金属互连件的接缝愈合制造技术

本公开内容的实施例描述了去除金属互连件中的缝隙和空隙以及相关联的技术和配置。在一个实施例中，一种方法，包括：将金属共形沉积到凹陷部中以形成互连件，该凹陷部被设置在电介质材料中，其中，共形沉积金属在凹陷部内的或直接相邻于凹陷部的所沉积的金属中产生缝隙或空隙；以及在存在反应气体的情况下对金属进行加热，以去除缝隙或空隙，其中，金属的熔点大于铜的熔点。可以描述和/或要求保护其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容的实施例总体上涉及集成电路领域，更具体而言，涉及去除金属互连件中的缝隙和空隙以及相关联的技术和配置。
技术介绍
当前，用于集成电路(IC)器件的互连结构通常可以由铜构成。正在研究非铜金属作为用于新出现的互连结构的替代材料，以便提供具有改善的电气特性(例如，相对于铜系统的改善的电阻和/或电迁移)的互连件。使用共形工艺对互连金属的沉积可能导致在最终互连结构中形成缝隙和/或空隙。对于铜互连件，可以使用自下而上填充技术来避免缝隙和/或空隙，例如，利用添加物进行电镀以实现无缝隙和空隙的互连件，并通过最大化导电量来减小所得到的铜互连件的电阻。然而，对于具有比铜更高的熔点的金属，从含水电解质进行电镀可能是困难的，因为沉积这种金属所需的电压可能高于电解质的击穿电压和/或可能不能得到适当的添加物。因此，期望一种为非铜互连金属去除缝隙和/或空隙的其它技术。附图说明结合附图通过以下具体说明会易于理解实施例。为了便于该说明，相似的附图标记指代相似的结构元件。在附图的图中，以举例的方式而非以限制的方式例示了实施例。图1示意性地例示了根据一些实施例的晶圆形式和单体化形式的示例性管芯的顶视图。图2示意性地例示了根据一些实施例的集成电路(IC)组件的横截面侧视图。图3a-b示意性地例示了根据一些实施例在制造的各个阶段期间互连组件的横截面侧视图。图4示意性地例示了根据一些实施例制造互连组件的方法的流程图。图5示意性地例示了根据一些实施例的可以包括如本文所述的互连组件的示例性系统。具体实施方式本公开内容的实施例说明了去除金属互连件中的缝隙和空隙以及相关联的技术和配置。在以下具体说明中，参考了形成其部分的附图，其中，相似的附图标记贯穿全文指代相似的部件，并且其中，以例示性方式示出了其中可以实践本公开内容的主题的实施例。要理解的是，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下具体说明不应被视为具有限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求及其等效形式限定。出于本公开内容的目的，短语“A和/或B”表示(A)、(B)或(A和B)。出于本公开内容的目的，短语“A、B和/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。说明书可以使用基于视角的描述，例如顶部/底部、侧部、上方/下方等。这种描述仅仅用于便于论述，而并非旨在将文本所述实施例的应用限定为任何特定取向。说明书可以使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，其均可以指代一个或多个相同或不同的实施例。此外，如针对本公开内容的实施例所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词。本文可以使用术语“与……耦合”及其派生词。“耦合”可以表示以下含义中的一个或多个。“耦合”可以表示两个或更多个元件直接物理接触或电接触。然而，“耦合”也可以表示两个或更多个元件彼此间接接触，但仍彼此协作或相互作用，并且可以表示一个或多个其它元件耦合或连接在被表述为彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可以表示两个或更多个元件直接接触。在各个实施例中，短语“形成、沉积或以其它方式设置在第二特征上的第一特征”可以表示在第二特征上方形成、沉积或设置第一特征，并且第一特征的至少部分可以与第二特征的至少部分直接接触(例如，直接物理接触和/或电接触)或者间接接触(例如，在第一特征与第二特征之间具有一个或多个其它特征)。如本文所使用的，术语“模块”可以指代以下各项、可以是以下各项的部分或者可以包括以下各项：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和/或存储器(共享、专用或组)、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它适当的部件。图1示意性地例示了根据一些实施例的晶圆形式10和单体化形式100的示例性管芯102的顶视图。在一些实施例中，管芯102可以是由诸如硅或其它适当材料之类的半导体材料构成的晶圆11的多个管芯(例如，管芯102、103a、103b)中的一个管芯。多个管芯可以形成在晶圆11的表面上。每个管芯可以是包括如本文所述的互连组件(例如，图3a-b的互连组件300)的半导体产品的重复单元。例如，管芯102可以包括具有晶体管元件的电路，该晶体管元件例如是一个或多个沟道体(例如，鳍状物结构、纳米线、平面体等)，其为一个或多个晶体管器件的移动电荷载流子提供沟道路径。互连件104可以形成在一个或多个晶体管器件上并与其耦合。例如，互连件104可以与沟道体电耦合以提供栅极电极，用于传送阈值电压和/或源极/漏极电流从而为晶体管器件的操作提供移动电荷载流子。虽然为了简单起见，以横穿图1中的管芯102的大部分的行绘出了互连件104，但要理解的是，在其它实施例中互连件104可以以各种其它适当布置中的任何一种布置被配置在管芯102上，包括垂直方向和水平方向。在以管芯具体化的半导体产品的制造工艺完成后，晶圆11可以经历单体化工艺，其中，每个管芯(例如，管芯102)彼此分离，以提供半导体产品的分立“芯片”。晶圆11可以是各种尺寸中的任一尺寸。在一些实施例中，晶圆11的直径的范围从约25.4mm至约450mm。在其它实施例中，晶圆11可以包括其它尺寸和/或其它形状。根据各个实施例，互连件104可以以晶圆形式10或单体化形式100设置在半导体衬底上。本文所述的互连件104可并入管芯102中用于逻辑器件或存储器或其组合。在一些实施例中，互连件104可以是片上系统(SoC)组件的部分。图2示意性地例示了根据一些实施例的集成电路(IC)组件200的横截面侧视图。在一些实施例中，IC组件200可以包括与封装衬底121电耦合和/或物理耦合的一个或多个管芯(以下称为“管芯102”)。在一些实施例中，封装衬底121可以与电路板122电耦合，如可以看到的。管芯102可以表示使用半导体制造技术由半导体材料(例如，硅)制成的分立产品，该半导体制造技术例如是结合形成CMOS器件所使用的薄膜沉积、光刻、蚀刻等。在一些实施例中，管芯102可以是以下各项、包括以下各项或者是以下各项部分：处理器、存储器、SoC或ASIC。在一些实施例中，诸如模塑化合物或底部填充材料(未示出)之类的电绝缘材料可以包封管芯102和/或管芯级互连结构106的至少部分。根据多种适当的配置，管芯102可以附接到封装衬底121，包括例如在倒装芯片配置中与封装衬底121直接耦合，如图所示。在倒装芯片配置中，使用管芯级互连结构106(例如，凸块、柱体或其它适当的结构)将包括电路的管芯102的有源侧S1附接到封装衬底121的表面，该管芯级互连结构106也可以使管芯102与封装衬底121电耦合。管芯102的有源侧S1可以包括有源器件，例如晶体管器件。如可以看到的，无源侧S2可以设置为与有源侧S1相对。管芯102通常可以包括半导体衬底102a、一个或多个器件层(以下称为“器件层102b”)和一个或多个互连层(以下称为“互连层102c”)。在一些实施例中，半导体衬底102a可以大体上由体半导体材料(例如，硅)构成。器件层102b可以表示其中诸如晶体管器件之类的有源器件形成在半导体衬底上的区域。器件层102b例如可以包括诸如晶体管器件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将金属共形沉积到凹陷部中以形成互连件，所述凹陷部被设置在电介质材料中，其中，共形沉积所述金属在所述凹陷部内的或直接相邻于所述凹陷部的所沉积的金属中产生缝隙或空隙；以及在存在反应气体的情况下对所述金属进行加热，以去除所述缝隙或所述空隙，其中，所述金属的熔点大于铜的熔点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：将金属共形沉积到凹陷部中以形成互连件，所述凹陷部被设置在电介质材料中，其中，共形沉积所述金属在所述凹陷部内的或直接相邻于所述凹陷部的所沉积的金属中产生缝隙或空隙；以及在存在反应气体的情况下对所述金属进行加热，以去除所述缝隙或所述空隙，其中，所述金属的熔点大于铜的熔点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，共形沉积所述金属包括沉积从以下各项所构成的组中选择的金属：钌(Ru)、钼(Mo)、钨(W)、钴(Co)、铼(Re)、铁(Fe)、锇(Os)、铑(Rh)、铱(Ir)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)和锝(Tc)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)来执行共形沉积所述金属。4.根据权利要求1所述的方法，其中：加热所述金属包括退火工艺；并且所述反应气体包括氢。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，加热所述金属包括将所述金属暴露于300℃与800℃之间的温度。6.根据权利要求5所述的方法，其中，加热所述金属是在大气压或更高的气压下执行的。7.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，还包括：在所述电介质材料中形成所述凹陷部。8.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，共形沉积所述金属是双镶嵌工艺的部分。9.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的方法形成的产品。10.一种装置，包括：半导体衬底；电介质材料，所述电介质材料设置在所述半导体衬底上；以及互连件，所述互连件是通过金属的共形沉积在所述电介质材料的凹陷部中形成的，以使得在所述金属的共形沉积之后，通过在存在反应气体的情况下对所述金属进行加热来去除所述金属内的缝隙或空隙，其中，所述金属的熔点大于铜的熔点。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述金属选自以下各项所构成的组：...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·V·谢比亚姆，C·J·杰泽斯基，T·K·因杜库里，J·S·克拉克，J·J·普罗姆伯恩，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US