專利名稱：集成電路及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種集成電路，特別是有關(guān)于一種漸層頂蓋層于一半導(dǎo)體元件中的導(dǎo)電層上的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，集成電路包括許多電子元件于半導(dǎo)體基底上，例如晶體管、電容等元件。接著，一或多層金屬層形成于上述電子元件上以提供與周邊元件與裝置的連線。上述金屬層包括一層間介電層(ILD)，于其中形成有許多通孔及連線，一般以單或雙鑲嵌形式呈現(xiàn)。
隨著半導(dǎo)體工業(yè)朝微型化趨勢(shì)進(jìn)展，集成電路(IC)中的元件亦隨之微縮，以提供較小的IC元件及改善元件性能，例如增加運(yùn)算速度及降低功率消耗。傳統(tǒng)IC中的金屬導(dǎo)線的材料常用鋁或鋁合金，相對(duì)于目前常用銅或銅合金作為IC中的金屬導(dǎo)線的材料，因銅較鋁具有更加的電性，例如具較低的電阻，較高的導(dǎo)電率以及較高的熔點(diǎn)。
于半導(dǎo)體元件中，對(duì)于導(dǎo)電材料與介電材料的改變，致使于制造過(guò)程中產(chǎn)生新的挑戰(zhàn)。例如，金屬銅極易氧化且易擴(kuò)散至鄰接的絕緣材料中，尤其易發(fā)生于以低介電常數(shù)(low-k)材料，或其他多孔性的絕緣材料作為層間介電層(ILD)時(shí)。為降低上述問(wèn)題的影響，現(xiàn)有技術(shù)中已提出，以單層的CoWP作為頂蓋層(cap layer)覆于銅導(dǎo)電材料上。雖然CoWP能有效地避免氧化且降低擴(kuò)散至鄰接的層間介電層(ILD)中，然而CoWP層相對(duì)于下層的銅金屬層介面的粘著性(adhesion quality)卻不佳。因此，于CoWP層與銅金屬層之間存在許多空孔缺陷。
有鑒于此，基于上述的現(xiàn)有技術(shù)背景，業(yè)界急需一種頂蓋層能有效地避免氧化且降低擴(kuò)散至鄰接的層間介電層(ILD)中，同時(shí)與銅金屬層介面具有良好的粘著性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種頂蓋層于集成電路中，具漸層的合金濃度，能有效地避免底層金屬層氧化且降低銅擴(kuò)散至鄰接的層間介電層(ILD)中，同時(shí)與銅金屬層的介面間具有良好的粘著性。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種集成電路，包括一導(dǎo)電層于一第一介電層中的一溝槽中；以及一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上。其中該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。或者，該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于該導(dǎo)電層相對(duì)端的濃度小于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
本發(fā)明所述的集成電路，該導(dǎo)電層自該介電層的表面形成一凹入。
本發(fā)明所述的集成電路，更包括一第二介電層于該第一介電層上；以及一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該漸層頂蓋層。
本發(fā)明所述的集成電路，該漸層頂蓋層于該開(kāi)口中部分被移除。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種集成電路，包括一導(dǎo)電層于一第一介電層中的一溝槽中；一第一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，該第一漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及一第二漸層頂蓋層于該第一漸層頂蓋層上，該第二漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
應(yīng)注意的是，該集成電路更包括一第二介電層于該第一介電層上；以及一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該第二漸層頂蓋層。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種集成電路，包括一導(dǎo)電層于一第一介電層中的一溝槽中；以及一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，其中該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合以及于該導(dǎo)電層相對(duì)端的濃度小于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
應(yīng)注意的是，該集成電路更包括一第二介電層于該第一介電層上；以及一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該漸層頂蓋層。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明又提供一種集成電路的制造方法，包括提供一基底，其上有一溝槽于一第一介電層中；形成一導(dǎo)電層于該第一介電層中的該溝槽中；以及形成一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上。
本發(fā)明所述的集成電路的制造方法，該導(dǎo)電層自該介電層的表面形成一凹入。
本發(fā)明所述的集成電路的制造方法，該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及其中該漸層頂蓋層是以無(wú)電鍍法形成，于包括鈷鹽、CoCl2、CoSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O為還原劑、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑，于表面活化與沉積溫度70-95℃條件進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
本發(fā)明所述的集成電路的制造方法，更包括形成一第二介電層于該第一介電層上；以及形成一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該漸層頂蓋層。
本發(fā)明所述的集成電路的制造方法，該漸層頂蓋層于該開(kāi)口中部分被移除。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明再提供一種集成電路的制造方法，包括提供一基底，其上有一溝槽于一第一介電層中；形成一導(dǎo)電層于該第一介電層中的該溝槽中；形成一第一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，該第一漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及形成一第二漸層頂蓋層于該第一漸層頂蓋層上，該第二漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明再提供一種集成電路的制造方法，包括提供一基底，其上有一溝槽于一第一介電層中；形成一導(dǎo)電層于該第一介電層中的該溝槽中；以及形成一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，其中該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合以及于該導(dǎo)電層相對(duì)端的濃度小于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
本發(fā)明還提供一種集成電路的制造方法，所述集成電路的制造方法包括提供一基底，其上有一溝槽于一第一介電層中；形成一導(dǎo)電層于該第一介電層中的該溝槽中；形成一第一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，該第一漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及形成一第二漸層頂蓋層于該第一漸層頂蓋層上，該第二漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；其中該漸層頂蓋層是以無(wú)電鍍法形成，于包括鈷鹽、CoCl2、CoSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O為還原劑、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑，于表面活化與沉積溫度70-95℃條件進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
本發(fā)明所述的集成電路的制造方法，更包括形成一第二介電層于該第一介電層上；以及形成一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該第二漸層頂蓋層。
本發(fā)明提供一種頂蓋層、膠著層、保護(hù)/阻障層、或漸層頂蓋層于集成電路中的導(dǎo)電層上，其與導(dǎo)電層間具良好粘著性質(zhì)且能阻障導(dǎo)電層擴(kuò)散進(jìn)入層間介電層，以改善集成電路的電性如電阻率及導(dǎo)電性。


圖1至圖4是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例多層保護(hù)結(jié)構(gòu)形成于一金屬層上的剖面示意圖；圖5至圖6是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的具有漸層頂蓋層于導(dǎo)電層上的剖面示意圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成內(nèi)連線于工件上的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下配合圖式以及較佳實(shí)施例，以更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
圖1至圖4是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例多層保護(hù)結(jié)構(gòu)形成于一金屬層上的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1，提供一工件100。工件100包括一半導(dǎo)體基底110，其上有一第一層間介電層(ILD)112。半導(dǎo)體基底110包括硅或其他半導(dǎo)體材料。于半導(dǎo)體基底110上亦包括其他主動(dòng)元件或電路(未圖示)。工件100另包括其他導(dǎo)電層或其他半導(dǎo)體單元，例如晶體管(transistor)或二極管(diode)等。
第一層間介電層(ILD)112可包括介電材料，例如氧化硅或二氧化硅，其具有介電常數(shù)值約4.0。或者，第一層間介電層(ILD)112較佳者為包括低介電常數(shù)(low-k)材料，例如介電常數(shù)(k)值低于約4.0(即氧化硅或二氧化硅的介電常數(shù))。例如，低介電常數(shù)(low-k)材料包括類鉆碳(diamond-like carbon)、氟摻雜硅酸鹽玻璃或氟摻雜氧化硅玻璃(FSG)、SiOxCy、旋布玻璃(Spin-On-Glass)、旋布高分子(Spin-On-Polymer)，含碳與硅的材料、化合物(compound)、復(fù)合物(composite)、混合物(combination)、及上述全部材料的組合。第一層間介電層(ILD)112亦可包括多層材料結(jié)構(gòu)。
第一層間介電層(ILD)112較佳者為以現(xiàn)有方法所形成的任意低介電常數(shù)(low-k)材料。于本發(fā)明實(shí)施例中，第一層間介電層(ILD)112包括一氧化層，以化學(xué)氣相沉積法(CVD)形成，利用四氧乙基硅烷(TEOS)與氧氣微反應(yīng)的前驅(qū)(precursor)氣體。第一層間介電層(ILD)112的厚度范圍大抵約200埃()至10,000埃()，較佳者為2,000埃()。其他的氧化物材質(zhì)或厚度亦適用于本實(shí)施例中。
接著，形成一開(kāi)口116于第一層間介電層(ILD)112中。開(kāi)口116可以是一溝層(trench)、通孔(via)、或其他圖案，用以形成導(dǎo)電層于其中。例如，開(kāi)口116包括細(xì)長(zhǎng)的溝槽，為相對(duì)直線、曲線、彎曲折線、或其他金屬層中導(dǎo)線圖案的形式。
開(kāi)口116可以傳統(tǒng)的微影蝕刻技術(shù)形成。大體而言，微影技術(shù)是關(guān)于涂布光致抗蝕劑材料(未圖示)且根據(jù)所欲的圖案將光致抗蝕劑層曝光，及顯影移除部分的光致抗蝕劑材料等步驟，以根據(jù)所欲的圖案顯露出底層的材料。接著，持續(xù)進(jìn)行后續(xù)步驟，例如蝕刻，以形成開(kāi)口116于第一層間介電層(ILD)112中。蝕刻步驟可以是濕式蝕刻，亦可以是干式蝕刻。此外，蝕刻步驟可以是等向性(isotropic)或非等向性，較佳者為使用非等向性干式蝕刻。在形成開(kāi)口116于第一層間介電層(ILD)112中的步驟之后，移除剩余的光致抗蝕劑。其他的微影方式，例如電子束微影(electron beamlithography，EBL)亦可用于本發(fā)明實(shí)施例形成開(kāi)口116。
應(yīng)注意的是，上述所例舉的實(shí)施例是以單鑲嵌制程為例說(shuō)明，其他內(nèi)連線制程，例如雙鑲嵌制程亦適用于本發(fā)明。例如，可利用雙鑲嵌制程一溝槽與一通孔于一或多層層間介電層(ILD)114中。
在形成開(kāi)口116之后，形成一第一阻障層120與一導(dǎo)電層122于開(kāi)口116中。第一阻障層120可包括一或多層粘結(jié)層及/或阻障層。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第一阻障層120可包括一或多層導(dǎo)電材料，例如鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭等。例如，第一阻障層120是以CVD法形成一層薄的氮化鉭層及一層薄的鉭層。上述氮化鉭層及鉭層的厚度范圍大抵約為5埃()至300埃()。
接著，將開(kāi)口116填入導(dǎo)電材料，例如，毯覆性地沉積厚度至少能實(shí)質(zhì)地填滿開(kāi)口116。導(dǎo)電層122包括金屬、金屬元素、過(guò)渡金屬、或其他。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，導(dǎo)電層122可以是例如銅金屬層?；蛘?，導(dǎo)電層122亦可以先形成一晶種層，再施以化學(xué)電鍍沉積制程形成金屬銅于該晶種層上。
接著，施以平坦化制程，例如，化學(xué)機(jī)械研磨制程(CMP)，以平坦化導(dǎo)電層122的表面，并于導(dǎo)電層122與阻障層120處形成一凹入(recess)。
再者，施以一預(yù)清洗(pre-clean)制程以移除導(dǎo)電層122表面的污染物。預(yù)清洗(pre-clean)制程包括反應(yīng)性或非反應(yīng)性清洗制程。例如，反應(yīng)性清洗制程可包括使用含氫等離子或含氦等離子的等離子制程。該預(yù)清洗(pre-clean)制程亦可包括含上述氣體成分組合的等離子制程。
應(yīng)注意的是，于圖1中僅說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施范例，其位于開(kāi)口116中導(dǎo)電層122與阻障層120的凹入，是一選擇性制程。該凹入可于預(yù)清洗(pre-clean)制程時(shí)形成，或由其他個(gè)別的步驟形成。然而，于另一實(shí)施例中，導(dǎo)電層122的表面與ILD層112的表面可實(shí)質(zhì)上為一平面。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例于工件100上形成一膠著層(glue layer)210的剖面示意圖。例如，膠著層210的材質(zhì)較佳為選自與下層導(dǎo)電層122之間具良好粘著性質(zhì)的材料。在導(dǎo)電層由銅金屬或合金所構(gòu)成的實(shí)施例中，已獲知相當(dāng)純(亦即占大于或等于95at％(atomic％))的鈷、鎳、或其組合的合金具有良好粘著性的結(jié)果。膠著層210亦可包含其他元素，例如鎢、磷、鉬、錸、硼、其化合物組合、或其合金組合等。膠著層210可由適當(dāng)?shù)谋∧ぶ瞥绦纬?，例如無(wú)電鍍制程(electroless process)、自組裝制程(self-assembling process)、或選擇性化學(xué)氣相沉積制程等。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，膠著層210是由無(wú)電鍍制程形成至厚度范圍約20至200。膠著層210包括鈷及磷，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O為還原劑(reduction agent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complexagent)，于表面活化與沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
于另一實(shí)施例中，膠著層210包括鈷及硼，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并以NaBH4·(CH3)2NHBH3為還原劑(reduction agent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complexagent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。與此實(shí)施例中，包括選擇性的制程例如添加安定劑(stabilizer)或表面活化制程。此外，其他適用的材料亦可用于本發(fā)明實(shí)施例中。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件100上形成一保護(hù)/阻障層310之后的剖面示意圖。例如，保護(hù)/阻障層310的材質(zhì)較佳為選自與下層膠著層210之間具良好粘著性質(zhì)且能阻障導(dǎo)電層擴(kuò)散進(jìn)入層間介電層112的材料。在導(dǎo)電層122由銅金屬或合金所構(gòu)成及膠著層210由鈷及/或鎳所構(gòu)成的實(shí)施例中，已獲知若保護(hù)/阻障層310較膠著層210不純(亦即占小于或等于95at％)的鈷、鎳、或其組合的合金，則具有良好粘著性的結(jié)果。保護(hù)/阻障層310亦可包含其他元素，例如鎢、磷、鉬、錸、硼、其化合物組合、或其合金組合等。保護(hù)/阻障層310可由適當(dāng)?shù)谋∧ぶ瞥绦纬?，例如無(wú)電鍍制程(electroless process)、自組裝制程(self-assemblingprocess)、或選擇性化學(xué)氣相沉積制程等。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，保護(hù)/阻障層310是由無(wú)電鍍制程形成至厚度范圍約20至200。保護(hù)/阻障層310包括鈷、磷、及硼，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O及NaBH4·(CH3)2NHBH3為還原劑(reductionagent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complex agent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。與此實(shí)施例中，包括選擇性的制程例如添加安定劑(stabilizer)或表面活化制程。
于另一實(shí)施例中，保護(hù)/阻障層310包括鈷、鎢及硼，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并使用(NH4)2WO4、Na2WO4、H3[P(W3O10)4]等溶液，以NaH2PO2·2H2O為還原劑(reductionagent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complex agent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
于又一實(shí)施例中，保護(hù)/阻障層310包括鈷、鎢及硼，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并使用(NH4)2WO4、Na2WO4、H3[P(W3O10)4]等溶液，以NaBH4，(CH3)2NHBH3等為還原劑(reduction agent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complexagent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。與此實(shí)施例中，較佳者為添加安定劑(stabilizer)，或選擇性的施以表面活化制程。
于另一實(shí)施例中，保護(hù)/阻障層310包括鈷、鉬及鎢，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并使用(NH4)2MoO4、Na2MoO4等溶液，以NaH2PO2·2H2O等為還原劑(reductionagent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complex agent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
于另一實(shí)施例中，保護(hù)/阻障層310包括鈷、鉬及硼，于包括鈷鹽、CoCl2、CuSO4等成分的溶液，并使用(NH4)2MoO4、Na2MoO4等溶液，以NaBH4，(CH3)2NHBH3等為還原劑(reduction agent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complexagent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。與此實(shí)施例中，較佳者為添加安定劑(stabilizer)，或選擇性的施以表面活化制程。
此外，其他適用的材料亦可用于本發(fā)明實(shí)施例中。尤其是，膠著層210及保護(hù)/阻障層310可由含鎳的材料所構(gòu)成。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例于工件100上形成蝕刻終止層410及第二層間介電層412的剖面示意圖。形成蝕刻終止層410為選擇性的步驟，亦即于部分實(shí)施例中也可以無(wú)需形成蝕刻終止層410。蝕刻終止層410可形成于第一層間介電層112，接著，第二層間介電層412形成于蝕刻終止層410。應(yīng)注意的是，于形成蝕刻終止層410步驟之前，包括施以一平坦化步驟，例如化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)。蝕刻終止層410的材質(zhì)是擇自與接續(xù)的第二層間介電層412有高的蝕刻選擇比(high-etch selectivity)的材料。
第二層間介電層412的材質(zhì)較佳為低介電常數(shù)(low-k)介電層，例如摻雜氟硅酸鹽玻璃(FSG)等。于本發(fā)明實(shí)施范例中，第二層間介電層412由FSG所構(gòu)成，以及蝕刻終止層410由SiN、SiC、低介電常數(shù)(low-k)介電層等構(gòu)成。上述SiN層可由等離子輔助化學(xué)氣相沉積法(PECVD)形成，F(xiàn)SG層亦可由等離子輔助化學(xué)氣相沉積法形成。蝕刻終止層410的厚度范圍較佳為介于約50至約1000。第二層間介電層412的厚度范圍為介于約200至約10000，較佳者為約2000。
圖5至圖6是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的具有漸層頂蓋層于導(dǎo)電層上的剖面示意圖。于圖5至圖6中，工件500的形成方法與圖1中工件100的形成方法相同，為避免重復(fù)敘述造成混淆，在此略去重復(fù)的部分，其中相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)顯示與圖1中所標(biāo)示的構(gòu)件相同。
請(qǐng)參閱圖5，形成一漸層頂蓋層510于導(dǎo)電層122上。漸層頂蓋層510較佳為金屬合金，其位于靠近導(dǎo)電層122的介面處具有較高的純度。具有上述特性的漸層頂蓋層510能提升與下層導(dǎo)電層122之間的粘著性且能避免或降低導(dǎo)電層擴(kuò)散進(jìn)入層間介電層112。在導(dǎo)電層122由銅金屬或合金所構(gòu)成的實(shí)施例中，已獲知若漸層頂蓋層510位于靠近導(dǎo)電層122的介面處具有較高的純度(亦即占小于或等于95at％)的鈷、鎳、或其組合的合金，則漸層頂蓋層510具有良好粘著性及阻障層的效果。
根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，漸層頂蓋層510是以無(wú)電鍍法(electroless process)形成，其厚度范圍較佳者為介于約50至約200。漸層頂蓋層510包括鈷及磷，于包括鈷鹽、CoCl2、CoSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O為還原劑(reduction agent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complex agent)，于表面活化與沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。磷元素的漸層濃度可通過(guò)于沉積過(guò)程中改變磷的流速達(dá)成。
于另一實(shí)施例中，漸層頂蓋層510包括鈷及硼，于包括鈷鹽、CoCl2、CoSO4等成分的溶液，并以NaBH4·(CH3)2NHBH3為還原劑(reduction agent)、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑(complexagent)，于沉積溫度70-95℃條件下進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。與此實(shí)施例中，較佳為添加安定劑(stabilizer)于溶液中，或選擇性的施以表面活化制程。此外，其他適用的材料亦可用于本發(fā)明實(shí)施例中。硼元素的漸層濃度可通過(guò)于沉積過(guò)程中改變硼的流速達(dá)成。
圖6是顯示于圖5的工件500上形成蝕刻終止層610及第二層間介電層612的剖面示意圖。圖6中的形成蝕刻終止層610與第二層間介電層612步驟，與圖4中形成蝕刻終止層410與第二層間介電層412步驟相同，在此略去相同的制程描述。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成內(nèi)連線于工件700上的剖面示意圖。應(yīng)注意的是，圖7是表示正交圖4或圖6導(dǎo)電層122的透視圖。因此，于圖7中，構(gòu)件的標(biāo)號(hào)相當(dāng)于圖4或圖6中的構(gòu)件標(biāo)號(hào)。應(yīng)注意的是，圖7的頂蓋層710相當(dāng)于圖5的漸層頂蓋層510或圖4中的膠著層210與保護(hù)/阻障層310。
請(qǐng)參閱圖7，形成一開(kāi)口712穿過(guò)第二層間介電層412，以提供一與下層導(dǎo)電層122的電性接觸。開(kāi)口712可由傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)鑲嵌制程(例如單或雙鑲嵌制程)形成。應(yīng)了解的是，開(kāi)口712形成亦穿過(guò)蝕刻終止層410與頂蓋層710。移除開(kāi)口712中部分的蝕刻終止層410與頂蓋層710，能提供與下層導(dǎo)電層122較佳的電性連接，亦即具較低電阻。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，頂蓋層710實(shí)質(zhì)上已被移除。于另一實(shí)施例中，僅部分的頂蓋層710被移除。例如，于頂蓋層710相當(dāng)于圖4中的膠著層210與保護(hù)/阻障層310的實(shí)施例中，可部分的，或?qū)嵸|(zhì)的或完全地移除保護(hù)/阻障層310，以及留下至少一部分的膠著層210。此外，于頂蓋層710相當(dāng)于圖5中的漸層頂蓋層510的實(shí)施例中，留下至少一部分的漸層頂蓋層510。
本發(fā)明特征及效果本發(fā)明的特征與效果在于提供一種頂蓋層、膠著層、保護(hù)/阻障層、或漸層頂蓋層于集成電路中的導(dǎo)電層上，其與導(dǎo)電層間具良好粘著性質(zhì)且能阻障導(dǎo)電層擴(kuò)散進(jìn)入層間介電層，以改善集成電路的電性如電阻率及導(dǎo)電性。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下100、500、700工件110半導(dǎo)體基底112第一層間介電層(ILD)116開(kāi)口120第一阻障層122導(dǎo)電層210膠著層(glue layer)310保護(hù)/阻障層410、610蝕刻終止層412、612第二層間介電層510漸層頂蓋層710頂蓋層712開(kāi)口
權(quán)利要求
1.一種集成電路，所述集成電路包括一導(dǎo)電層于一第一介電層中的一溝槽中；以及一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，該導(dǎo)電層自該介電層的表面形成一凹入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，更包括一第二介電層于該第一介電層上；以及一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該漸層頂蓋層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在于，該漸層頂蓋層于該開(kāi)口中部分被移除。
6.一種集成電路，所述集成電路包括一導(dǎo)電層于一第一介電層中的一溝槽中；一第一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，該第一漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及一第二漸層頂蓋層于該第一漸層頂蓋層上，該第二漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路，其特征在于，更包括一第二介電層于該第一介電層上；以及一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該第二漸層頂蓋層。
8.一種集成電路的制造方法，所述集成電路的制造方法包括提供一基底，其上有一溝槽于一第一介電層中；形成一導(dǎo)電層于該第一介電層中的該溝槽中；以及形成一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路的制造方法，其特征在于，該導(dǎo)電層自該介電層的表面形成一凹入。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路的制造方法，其特征在于，該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及其中該漸層頂蓋層是以無(wú)電鍍法形成，于包括鈷鹽、CoCl2、CoSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O為還原劑、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑，于表面活化與沉積溫度70至95℃條件進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路的制造方法，其特征在于，更包括形成一第二介電層于該第一介電層上；以及形成一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該漸層頂蓋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路的制造方法，其特征在于，該漸層頂蓋層于該開(kāi)口中部分被移除。
13.一種集成電路的制造方法，所述集成電路的制造方法包括提供一基底，其上有一溝槽于一第一介電層中；形成一導(dǎo)電層于該第一介電層中的該溝槽中；形成一第一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，該第一漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；以及形成一第二漸層頂蓋層于該第一漸層頂蓋層上，該第二漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合；其中該漸層頂蓋層是以無(wú)電鍍法形成，于包括鈷鹽、CoCl2、CoSO4等成分的溶液，并以NaH2PO2·2H2O為還原劑、以Na3C6H5O7·2H2O為復(fù)合劑，于表面活化與沉積溫度70至95℃條件進(jìn)行無(wú)電鍍制程形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成電路的制造方法，其特征在于，更包括形成一第二介電層于該第一介電層上；以及形成一開(kāi)口于該第二介電層中，其中該開(kāi)口延伸過(guò)至少一部分的該第二漸層頂蓋層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集成電路及其制造方法。所述集成電路包括一導(dǎo)電層于一介電層中的一溝槽中，以及一漸層頂蓋層于該導(dǎo)電層上，其中該漸層頂蓋層包括一漸層的金屬合金，于鄰近該導(dǎo)電層的濃度大于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合以及于該導(dǎo)電層相對(duì)端的濃度小于或等于95at％鈷、鎳、或上述的組合。本發(fā)明提供一種頂蓋層、膠著層、保護(hù)/阻障層、或漸層頂蓋層于集成電路中的導(dǎo)電層上，其與導(dǎo)電層間具良好粘著性質(zhì)且能阻障導(dǎo)電層擴(kuò)散進(jìn)入層間介電層，以改善集成電路的電性如電阻率及導(dǎo)電性。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1797763SQ200510109049
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者蘇鴻文, 石健學(xué), 蔡明興, 眭曉林, 余振華 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司