TWI246741B

A damascene interconnect structure with cap layer

Abstract

A method of forming an integrated circuit interconnect structure is presented. A first conductive line is formed over a semiconductor substrate. A conductive cap layer is formed on the first conductive line to improve device reliability. An etch stop layer (ESL) is formed on the conductive cap layer. An inter-metal dielectric (IMD) is formed on the ESL. A via opening and a trench are formed in the ESL, IMD, and conductive cap layer. A recess is formed in the first conductive line. The recess can be formed by over etching when the first dielectric is etched, or by a separate process such as argon sputtering. A second conductive line is formed filling the trench, opening and recess.

TWI246741B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 5

Term

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17 claims: 14 independent, 3 dependent

  1. 1
    一種積體電路之內連線結構,包括:第一導電層,從一個基料(base material)的表面延伸至該基料的內部;一導電覆蓋層,置於該第一導電層上方;第一介電層,置於該導電覆蓋層與該基料上方;第二介電層,置於該第一介電層上方;一開口,置於該第一介電層、該第二介電層、以及該導電覆蓋層內,其中該開口延伸至第一導電層內部並形成一凹部;以及第二導電層,置於該第二介電層上方並填滿該開口與該凹部。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該第一導電層與該第二導電層之材料係選自大體上由含銅之原子百分比超過10%的合金、含鋁、銀、金之原子百分比超過50%的合金、以及上述合金的組合所組成之族群。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項所述之積體電路之內連線結構,其中該第一導電層與該第二導電層具有一大體上低於4歐姆-公分的電阻率。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該導電覆蓋層之材料係選自大體上由鈷、鎳、鎢、鉬、鉭、硼、磷、以及上述元素的組合所組成之族群。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該導電覆蓋層之材料係選自大體上由磷化鈷、硼化鈷、磷鎢化鈷、硼鎢化鈷、磷鎢化鎳、磷錫化鈷、硼鎢化鎳、矽化銅、氮化鋯、磷鉬化鎳、以及上述化合物的組合所組成之族群。
  6. 6
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該導電覆蓋層具有一厚度,該厚度大體上介於2奈米與20奈米之間。
  7. 7
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該第二介電層之材料係選自大體上由摻雜碳之氧化矽、摻雜氟之氧化矽、有機低介電常數材料、多孔性低介電常數材料、以及上述材料的組合所組成之族群。
  8. 8
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該凹部具有一深度,該深度大體上介於1奈米與100奈米之間。
  9. 9
    如申請專利範圍第1項所述之積體電路之內連線結構,其中該該凹部具有一深度,該深度大體上介於10奈米與100奈米之間。
  10. 10
    一種積體電路之內連線結構的形成方法,該方法包括:形成第一導電層,該第一導電層從一個基料的表面延伸至該基料內部;形成一導電覆蓋層於該第一導電層上方;形成第一介電層於該導電覆蓋層上方;形成第二介電層於該第一介電層上方;形成一開口於該第一介電層、該第二介電層、以及該導電覆蓋層內;形成一凹部於該第一導電層的內部,其中該凹部係該開口的延伸部分;以及形成第二導電層於該第二介電層上方並填滿該開口與該凹部。
  11. 11
    如申請專利範圍第10項所述之積體電路之內連線結構的形成方法,其中該凹部的形成方法包括反應式離子蝕刻法或濺射蝕刻法。
  12. 12
    如申請專利範圍第10項所述之積體電路之內連線結構的形成方法,其中該第一導電層與該第二導電層之材料係選自大體上由含銅之原子百分比超過10%的合金、含鋁、銀、金之原子百分比超過50%的合金、以及上述合金的組合所組成之族群。
  13. 13
    如申請專利範圍第10項所述之積體電路之內連線結構的形成方法,其中該導電覆蓋層之材料係選自大體上由鈷、鎳、鎢、鉬、鉭、硼、磷、以及上述元素的組合所組成之族群。
  14. 14
    如申請專利範圍第10項所述之積體電路之內連線結構的形成方法,其中該凹部具有一深度,該深度大體上介於1奈米與10奈米之間。
  15. 15
    一種積體電路之內連線結構,包括:第一導電層,形成在一個基料內部的一個溝渠內;一導電覆蓋層,置於該第一導電層上方;第一介電層,置於該導電覆蓋層與該基料上方;以及一介層窗,置於該第一介電層以及該導電覆蓋層內,其中該介層窗延伸至第一導電層內部。
  16. 16
    如申請專利範圍第15項所述之積體電路之內連線結構,其中該介層窗延伸至第一導電層內部之深度大體上介於1奈米與100奈米之間。
  17. 17
    如申請專利範圍第15項所述之積體電路之內連線結構,更包括:第二介電層,置於該第一介電層上方;以及第二導電層,置於該第二介電層內並與該介層窗形成電性接觸。
Independent claims17