[發明專利]無電鍍金屬襯層形成方法

無效

• 申請號: 01116590.1
• 申請日: 2001-04-13
• 公開（公告）號: CN1320953A
• 公開（公告）日: 2001-11-07
• 發明（設計）人: C·J·薩姆布策蒂;S·H·博特徹;P·S·洛克;J·M·魯濱洛;徐順天
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/283
• 分類號: H01L21/283;H01L21/441
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,傅康

本發明一般涉及到微電子部件的制造，如由集成電路互連而成的高密度系統，更確切地說是涉及到集成電路中金屬零件的襯層、籽晶層及勢壘層的形成。

當器件尺寸和冶金術改變并縮小時，在給定層的線路與通道的側壁及底部處的襯層/籽晶層的臺階覆蓋變得很復雜。由于流行傾向于更高的縱橫比和更小的整體尺寸，故采用目前的淀積方法和材料，在所有必需的側壁表面上能夠產生覆蓋不完全的襯層及籽晶層。在覆蓋不完全的地方填充線路及通道的金屬會滲入線路/通道周圍的介質材料中，實際上“毒害”鄰近不連續性的介質材料，并能夠危及電學連接。

物理汽相淀積(PVD)與化學汽相淀積(CVD)是當前流行的襯層淀積方法。所謂襯層指的是在腐蝕當前層的線路與通道要占用的窗口之后淀積在半導體材料上的圖形化的介電材料上的層。所謂零件指的是填充窗口的金屬。用戶規定的設計將控制線路與通道的位置，出于諸多的理由，這些襯層與籽晶層常常是必不可少的。由于襯層覆蓋不完全，故最后填充被刻蝕的窗口的金屬，可能擴散進入介質材料中。最終可能使器件性能惡化。同時，金屬層可能不粘附于介質材料。在某些情況下，該襯層可以包含一種以上的材料或者單一材料的一個以上的相，籽晶層可能是必不可少的，以保證完全的金屬填充。對籽晶層的需求依賴于淀積方法。所謂襯層/籽晶層指的是用于雙重目的的單一淀積層。襯層/籽晶層是防止金屬擴散進入周圍的介質材料中的具有良好的電學導電性與良好的金屬粘附性質的層。

用于銅、鋁、及AlCu的普通襯層材料，包括鉭、鎢、鈦、及含有鈦、鎢、及鉭的化合物如氮化鉭和氮化鈦。用于銅、鋁、及AlCu的其它襯層材料，包括隨便用哪種金屬組成的籽晶層淀積物，當淀積方法產生不均勻的結果且沒有連續的覆蓋時，就出現了困難。當器件尺寸縮小時，將所有層的甚至襯層及襯層/籽晶層的厚度減薄至最小，將是有利的。將淀積工藝盡可能地加以簡化，也將是有利的。如果單一層淀積能夠取代2-3步的襯層及籽晶層工藝，則會導致節省成本且提高效率。因此，對既能起襯層及襯層/籽晶層的作用，又可以在窗口周圍的金屬與介質材料之間提供連續的界面的材料，一直有所需求。

因此本發明的目的在于提供一種改進型結構，該結構提供了一種單一層，該單一層具有襯層完整性，以及當前層與其他金屬層之間的電學連續性。

本發明的目的還在于提供一種結構，該結構具有在高縱橫比和微小尺寸情況下提供連續性表面覆蓋的新穎的襯層材料。

按照上面所述及別的目的，本發明公開并要求專利保護一種微電子方法，它包括形成半導體零件的方法，它包含：

用第一材料鍍涂介質材料中的窗口，該材料包含CoXY，其中X選自鎢和硅，Y選自磷和硼。

按照上面所述及別的目的，本發明還公開并要求專利保護一種微電子結構，該結構包含帶有窗口的半導體介質材料；

第一材料對窗口加襯層，第一材料包含MXY，其中M選自鈷和鎳，X選自鎢和硅，Y選自磷和硼；以及

第二材料填充被加了襯層的介質材料。

從參照附圖對用來實現本發明的優選模式進行的下列描述中，本發明的這些及其他的目的、特征、及優點是顯而易見的。

圖1，未按比例尺或真實比率描繪，該圖是本發明方法的中間步驟的局部剖面圖。

圖2，未按比例尺或真實比率描繪，該圖是本發明一個實施例的局部剖面圖。

圖3，未按比例尺或真實比率描繪，該圖是本發明另一實施例的局部剖面圖。

本發明可應用于諸如具有銅冶金的高密度集成電路的微電子元件的制造，參見圖1，本發明提供了一種改進的方法，用來提供銅襯層和帶有新穎襯層的銅結構。圖1所示的結構示出了半導體介質材料1，其當前金屬層襯層/通道零件10已經用本技術已知的任何方法刻蝕好。用無電鍍涂的Co-W-P層15，對此零件作襯層。