电路制造技术

本公开涉及一种电路。混合通孔内连线结构包括第一阻障金属层，围绕第一金属填充层的至少一部分；第二阻障金属层，围绕第二金属填充层的至少一部分；以及混合通孔，形成于第一金属填充层与第二金属填充层之间。混合通孔提供第一金属填充层与第二金属填充层之间的电性连接，且其材料组成不同于第一金属填充层、第二金属填充层、第一阻障金属层、与第二阻障金属层。可在集成电路制作制程的后段制程部分时形成混合通孔内连线结构，以减少内连线电阻并改善制作难度。改善制作难度。改善制作难度。

【技术实现步骤摘要】
电路


[0001]本公开实施例涉及半导体装置与形成含半导体装置的电路的方法，更特别涉及在集成电路制作制程时形成的内连线结构。

技术介绍

[0002]半导体装置用于多种电子单元中，且通常需要考虑半导体装置的产能与效能。随着这些装置的尺寸持续减少，在产生高效能与可行的内连线结构时面临挑战。

技术实现思路

[0003]本公开的一实施方式为电路。电路包括第一阻障金属层，围绕第一金属填充层的至少一部分；第二阻障金属层，围绕第二金属填充层的至少一部分；以及混合通孔，形成于第一金属填充层与第二金属填充层之间。混合通孔提供第一金属填充层与第二金属填充层之间的电性连接。
[0004]本公开另一实施方式为电路的制作方法。方法包括：形成绝缘层于第一内连线结构上；形成沟槽于绝缘层中；形成混合通孔于沟槽中；以及形成第二内连线结构于混合通孔上，使混合通孔提供第一内连线结构与第二内连线结构之间的电性连接。
[0005]本公开又一实施方式为电路。电路包括第一阻障金属层，围绕金属填充层的至少一部分；第二阻障金属层，围绕金属层的至少一部分；以及混合通孔，形成于金属填充层与金属层之间。混合通孔提供金属填充层与金属层之间的电性连接。
附图说明
[0006]图1至10是多种实施例中，采用单镶嵌制程所形成的混合通孔内连线结构的剖视图。
[0007]图11A是一些实施例中，形成图1至10的混合通孔内连线结构所用的制程的流程图。
[0008]图11B至图11J是一些实施例中，图11A的制程的多种步骤。
[0009]图12至图47是多种实施例中，采用双镶嵌制程所形成的混合通孔内连线结构的剖视图。
[0010]图48A是一些实施例中，形成图12至图47的混合通孔内连线结构所用的制程的流程图。
[0011]图48B至图48F是一些实施例中，图48A的制程的多种步骤。
[0012]图49至图64是多种实施例中，采用反应性离子蚀刻制程所形成的混合通孔内连线结构的剖视图。
[0013]图65A是一些实施例中，形成图49至图64的混合通孔内连线结构所用的制程的流程图。
[0014]图65B至图65I是一些实施例中，图65A的制程的多种步骤。
[0015]其中，附图标记说明如下：
[0016]10，20，30：制程
[0017]11，12，13，14，15，16，17，18，19，21，22，23，24，25，31，32，33，34，35，36，37，38：步骤100，200，300：混合通孔内连线结构
[0018]110，210，310：混合通孔
[0019]122，124，222，224，322：金属填充层
[0020]132，134，232，234，332，334：阻障金属层
[0021]142，144，242，244，342，344，346：绝缘层
[0022]150，250，352，354：蚀刻停止层
[0023]160，260，360：盖层
[0024]172，174，272，274，370：沟槽
[0025]380：金属层
具体实施方式
[0026]下述详细描述可搭配附图说明，以利理解本公开的各方面。值得注意的是，各种结构仅用于说明目的而未按比例绘制，如本业常态。实际上为了清楚说明，可任意增加或减少各种结构的尺寸。
[0027]下述内容提供的不同实施例或例子可实施本公开实施例的不同结构。特定构件与排列的实施例是用以简化而非局限本公开。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触。此外，本公开的多种实例可重复采用相同标号以求简洁，但多种实施例及/或设置中具有相同标号的元件并不必然具有相同的对应关系。
[0028]此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“下侧”、“上方”、“上侧”、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90
°
或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。
[0029]本公开提供混合通孔内连线结构的多种实施例，其可用于改善集成电路中的内连线结构。混合通孔内连线结构包括混合通孔，其通常提供电性连接于两个金属如两个铜内连线之间。混合通孔的组成可为多种材料，包括金属、合金、或其他导电材料。混合通孔内连线结构的形成方法可采用单镶嵌制程、双镶嵌制程、反应性离子蚀刻制程、或其他合适制程。混合通孔内连线结构有利于减少接点电阻与内连线电阻，并改善制作的难度与效率。
[0030]图1至图10是多种实施例中，采用单镶嵌制程所形成的混合通孔内连线结构100的剖视图。混合通孔内连线结构100的形成方法，一般为集成电路制作制程的后段制程部分。集成电路制程的后段制程部分，通常在集成电路制程的前段制程部分之后。在前段制程部分中，可形成个别的半导体装置(如晶体管、电容器、电阻、或类似物)于晶圆(如基体硅基板)上，并由隔离结构(如浅沟槽隔离结构)分成多个装置区。在后段制程部分中，可形成晶圆上的个别装置与线路之间的内连线。举例来说，后段制程部分可包含形成多种接点、金属层、绝缘层、与接合位点。
[0031]一些现有的形成内连线结构的方法为集成电路制作制程的后段制程部分，其具有
高接点电阻。举例来说，在形成铜内连线时，采用阻障金属层以化学隔离铜填充层与周围的硅材料的作法，会导致高接点电阻。此现象会导入传播延迟、增加能耗、并造成其他不想要的效应。此外，随着半导体装置的结构尺寸缩小，且对更小晶片的需求逐渐增加，形成传统铜内连线与其他类似内连线结构面临挑战。举例来说，形成铜内连线所采用的填充制程中的难处，会造成空洞与其他不想要的效应。在采用多种制作技术如单镶嵌技术、双镶嵌技术、反应性离子蚀刻技术、或其他类似技术时，会产生这些问题。
[0032]如图1所示，混合通孔内连线结构100包括以混合通孔110电性连接的金属填充层122与金属填充层124。阻障金属层132与盖层160围绕金属填充层122。阻障金属层134围绕金属填充层124。阻障金属层132与盖层160的组合可完全围绕金属填充层122。阻障金属层134可完全围绕金属填充层124(但图1未图示此结构)。这些层与蚀刻停止层150所分开的绝缘层142及绝缘层144相邻。
[0033]在一些实施例中，金属填充层122与金属填充层124为铜内连线。然而金属填充层122与金属填充层124的组成可为其他合适材料(如铝或类似物)。阻障金属层132与阻障金属层134可使金属填充层122与金属填充层124分别与周围材料如硅或其他材料化学隔离。举例来说，阻障金属层132可避免金属填充层122扩散至绝缘层142。阻障金属层132与阻障金属层134的材料组成可为钽、钴、钌、或其他合适材料。阻障金属层132与阻障金属层134的材料组成通常有效地化学隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，包括：一第一阻障金属层，围绕一第一金属填充层的至少一部分；一第二阻障金属层，围绕一第二金属填充层的至少一部分；以及一混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：锺进龙，杨士亿，李明翰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：