實(shí)施例中，在平坦化工藝后第一和第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)（172A、 172B)的頂表面可與氧化錳層150的頂表面共平面，即位于與氧化錳層150的頂表面相同的 二維歐幾里得平面內(nèi)。
[0048] 第一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172A埋設(shè)在第一電介質(zhì)襯里170A內(nèi)，包括導(dǎo)電材料，并且 接觸第二金屬襯墊130。第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B埋設(shè)在第二電介質(zhì)襯里170B內(nèi)，包括 導(dǎo)電材料，并且接觸第一金屬襯墊30。第一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172A和第一電介質(zhì)襯里170A 不延伸穿過(guò)第一和第二基板（100、200)之間的接合界面。第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B和 第二電介質(zhì)襯里170B延伸穿過(guò)第一和第二基板（100、200)之間的接合界面。第一貫穿基 板通路結(jié)構(gòu)172A和第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B埋設(shè)在第二基板200內(nèi)，并且彼此橫向分 隔。
[0049] 可選地，第一和第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)（172A、172B)的頂表面例如可通過(guò)濕清潔 來(lái)清洗以去除氧化錳的粒子?？捎糜谌コ趸i粒子的化學(xué)藥品例如包括稀釋的硫磺酸、 乙醚和可選的添加劑，可選的添加劑控制氧化錳粒子的去除速度和/或提供對(duì)于其它材料 的蝕刻選擇性。
[0050] 在去除導(dǎo)電材料的平坦化工藝期間，氧化錳層150可以部分地或完全去除，或者 可以不部分地或完全去除，從而形成第一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172A和第二貫穿基板通路結(jié) 構(gòu)172B。在一個(gè)實(shí)施例中，平坦化工藝可采用氧化錳層150作為停止層，并且同樣地，氧化 錳層150的去除可為無(wú)關(guān)緊要的，即氧化錳層150可基本上完整地保留。在一個(gè)實(shí)施例中， 在平坦化工藝后保留氧化錳層150的至少一部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，氧化錳層150可完 全去除。
[0051] 參見圖7,背側(cè)金屬互連結(jié)構(gòu)可形成在第二半導(dǎo)體基板110的背側(cè)。背側(cè)金屬互連 結(jié)構(gòu)例如可包括金屬線結(jié)構(gòu)174和第三金屬互連結(jié)構(gòu)182。另外，第三金屬襯墊190可形成 在第三金屬互連結(jié)構(gòu)182上。金屬線結(jié)構(gòu)174、第三金屬互連結(jié)構(gòu)182和第三金屬襯墊190 可埋設(shè)在至少一個(gè)第三電介質(zhì)材料層180內(nèi)。
[0052] 金屬線結(jié)構(gòu)174可直接形成在氧化錳層150的頂表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬 線結(jié)構(gòu)174可直接形成在氧化錳層150的頂表面、第一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172A的頂表面和 第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B的頂表面上。在此情況下，與氧化錳層150接觸的金屬線結(jié)構(gòu) 174可在第一和第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)（172A、172B)之間提供水平導(dǎo)電通道。
[0053] 第一示范性結(jié)構(gòu)包括位于基板（即第二半導(dǎo)體基板110)上的氧化錳層150和延 伸穿過(guò)氧化錳層150中的開口且進(jìn)入第二半導(dǎo)體基板110中的溝槽（即第二溝槽179(見 圖5))。開口的外圍與第二溝槽179(見圖5)在第二半導(dǎo)體基板110中的部分的側(cè)壁的外 圍在堅(jiān)直方向上一致。至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120的組 合設(shè)置在第二半導(dǎo)體基板110的相對(duì)于氧化錳層150的相反側(cè)上。第二溝槽179延伸穿過(guò) 第二半導(dǎo)體基板110且進(jìn)入至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層 120的組合中。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材 料層120的每一個(gè)可包括氧化硅。
[0054] 第一金屬襯墊30埋設(shè)在電介質(zhì)材料層（20、120)內(nèi)。第二溝槽的端表面（即底表 面）是第一金屬襯墊30的表面。第二電介質(zhì)襯里170B接觸氧化錳層150中的開口的外圍 以及第二溝槽在第二半導(dǎo)體基板110內(nèi)的部分的側(cè)壁的外圍。第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B 埋設(shè)在第二電介質(zhì)襯里170B內(nèi)，包括導(dǎo)電材料，并且接觸第一金屬襯墊30。
[0055] 第一半導(dǎo)體基板10設(shè)置在電介質(zhì)材料層（20、120)上，并且通過(guò)電介質(zhì)材料層 (20、120)與第二半導(dǎo)體基板110堅(jiān)直分隔。第一和第二半導(dǎo)體基板（10、110)的每一個(gè)可 包括至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，并且電介質(zhì)材料層（20、120)可包括金屬互連結(jié)構(gòu)（22、122)，金 屬互連結(jié)構(gòu)（22、122)包含至少一個(gè)導(dǎo)電通路和導(dǎo)電金屬線。電介質(zhì)材料層（20、120)包括 在接合界面接合的至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20和至少一個(gè)第二電介質(zhì)材料層120。第二 溝槽延伸穿過(guò)接合界面。
[0056] 第一溝槽169(見圖3)延伸通過(guò)氧化錳層150中的另一開口且進(jìn)入第二半導(dǎo)體基 板110中。開口的外圍與第一溝槽169(見圖3)在第二半導(dǎo)體基板110中的部分的側(cè)壁的 外圍在堅(jiān)直方向上是一致的。第一電介質(zhì)襯里170A接觸開口的外圍和第一溝槽的該部分 的側(cè)壁的外圍。第一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172A埋設(shè)在第一電介質(zhì)襯里170A內(nèi)，包括導(dǎo)電材 料，并且接觸埋設(shè)在電介質(zhì)材料層（20、120)中的第二金屬襯墊130。第一溝槽與接合界面 不相交。
[0057] 電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140是設(shè)置在第二半導(dǎo)體基板110之上的電介質(zhì)材料層。氧 化錳層150通過(guò)電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140與第二半導(dǎo)體基板110堅(jiān)直分隔。在一個(gè)實(shí)施例 中，電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140可為氧化硅層，其接觸第二半導(dǎo)體基板110的頂表面。
[0058] 參見圖8,示出了第一示范性結(jié)構(gòu)的變型，其可通過(guò)接合第三基板300到第一和第 二基板（100、200)的組件而從圖7的第一示范性結(jié)構(gòu)得到。在一個(gè)實(shí)施例中，可提供包括 第三半導(dǎo)體基板210和至少一個(gè)第四電介質(zhì)材料層220的基板。至少一個(gè)第三半導(dǎo)體裝置 212設(shè)置在基板之中或基板上。第四金屬互連結(jié)構(gòu)222和第四金屬襯墊230可埋設(shè)在至少 一個(gè)第四電介質(zhì)材料層220內(nèi)?；蹇扇缦滤鼋雍系降诙?00 :將至少一個(gè)第四電 介質(zhì)材料層220的遠(yuǎn)側(cè)表面直接放置在至少一個(gè)第三電介質(zhì)材料層180的遠(yuǎn)側(cè)表面（即， 頂表面）上，并且執(zhí)行退火以在第二基板200和基板之間的界面上誘導(dǎo)氧化物熔接（oxide fusion bonding)〇
[0059] 基板隨后例如通過(guò)研磨、拋光、凹陷和/或蝕刻減薄到希望的第三半導(dǎo)體基板210 的目標(biāo)厚度。電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層240、氧化錳層250和可選的硬掩模電介質(zhì)材料層（未 示出）可通過(guò)采用與圖2的處理步驟相同的處理步驟隨后沉積在第三半導(dǎo)體基板210的背 側(cè)（即，頂側(cè)）上。圖2的附加處理步驟和圖3-6的處理步驟可重復(fù)以提供圖8所示的第 一示范性結(jié)構(gòu)的變型?？蛇x地，圖7的處理步驟可重復(fù)。此外，可通過(guò)重復(fù)圖1-7的處理步 驟接合附加基板。
[0060] 第三電介質(zhì)襯里270A和第三貫穿基板通路結(jié)構(gòu)272A可形成在穿過(guò)第三半導(dǎo)體基 板210的溝槽之一中，并且第四電介質(zhì)襯里270B和第四貫穿基板通路結(jié)構(gòu)272B可形成在 穿過(guò)第三半導(dǎo)體基板210的溝槽的另一個(gè)中。第三貫穿基板通路結(jié)構(gòu)272A可接觸第四金 屬襯墊230,并且第四貫穿基板通路結(jié)構(gòu)272B可接觸第三金屬襯墊190。金屬線結(jié)構(gòu)（未 示出）可直接形成在氧化錳層250、第三貫穿基板通路結(jié)構(gòu)272A和第四貫穿基板通路結(jié)構(gòu) 272B的頂表面上。
[0061] 參見圖9,通過(guò)在多個(gè)第二基板200上重復(fù)采用圖1-7的處理步驟或者通過(guò)同時(shí)執(zhí) 行圖1-7的處理步驟而將多個(gè)第二基板200接合到第一基板100,可從第一示范性結(jié)構(gòu)得到 根據(jù)本公開第二實(shí)施例的第二示范性結(jié)構(gòu)。
[0062] 參見圖10,通過(guò)用基板400替代圖2的包括第一基板100、至少一個(gè)第二電介質(zhì)材 料層120和第二半導(dǎo)體基板110的接合結(jié)構(gòu)，可從第一示范性結(jié)構(gòu)得到根據(jù)本公開第三實(shí) 施例的第三示范性結(jié)構(gòu)。電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層140、氧化錳層150和可選的硬掩模電介質(zhì)材 料層（未示出）可采用與圖2的處理步驟相同的方法形成在基板400的背側(cè)上。隨后，可 執(zhí)行圖2的附加處理步驟和圖3-6的處理步驟以提供圖10所示的第三示范性結(jié)構(gòu)。
[0063] 第三示范性結(jié)構(gòu)包括替代第一實(shí)施例的第一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172A的第一導(dǎo)電 通路結(jié)構(gòu)472A，并且包括替代第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)172B的第二導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)472B，這是 因?yàn)樵诘谌痉缎越Y(jié)構(gòu)中沒(méi)有第二半導(dǎo)體基板。換言之，第三實(shí)施例的通路結(jié)構(gòu)不穿過(guò)半 導(dǎo)體基板。
[0064] 第三示范性結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在基板400上的氧化錳層150以及延伸穿過(guò)氧化錳層 150中開口且進(jìn)入所述基板400中的溝槽（其可為包含第一導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)472A的溝槽或者 包含第二導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)472B的溝槽）。開口的外圍與溝槽在基板400中的部分的側(cè)壁的外 圍在堅(jiān)直方向上是一致的。
[0065] 在一個(gè)實(shí)施例中，基板400可包括的第一半導(dǎo)體基板10和位于其上的至少一個(gè)第 一電介質(zhì)材料層20的疊層。溝槽（其可為包含第一導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)472A的溝槽或者包含第 二導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)472B的溝槽）延伸進(jìn)入至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20中。溝槽的底表面 與埋設(shè)在至少一個(gè)第一電介質(zhì)材料層20內(nèi)的金屬襯墊（其可為第一金屬襯墊30A或第二 金屬襯墊30B)的表面一致。每個(gè)導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)（472A、472B)在溝槽內(nèi)且直接在金屬襯墊 上。金屬線結(jié)構(gòu)174可直接形成在導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)（472A、472B)以及氧化錳層150的頂表面 上。
[0066] 本公開的氧化猛層150由于形成穩(wěn)定的非揮發(fā)猛氟化合物（manganese fluoride compounds)而對(duì)采用含氟化學(xué)的各向異性蝕刻提供較好的抵抗，并且因此可有利地用于提 供具有高選擇性的各向異性蝕刻，以及形成具有高的深寬比（aspect ratio)和/或具有直 線側(cè)壁輪廓的溝槽。
[0067] 參見圖11，通過(guò)前對(duì)后或者"面對(duì)背"接合第一基板100和第二基板200,可從任 意的第一、第二和第三示范性結(jié)構(gòu)得到根據(jù)本公開第四實(shí)施例的第四示范性結(jié)構(gòu)。在此情 況下，接合材料層105可形成在第二半導(dǎo)體基板110的背側(cè)上以促進(jìn)與至少一個(gè)第一電介 質(zhì)材料層20接合?？蛇x擇性地采用至少另一個(gè)接合材料層（未示出）。通過(guò)在高溫下（該 高溫可在200°C至500°C的范圍，盡管也可采用更低和更高的溫度）退火，在第一和第二基 板（100、200)之間的接合界面上誘導(dǎo)氧化物對(duì)氧化物接合，有或者沒(méi)有基板（100、200)的 壓縮。第一和第二基板（100、200)之間的接合界面可由接合中包含缺陷的水平平面和/或 間斷的腔限定，該間斷的腔由電介質(zhì)材料層（10、20)的遠(yuǎn)側(cè)表面的平面性缺陷引起。
[0068] 可隨后執(zhí)行圖2-7的處理步驟。在圖11所示的第四示范性結(jié)構(gòu)中，第一貫穿基板 通路結(jié)構(gòu)172A不穿過(guò)第二半導(dǎo)體基板110而接觸第二金屬襯墊130,并且第二貫穿基板通 路結(jié)構(gòu)172B穿過(guò)第二半導(dǎo)體基板110而接觸第一金屬襯墊30。在一個(gè)實(shí)施例中，在平坦化 工藝之后，第一和第二貫穿基板通路結(jié)構(gòu)（172AU72B)的頂表面可與氧化錳層150的頂表 面共面，即與氧化錳層150的頂表面位于相同的二維歐幾里得平面內(nèi)。
[0069] 盡管本公開已經(jīng)根據(jù)具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是考慮到前面的描述顯然多種替 換、修改和變型對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。本公開的各種實(shí)施例的每一個(gè)可獨(dú)自 實(shí)施或者與本公開的任何其它實(shí)施例結(jié)合實(shí)施，除非另有明確披露或者對(duì)本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員可能已知是不可能的。因此，本公開旨在包括所有落入本公開以及所附權(quán)利要求的 范圍和精神內(nèi)的所有的這樣的替換、修改和變型。
【權(quán)利要求】
1. 一種結(jié)構(gòu)，包括： 氧化錳層，設(shè)置在基板上；以及 溝槽，延伸穿過(guò)所述氧化錳層中的開口且進(jìn)入所述基板中，其中所述開口的外圍與所 述溝槽在所述基板中的部分的側(cè)壁的外圍在堅(jiān)直方向上是一致的。
2. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述基板是半導(dǎo)體基板，并且所述結(jié)構(gòu)還包括位于 所述基板的相對(duì)于所述氧化錳層的相反側(cè)的至少一個(gè)電介質(zhì)材料層，其中所述溝槽延伸穿 過(guò)所述基板且進(jìn)入所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層中。
3. 如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，還包括埋設(shè)在所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層內(nèi)的金屬襯 墊，其中所述溝槽的端表面是所述金屬襯墊的表面。
4. 如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，還包括： 電介質(zhì)襯里，接觸所述開口的外圍以及所述溝槽的所述部分的側(cè)壁的外圍；以及 埋設(shè)在所述電介質(zhì)襯里內(nèi)的貫穿基板通路結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)電材料，并且接觸所述金屬襯 墊。
5. 如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，還包括另一基板，位于所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層上且 通過(guò)所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層與所述基板堅(jiān)直分隔。
6. 如權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層包括在接合界面接合的 第一電介質(zhì)材料層和第二電介質(zhì)材料層，并且所述溝槽延伸穿過(guò)所述接合界面。
7. 如權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，還包括接觸所述貫穿基板通路結(jié)構(gòu)的頂表面和氧化錳結(jié) 構(gòu)的頂表面的金屬線結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，還包括另一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)，該另一貫穿基板通路結(jié) 構(gòu)埋設(shè)在所述基板中并且與所述貫穿基板通路結(jié)構(gòu)橫向分隔并且接觸所述金屬線結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)，還包括： 另一溝槽，延伸穿過(guò)所述氧化錳層中的另一開口且進(jìn)入所述基板中，其中所述另一開 口的外圍與所述另一溝槽在所述基板中的部分的外圍在堅(jiān)直向上是一致的；以及 另一電介質(zhì)襯里，接觸所述另一開口的外圍以及所述另一溝槽的所述部分的側(cè)壁的外 圍， 其中所述另一貫穿基板通路結(jié)構(gòu)埋設(shè)在所述另一電介質(zhì)襯墊內(nèi)，包括所述導(dǎo)電材料， 并且接觸埋設(shè)在所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層中的另一金屬襯墊。
10. 如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層包括在接合界面接合 的第一電介質(zhì)材料層和第二電介質(zhì)材料層，并且所述溝槽延伸穿過(guò)所述接合界面，而所述 另一溝槽與所述接合界面不相交。
11. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括位于所述基板上方的電介質(zhì)附著促進(jìn)劑層，其中 所述氧化錳層與所述基板至少通過(guò)所述附著促進(jìn)劑層堅(jiān)直分隔。
12. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述基板包括半導(dǎo)體基板和位于其上的至少一個(gè) 電介質(zhì)材料層的疊層，并且所述溝槽延伸進(jìn)入所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層中且所述溝槽的 底表面與埋設(shè)在所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層內(nèi)的金屬襯墊的表面重合。
13. -種形成結(jié)構(gòu)的方法，包括： 在基板上方形成氧化錳層； 圖案化所述氧化錳層以在其中形成開口；以及 采用所述氧化錳層作為蝕刻掩模形成溝槽，該溝槽延伸穿過(guò)所述氧化錳層中的所述開 口且進(jìn)入所述基板中。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述開口的外圍與所述溝槽在所述基板中的部分 的側(cè)壁的外圍在堅(jiān)直方向上是一致的。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在形成所述氧化錳層之前在所述基板上形成電 介質(zhì)材料層，其中所述電介質(zhì)材料層位于所述基板的相對(duì)于所述氧化錳層的相反側(cè)，并且 所述方法還包括形成所述溝槽進(jìn)入所述電介質(zhì)材料層中。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括： 提供另一基板，該另一基板包括另一半導(dǎo)體基板和其上的另一電介質(zhì)材料層的疊層； 以及 在形成所述氧化錳層之前接合所述另一基板與所述基板，其中通過(guò)所述接合，所述電 介質(zhì)材料層的表面接合到所述另一電介質(zhì)材料層的表面。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中金屬襯墊埋設(shè)在所述另一電介質(zhì)材料層內(nèi)，并且 所述方法還包括采用所述金屬襯墊作為蝕刻停止層而各向異性蝕刻所述電介質(zhì)材料層的 一部分。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括： 直接在所述開口的外圍以及所述溝槽在所述基板中的部分的側(cè)壁的外圍上形成電介 質(zhì)襯里；以及 通過(guò)在所述溝槽內(nèi)沉積導(dǎo)電材料而在所述電介質(zhì)襯里內(nèi)且直接在所述金屬襯墊上形 成貫穿基板通路結(jié)構(gòu)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括： 平坦化所述導(dǎo)電材料，其中所述導(dǎo)電材料在所述平坦化之后的剩余部分構(gòu)成所述貫穿 基板通路結(jié)構(gòu)；以及 直接在所述氧化錳層的表面以及所述貫穿基板通路結(jié)構(gòu)的表面上形成金屬線結(jié)構(gòu)。
20. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述基板包括半導(dǎo)體基板和位于其上的至少一個(gè) 電介質(zhì)材料層的疊層，并且所述溝槽延伸進(jìn)入所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層中，并且所述溝 槽的底表面與埋設(shè)在所述至少一個(gè)電介質(zhì)材料層內(nèi)的金屬襯墊的表面重合。
【文檔編號(hào)】H01L23/532GK104218023SQ201410219064
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】林瑋, S.斯科達(dá)斯, T.A.沃 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司