[发明专利]无电镀金属衬层形成方法

说明书

本发明一般涉及到微电子部件的制造，如由集成电路互连而成的高密度系统，更确切地说是涉及到集成电路中金属零件的衬层、籽晶层及势垒层的形成。

当器件尺寸和冶金术改变并缩小时，在给定层的线路与通道的侧壁及底部处的衬层/籽晶层的台阶覆盖变得很复杂。由于流行倾向于更高的纵横比和更小的整体尺寸，故采用目前的淀积方法和材料，在所有必需的侧壁表面上能够产生覆盖不完全的衬层及籽晶层。在覆盖不完全的地方填充线路及通道的金属会渗入线路/通道周围的介质材料中，实际上“毒害”邻近不连续性的介质材料，并能够危及电学连接。

物理汽相淀积(PVD)与化学汽相淀积(CVD)是当前流行的衬层淀积方法。所谓衬层指的是在腐蚀当前层的线路与通道要占用的窗口之后淀积在半导体材料上的图形化的介电材料上的层。所谓零件指的是填充窗口的金属。用户规定的设计将控制线路与通道的位置，出于诸多的理由，这些衬层与籽晶层常常是必不可少的。由于衬层覆盖不完全，故最后填充被刻蚀的窗口的金属，可能扩散进入介质材料中。最终可能使器件性能恶化。同时，金属层可能不粘附于介质材料。在某些情况下，该衬层可以包含一种以上的材料或者单一材料的一个以上的相，籽晶层可能是必不可少的，以保证完全的金属填充。对籽晶层的需求依赖于淀积方法。所谓衬层/籽晶层指的是用于双重目的的单一淀积层。衬层/籽晶层是防止金属扩散进入周围的介质材料中的具有良好的电学导电性与良好的金属粘附性质的层。

用于铜、铝、及AlCu的普通衬层材料，包括钽、钨、钛、及含有钛、钨、及钽的化合物如氮化钽和氮化钛。用于铜、铝、及AlCu的其它衬层材料，包括随便用哪种金属组成的籽晶层淀积物，当淀积方法产生不均匀的结果且没有连续的覆盖时，就出现了困难。当器件尺寸缩小时，将所有层的甚至衬层及衬层/籽晶层的厚度减薄至最小，将是有利的。将淀积工艺尽可能地加以简化，也将是有利的。如果单一层淀积能够取代2-3步的衬层及籽晶层工艺，则会导致节省成本且提高效率。因此，对既能起衬层及衬层/籽晶层的作用，又可以在窗口周围的金属与介质材料之间提供连续的界面的材料，一直有所需求。

因此本发明的目的在于提供一种改进型结构，该结构提供了一种单一层，该单一层具有衬层完整性，以及当前层与其他金属层之间的电学连续性。

本发明的目的还在于提供一种结构，该结构具有在高纵横比和微小尺寸情况下提供连续性表面覆盖的新颖的衬层材料。

按照上面所述及别的目的，本发明公开并要求专利保护一种微电子方法，它包括形成半导体零件的方法，它包含：

用第一材料镀涂介质材料中的窗口，该材料包含CoXY，其中X选自钨和硅，Y选自磷和硼。

按照上面所述及别的目的，本发明还公开并要求专利保护一种微电子结构，该结构包含带有窗口的半导体介质材料；

第一材料对窗口加衬层，第一材料包含MXY，其中M选自钴和镍，X选自钨和硅，Y选自磷和硼；以及

第二材料填充被加了衬层的介质材料。

从参照附图对用来实现本发明的优选模式进行的下列描述中，本发明的这些及其他的目的、特征、及优点是显而易见的。

图1，未按比例尺或真实比率描绘，该图是本发明方法的中间步骤的局部剖面图。

图2，未按比例尺或真实比率描绘，该图是本发明一个实施例的局部剖面图。

图3，未按比例尺或真实比率描绘，该图是本发明另一实施例的局部剖面图。

本发明可应用于诸如具有铜冶金的高密度集成电路的微电子元件的制造，参见图1，本发明提供了一种改进的方法，用来提供铜衬层和带有新颖衬层的铜结构。图1所示的结构示出了半导体介质材料1，其当前金属层衬层/通道零件10已经用本技术已知的任何方法刻蚀好。用无电镀涂的Co-W-P层15，对此零件作衬层。