本發(fā)明大體是關(guān)于半導(dǎo)體裝置的制造，并且更具體地說，是關(guān)于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的各種方法。

背景技術(shù)：

在諸如微處理器、儲(chǔ)存裝置及類似者等現(xiàn)代集成電路中，于有限芯片面積上提供并操作非常大量的電路組件，特別是晶體管。近數(shù)十年來，電路組件(如晶體管)在效能提升及實(shí)體尺寸(特征尺寸)縮減方面已有極大的進(jìn)步。場效應(yīng)晶體管(fet)有各種組態(tài)，例如：平面型晶體管裝置、finfet裝置、納米線裝置等。fet無論是何種形式，都具有柵極電極、源極區(qū)、漏極區(qū)、以及置于源極與漏極區(qū)之間的溝道區(qū)。場效應(yīng)晶體管的狀態(tài)(“接通”或“斷開”)由柵極電極控制。柵極電極一經(jīng)施加適當(dāng)?shù)目刂齐妷?，溝道區(qū)變會(huì)導(dǎo)電，從而允許電流在源極與漏極區(qū)之間流動(dòng)。

為了在集成電路裝置上提升fet的操作速度并增加fet的密度，數(shù)年來，裝置設(shè)計(jì)人員已大幅縮減fet的實(shí)體大小，尤其是晶體管裝置的溝道長度。由于晶體管裝置的尺寸縮減，電路組件的操作速度已隨著每一個(gè)新裝置世代而提升，而此類產(chǎn)品中的“堆積密度”，即每單位面積的晶體管裝置數(shù)目，也在同時(shí)間增加。此類晶體管裝置效能提升以使得與最終集成電路產(chǎn)品操作速度有關(guān)的一項(xiàng)限制因子不再是個(gè)別晶體管組件，而是裝置層上面所形成的復(fù)雜接線系統(tǒng)的電氣效能，其中諸如晶體管等實(shí)際半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電路組件為在半導(dǎo)體基材中及上面形成。

一般而言，由于電路組件數(shù)量大且現(xiàn)代集成電路需要的布局復(fù)雜，無法在電路組件制造所處的同一裝置層內(nèi)建立個(gè)別電路組件的電連接或“接線配置”。因此，各種構(gòu)成集成電路產(chǎn)品整體接線圖型的電連接為在形成或堆疊于產(chǎn)品的裝置層上面的一或多個(gè)附加的所謂的“金屬化層”中形成。一般的集成電路產(chǎn)品可含有此類金屬化層中的數(shù)層，例如：7至12層，端視集成電路產(chǎn)品的復(fù)雜度而定。

這些金屬化層一般各由絕緣材料層所構(gòu)成，材料層中形成有導(dǎo)電金屬線及/或?qū)щ娺^孔。大體上，導(dǎo)線提供內(nèi)階(inter-level)(即層內(nèi))電連接，而導(dǎo)電過孔提供介于不同金屬化層或階之間的層級(jí)間連接或垂直連接。這些導(dǎo)線及導(dǎo)電過孔可由具有適當(dāng)阻障層的各種不同材料所構(gòu)成，例如：銅等。集成電路產(chǎn)品中的第一金屬化層一般稱為“m1”層，而用于在m1層與實(shí)體接觸裝置的更低層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間建立電連接的導(dǎo)電過孔一般則稱為“v0”過孔。對(duì)于目前的先進(jìn)集成電路產(chǎn)品，這些金屬化層中的導(dǎo)線及導(dǎo)電過孔一般是由銅所構(gòu)成，而且是使用已知的鑲嵌或雙鑲嵌技術(shù)在絕緣材料層中形成。如上所述，附加金屬化層為在m1層上面形成，例如：m2/v1、m3/v2等。在業(yè)界里，v0層下面的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)由于接觸硅基材中形成的“裝置”(例如：晶體管)，大體上視為“裝置層”接觸部或單純地視為“接觸部”。

然而，就先進(jìn)世代的產(chǎn)品，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸(例如：導(dǎo)線的橫寬)傾向于跟著縮減。在一些應(yīng)用中，單一金屬化層可具有橫寬顯著不同的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。使用電鍍或無電式鍍覆技術(shù)以銅材料在絕緣材料層中填充較小溝槽會(huì)有所困難。此外，即使這些導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的整體關(guān)鍵尺寸縮減，必須在這些溝槽中形成的阻障層的厚度仍然大約相同，亦即，阻障層厚度并未隨著導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如：導(dǎo)線)的整體關(guān)鍵尺寸(橫寬)縮減而跟著比例縮小(至少并不顯著)。因此，溝槽內(nèi)用于更多導(dǎo)電銅材料(即導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的主體金屬)的空間更小，而且相對(duì)而言，此類導(dǎo)電結(jié)構(gòu)內(nèi)的電流密度在操作期間增大。進(jìn)而，主體銅材料電流密度增大會(huì)導(dǎo)致銅材料在ic產(chǎn)品操作期間出現(xiàn)更不理想的電遷移，這會(huì)降低產(chǎn)品效能及/或?qū)е庐a(chǎn)品故障。

關(guān)于使用替代材料(例如：鈷等)取代銅作為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的主體部分已有人研究。圖1a至1d繪示使用此類替代材料在集成電路產(chǎn)品上金屬化層中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的一種說明性先前技術(shù)方法。圖1a為先前技術(shù)集成電路產(chǎn)品10的說明性金屬化層的簡化圖。于制作程序的上制點(diǎn)，產(chǎn)品10包含蝕刻終止層12及絕緣材料層14，例如：低k材料、二氧化硅等。已通過進(jìn)行各種不同已知先前技術(shù)處理技術(shù)中任一者，在絕緣材料層14中界定多個(gè)較窄溝槽16(具有關(guān)鍵尺寸16a)及較寬溝槽18(具有關(guān)鍵尺寸18a)。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，關(guān)鍵尺寸16a可約為10nm至20nm，而關(guān)鍵尺寸18a可約為30nm至150nm。如圖所示，阻障層20跨越層件14并在溝槽16、18中初始形成。實(shí)際上，簡易繪示的阻障層20可包含多個(gè)材料層。之后，進(jìn)行保形沉積程序以在溝槽16、18中沉積主體金屬層22，例如：鈷。主體金屬層22可具有例如約10nm至20nm的厚度，使得其實(shí)質(zhì)填充更小的溝槽16，但僅“內(nèi)襯”(line)更寬的溝槽18。

圖1b繪示產(chǎn)品10在其上以約300℃至400℃的溫度進(jìn)行退火程序后的狀況。此退火程序造成金屬層22的材料回焊并且再結(jié)晶。如圖所示，通過進(jìn)行退火程序，更大溝槽18的側(cè)壁的實(shí)質(zhì)部分已有效清除主體金屬層22(原位留下阻障層20)，而主體金屬層22的一部分22x則仍然置于更寬溝槽18的底端。

圖1c繪示產(chǎn)品10在其上形成附加主體金屬材料22a(例如：鈷)的蓋層后的狀況。附加主體金屬材料22a可通過進(jìn)行物理氣相沉積(pvd)程序或通過進(jìn)行電鍍程序來形成。原始主體金屬層22的輪廓在圖1c僅為了參考目的而展示，因?yàn)橹黧w金屬材料22、22a將會(huì)在形成程序期間互相有效合并。

圖1d繪示產(chǎn)品10在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層14的上表面14a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽18中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30、及各較窄溝槽16中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)32。

一般來說，銅比諸如鈷等其它金屬具有更低的電阻率(更高的導(dǎo)電率)。然而，一般已知的是，對(duì)于銅為結(jié)構(gòu)主體部分的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，形成非常小的含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如：具有約20nm或更小橫寬(關(guān)鍵尺寸)的結(jié)構(gòu))，銅的電阻率增大。諸如鈷等可當(dāng)作導(dǎo)電結(jié)構(gòu)主體部分使用的其它材料也使此類小型導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中主體金屬材料的電阻率增大。然而，對(duì)于此類小型結(jié)構(gòu)，鈷導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電阻率增大幅度小于對(duì)應(yīng)銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電阻率對(duì)應(yīng)增大幅度。因此，窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)32中使用替代金屬材料22可比此類更小導(dǎo)電結(jié)構(gòu)32中使用銅提供更大效益，但基于數(shù)個(gè)理由，就更大或更寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30使用此類替代主體金屬材料會(huì)有不同結(jié)果。第一，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30的主體部分(例如：主體金屬22/22a)如較大量，則銅在此類較寬溝槽18中形成時(shí)電阻增大并不顯著。第二，銅(較低)及替代材料22/22a(較高)的基本電氣特性(例如：電阻)差異如正常，則使用替代金屬材料22形成更小導(dǎo)電結(jié)構(gòu)32時(shí)獲得的效益并不存在，因?yàn)檫@與使用此類替代金屬材料22/22a形成更大導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30有關(guān)。第三，在一些情況下，相比于使用銅當(dāng)作更寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)主體部分形成更寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30，更寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30中使用此類替代主體金屬材料22/22a導(dǎo)致具有整體更高電阻的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)30。

本發(fā)明針對(duì)在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的各種方法，其可解決或至少減少一些上面指認(rèn)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以下介紹本發(fā)明的簡化概要，以便對(duì)本發(fā)明的一些態(tài)樣有基本的了解。本概要并非本發(fā)明的詳盡概述。用意不在于指認(rèn)本發(fā)明的重要或關(guān)鍵要素，或敘述本發(fā)明的范疇。目的僅在于以簡化形式介紹一些概念，作為下文更詳細(xì)說明的引言。

本發(fā)明大體是針對(duì)在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的各種方法。本發(fā)明中所揭示的一種說明性方法此外還包括在絕緣材料層中形成第一溝槽與第二溝槽，第一溝槽具有第一橫向關(guān)鍵尺寸，第二溝槽具有比第一溝槽的第一橫向關(guān)鍵尺寸更大的第二橫向關(guān)鍵尺寸，在第一溝槽中形成第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中，第一主體金屬材料構(gòu)成第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的主體部分，以及在第二溝槽中形成第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中，第二主體金屬材料構(gòu)成第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的主體部分，并且其中，第一主體金屬材料與第二主體金屬材料為不同材料。

本發(fā)明中所揭示的另一說明性方法此外還包括在絕緣材料層中形成第一溝槽與第二溝槽，第一溝槽具有第一橫向關(guān)鍵尺寸，第二溝槽具有比第一溝槽的第一橫向關(guān)鍵尺寸更大的第二橫向關(guān)鍵尺寸，在第一與第二溝槽兩者中沉積第一主體金屬層，并且進(jìn)行至少一個(gè)第一程序操作以移除部分第一主體金屬層，同時(shí)留下第一主體金屬層置于第一溝槽內(nèi)的其余部分。在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，本方法亦包括在第一主體金屬層的其余部分上面并在第二溝槽內(nèi)沉積第二主體金屬層，以便以第二主體金屬層過量填充第二溝槽，其中，第一主體金屬層與第二主體金屬層包含不同材料，以及進(jìn)行至少一個(gè)第二程序操作以移除置于至少一個(gè)絕緣材料層的上表面上面的材料，以界定置于第一溝槽中的窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及位在第二溝槽中的寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

附圖說明

本發(fā)明可搭配附圖參照以下說明來了解，其中相似的參考組件符號(hào)表示相似的組件，并且其中：

圖1a至1d繪示在集成電路產(chǎn)品上金屬化層中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的一種說明性先前技術(shù)方法；

圖2a至2d繪示本發(fā)明中所揭示用于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的一種說明性方法；

圖3a至3e繪示本發(fā)明中所揭示用于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的另一說明性方法；

圖4a至4e繪示本發(fā)明中所揭示用于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的又另一說明性方法；

圖5a至5e繪示本發(fā)明中所揭示用于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的另一說明性方法；

圖6a至6e繪示本發(fā)明中所揭示用于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的再一說明性方法；以及

圖7a至7e繪示本發(fā)明中所揭示用于在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的另一說明性方法。

盡管本發(fā)明所揭示的發(fā)明目標(biāo)易受各種修改和替代形式所影響，其特定具體實(shí)施例仍已通過圖式中的實(shí)施例予以表示并且在本發(fā)明中予以詳述。然而，應(yīng)了解的是，本發(fā)明中特定具體實(shí)施例的說明用意不在于將本發(fā)明限制于所揭示的特定形式，相反地，如隨附權(quán)利要求書所界定，用意在于涵蓋落于本發(fā)明的精神及范疇內(nèi)的所有修改、均等例、及替代方案。

符號(hào)說明：

10集成電路產(chǎn)品12蝕刻終止層

14絕緣材料14a上表面

16、116較窄溝槽

16a、18a、116a、118a關(guān)鍵尺寸

18、118較寬溝槽20阻障層

22主體金屬層22a主體金屬

22x、122x部分30寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)

32窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100集成電路產(chǎn)品

112蝕刻終止層114絕緣材料

114a上表面120第一阻障層

122第一主體金屬層122y較薄部分

123蝕刻程序123a等向性蝕刻程序

124第二阻障層125晶種層

126第二主體金屬層127退火程序

128寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面說明本發(fā)明的各項(xiàng)說明性具體實(shí)施例。為了澄清，本說明書中并未說明實(shí)際實(shí)作態(tài)樣的所有特征。當(dāng)然，將會(huì)領(lǐng)會(huì)旳是，在開發(fā)任何此實(shí)際具體實(shí)施例時(shí)，必須做出許多實(shí)作態(tài)樣特定決策才能達(dá)到開發(fā)者的特定目的，例如符合系統(tǒng)有關(guān)及業(yè)務(wù)有關(guān)的限制條件，這些限制條件會(huì)隨實(shí)作態(tài)樣不同而變。此外，將會(huì)領(lǐng)會(huì)的是，此一開發(fā)努力可能復(fù)雜且耗時(shí)，雖然如此，仍會(huì)是受益于本發(fā)明的所屬領(lǐng)域技術(shù)人員的例行工作。

本發(fā)明目標(biāo)現(xiàn)將參照附圖來說明。各種結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)及裝置在圖式中只是為了闡釋而繪示，為的是不要因所屬領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的細(xì)節(jié)而混淆本發(fā)明。雖然如此，仍將附圖包括進(jìn)來以說明并闡釋本發(fā)明的說明性實(shí)施例。本發(fā)明中使用的字組及詞組應(yīng)了解并詮釋為與所屬領(lǐng)域技術(shù)人員了解的字組及詞組具有一致的意義。與所屬領(lǐng)域技術(shù)人員了解的通常及慣用意義不同的詞匯或詞組(即定義)的特殊定義，用意不在于通過本發(fā)明詞匯或詞組的一致性用法提供暗示。就術(shù)語或詞組用意在于具有特殊意義(亦即，不同于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的術(shù)語或詞組)的方面來說，此特殊定義將在說明書中以直接并且明確提供術(shù)語或詞組特殊定義的明確方式予以清楚提出。

本發(fā)明是針對(duì)在金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的各種方法。如對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員一經(jīng)完整閱讀本申請便將會(huì)輕易顯而易見的是，本發(fā)明中揭示的方法可在形成電耦合至例如晶體管、記憶胞、電阻器等各種不同半導(dǎo)體裝置的金屬化層時(shí)運(yùn)用，以及可在就包括但不局限于asic、邏輯產(chǎn)品、內(nèi)存產(chǎn)品、系統(tǒng)芯片產(chǎn)品等各種不同集成電路產(chǎn)品形成金屬化層時(shí)運(yùn)用。請參閱附圖，現(xiàn)將更詳細(xì)說明本發(fā)明中揭示的方法的各項(xiàng)說明性具體實(shí)施例。下文所述的各個(gè)材料層可通過各種不同已知技巧任一者來形成，例如：化學(xué)氣相沉積(cvd)程序、原子層沉積(ald)程序、熱生長程序、旋轉(zhuǎn)涂布技巧等。此外，如本發(fā)明及所附權(quán)利要求書中使用者，字詞“相鄰”要給予廣義的詮釋，并且應(yīng)該詮釋成涵蓋一特征確實(shí)接觸另一特征或緊密靠近那另一特征。

圖2a至2d繪示本發(fā)明中所揭示用于在形成于集成電路產(chǎn)品100上的金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的一種說明性方法。產(chǎn)品100可以是運(yùn)用諸如集成電路產(chǎn)品上常有的導(dǎo)線或過孔等任何類型的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的任何類型的集成電路產(chǎn)品，包括但不局限于邏輯產(chǎn)品、內(nèi)存產(chǎn)品、系統(tǒng)芯片產(chǎn)品等。

圖2a為集成電路產(chǎn)品100的說明性金屬化層的簡化圖。本發(fā)明中所示的金屬化層用意在于代表產(chǎn)品100上任何階處形成的任何金屬化層(例如：m1層及/或m1層上面形成的任何金屬化層)，而且一般是在所謂的beol(后段制程)處理操作期間形成。于圖2a中所示的制造點(diǎn)，產(chǎn)品100包含蝕刻終止層112及絕緣材料層114。蝕刻終止層112可由諸如氮化硅的材料所構(gòu)成。絕緣材料層114可由各種不同材料所構(gòu)成，例如：低k材料(k值等于或小于3.3)、二氧化硅等。已通過進(jìn)行各種不同先前技術(shù)中任一者，例如：透過圖型化蝕刻掩膜進(jìn)行一或多個(gè)蝕刻程序，在絕緣材料層114中界定多個(gè)較窄溝槽116(具有關(guān)鍵尺寸116a)及較寬溝槽118(具有關(guān)鍵尺寸118a)。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，在現(xiàn)今的產(chǎn)品100中，關(guān)鍵尺寸116a可約為10nm至20nm，而關(guān)鍵尺寸118a可約為30nm至150nm。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，更寬溝槽118的關(guān)鍵尺寸118a可比更窄溝槽116的關(guān)鍵尺寸116a大至少三倍。

請繼續(xù)參閱圖2a，簡易繪示的第一阻障層120跨越層件114并在溝槽116、118中初始形成。實(shí)際上，所示阻障層120可包含多個(gè)材料層，并且可具有約1nm至3nm的厚度。第一阻障層120可由各種不同材料所構(gòu)成，例如：一或多層氮化鈦、氮化鉭、鉭、鈦等。此(等)就第一阻障層120選擇的材料可基于就將會(huì)在形成第一阻障層120后形成的第一主體金屬層122(下文有論述)選擇的材料。另外，“阻障層”一詞如本發(fā)明所使用并且在權(quán)利要求書中，應(yīng)理解為亦包括最終導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(若存在)中任何所謂的黏附層。第一阻障層120可通過進(jìn)行例如保形ald程序、pvd程序等各種技術(shù)來形成。之后，進(jìn)行保形沉積程序以在溝槽116、118中沉積第一主體金屬層122，例如：鈷。第一主體金屬層122可具有例如約10nm至20nm的厚度，使得其實(shí)質(zhì)過量填充更小的溝槽116，但僅“內(nèi)襯”更寬的溝槽118。亦即，第一主體金屬層122的形成厚度使其實(shí)質(zhì)在更小的溝槽116中“夾止”(pitching-off)。當(dāng)然，由于第一主體金屬層122的夾止，更小溝槽116里主體金屬層材料122內(nèi)可存在一些較小空洞(圖未示)。

圖2b繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行定時(shí)、等向性蝕刻程序123后的產(chǎn)品。蝕刻程序123完成時(shí)，第一主體金屬層122的材料實(shí)質(zhì)全都已從產(chǎn)品100移除，但更小溝槽116內(nèi)第一主體金屬層122的材料實(shí)質(zhì)填充更小溝槽116者除外。要注意的是，第一主體金屬層122的材料實(shí)質(zhì)全都已從更寬溝槽118清除。

圖2c繪示進(jìn)行數(shù)個(gè)程序操作后的產(chǎn)品。首先，簡易繪示的第二阻障層124初始形成于第一阻障層120上面、更小溝槽116中第一主體金屬層122的材料上面、以及更大溝槽118內(nèi)的第一阻障層120上。之后，在一項(xiàng)具體實(shí)施例中，于第二阻障層124上形成晶種層125(以虛線繪示)。接著，在產(chǎn)品100上形成例如銅的第二主體金屬層126，以便過量填充更寬溝槽118。第二主體金屬層126由與第一主體金屬層122不同的材料所制成。然而，在一些應(yīng)用中，可不需要晶種層125。舉例而言，在一些應(yīng)用中，形成第二阻障層124之后，第二主體金屬層126可通過進(jìn)行無電式鍍覆程序、或通過例如cvd或pvd程序的沉積程序來形成。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，第二主體金屬層126可以是主體銅層，并且晶種層125可以是銅晶種層。在另一特定具體實(shí)施例中，第二主體金屬層126可以是主體銅層，而第一主體金屬層122可由例如鈷所制成。實(shí)際上，所示第二阻障層124可包含一或多個(gè)材料層，并且可具有約1nm至3nm的厚度。第二阻障層124可由各種不同材料所構(gòu)成，例如：一或多層氮化鈦、氮化鉭、鉭、鈦等。此(等)就第二阻障層124選擇的材料可基于就第二主體金屬層126選擇的材料。第二阻障層124可通過進(jìn)行例如保形ald程序、pvd程序等各種技術(shù)來形成。在一些應(yīng)用中，第一阻障層120的(諸)材料與第二阻障層124的(諸)材料可以不同，但并非所有應(yīng)用都需要此種情況。

圖2d圖繪示產(chǎn)品100在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層114的上表面114a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽118中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128、及各較窄溝槽116中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。如圖所示，在這項(xiàng)實(shí)施例中，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128由第一阻障層120、第二阻障層124及第二主體金屬層126所構(gòu)成，其中第二主體金屬層126構(gòu)成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128導(dǎo)電部分的主體，亦即導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128中阻障層120、124除外的主要金屬材料。相比之下，窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130由第一阻障層120及第一主體金屬層122所構(gòu)成，其中，第一主體金屬層122構(gòu)成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130導(dǎo)電部分的主體，亦即窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130中阻障層120除外的主要金屬材料。

圖3a至3e繪示本發(fā)明中所揭示用于在集成電路產(chǎn)品100上金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的另一說明性方法。圖3a繪示產(chǎn)品100在與圖2a中所示相對(duì)應(yīng)的制作點(diǎn)時(shí)的情況。

圖3b繪示產(chǎn)品100在其上以約300℃至400℃的溫度進(jìn)行退火程序127后的狀況。退火程序127造成第一主體金屬層122的材料回焊并且再結(jié)晶。如圖所示，通過進(jìn)行此退火程序127，更大溝槽118的側(cè)壁的實(shí)質(zhì)部分已有效清除第一主體金屬層122(原位留下阻障層120)，而第一主體金屬層122的一部分122x則仍然置于更寬溝槽118的底端。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，部分122x可具有等級(jí)約10nm至30nm的厚度。

圖3c繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述定時(shí)、等向性蝕刻程序123后的產(chǎn)品。蝕刻程序123完成時(shí)，第一主體金屬層122的材料實(shí)質(zhì)全都已從產(chǎn)品100移除，但更小溝槽116內(nèi)第一主體金屬層122的材料實(shí)質(zhì)填充更小溝槽116者除外。要注意的是，第一主體金屬層122的材料已從更寬溝槽118清除。

圖3d繪示產(chǎn)品100在其上形成上述第二阻障層124、晶種層125及第二主體金屬層126后的情況。

圖3e繪示產(chǎn)品100在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層114的上表面114a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽118中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128、及各較窄溝槽116中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。如圖所示，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128由第一阻障層120、第二阻障層124及第二主體金屬層126所構(gòu)成，其中，第二主體金屬層126構(gòu)成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的主體，亦即寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128中阻障層120、124除外的主要金屬材料。相比之下，窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130由第一阻障層120及第一主體金屬層122所構(gòu)成，其中，第一主體金屬層122構(gòu)成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130導(dǎo)電部分的主體，亦即導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130中阻障層120除外的主要金屬材料。

圖4a至4e繪示本發(fā)明中所揭示用于在集成電路產(chǎn)品100上金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的又另一說明性方法。圖4a繪示產(chǎn)品100在與圖2a中所示相對(duì)應(yīng)的制作點(diǎn)時(shí)的情況。

圖4b繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述退火程序127后的情況。如圖所示，通過進(jìn)行此退火程序127，更大溝槽118的側(cè)壁的實(shí)質(zhì)部分已有效清除第一主體金屬層122，而第一主體金屬層122的一部分122x則仍然置于更寬溝槽118的底端。

圖4c繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述定時(shí)、等向性蝕刻程序123后的產(chǎn)品。然而，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，蝕刻程序126進(jìn)行一持續(xù)時(shí)間，使得蝕刻程序123完成時(shí)，第一主體金屬層122的材料的較薄部分122y仍然置于更大溝槽118的底端。如前述，在蝕刻程序123完成時(shí)，第一主體金屬層122的材料實(shí)質(zhì)填充更小溝槽116。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，部分122y可具有等級(jí)約3nm至10nm的厚度。

圖4d繪示產(chǎn)品100在其上形成上述第二阻障層124、晶種層125及第二主體金屬層126后的情況。

圖4e繪示產(chǎn)品100在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層114的上表面114a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽118中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128、及各較窄溝槽116中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。如圖所示，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128由第一阻障層120、第二阻障層124、第一主體金屬層122的部分122y、以及第二主體金屬層126所構(gòu)成。即使是在第一主體金屬層122的部分122y寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的部分的具體實(shí)施例中，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的第二主體金屬層126仍然構(gòu)成整體寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的主體導(dǎo)電部分，亦即第二主體材料層126的材料為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128中阻障層120、124、及第一主體金屬層122的部分122y除外的主要金屬材料。舉例而言，取決于第一主體金屬層122的部分122y的厚度，可將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的第二主體金屬層126的部分合計(jì)為約導(dǎo)電材料總體積的60％至90％，其共同界定寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128。如前述，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130由第一阻障層120及第一主體金屬層122所構(gòu)成，其中第一主體金屬層122構(gòu)成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130導(dǎo)電部分的主體，亦即窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130中阻障層120除外的主要金屬材料。

圖5a至5e繪示本發(fā)明中所揭示用于在集成電路產(chǎn)品100上金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的另一說明性方法。圖5a繪示產(chǎn)品100在與圖2a中所示相對(duì)應(yīng)的制作點(diǎn)時(shí)的情況。

圖5b繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述退火程序127后的情況。如圖所示，通過進(jìn)行此退火程序127，更大溝槽118的側(cè)壁的實(shí)質(zhì)部分已有效清除第一主體金屬層122，而第一主體金屬層122的一部分122x則仍然置于更寬溝槽118的底端。

圖5c繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述定時(shí)、等向性蝕刻程序123后的情況。然而，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，蝕刻程序123進(jìn)行一持續(xù)時(shí)間，使得蝕刻程序123完成時(shí)，第一主體金屬層122自更寬溝槽118移除，而更窄溝槽116中第一主體金屬層122有部分凹陷，使得溝槽116中第一主體金屬層122的已凹陷上表面122a安置在絕緣材料層114的上表面114a下面約5nm至20nm的階。亦即，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，完成蝕刻程序123之后，第二主體金屬層122的材料并未實(shí)質(zhì)填充溝槽116。

圖5d繪示產(chǎn)品100在其上形成上述第二阻障層124、晶種層125及第二主體金屬層126后的情況。要注意的是，層件124、125及126有部分伸入第二主體金屬層122的已凹陷材料上面溝槽116的上部分。

圖5e繪示產(chǎn)品100在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層114的上表面114a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽118中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128、及各較窄溝槽116中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。如圖所示，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128由第一阻障層120、第二阻障層124及第二主體金屬層126所構(gòu)成，其中，第二主體金屬層126的材料構(gòu)成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的主體導(dǎo)電部分，亦即寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128中阻障層120、124除外的主要金屬材料。然而，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，窄寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130由第一阻障層120、一部分第一主體金屬層122、第二阻障層124、以及一部分第二主體金屬層126所構(gòu)成。然而，即使在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，第一主體金屬層122的該部分仍然構(gòu)成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130的導(dǎo)電部分的主體，亦即導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130中阻障層120、阻障層124及第二主體金屬層126的部分除外的主要金屬材料。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，圖5e所示窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130的第一主體金屬層122的材料可構(gòu)成導(dǎo)電材料總體積的60％至90％，其共同界定窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。

圖6a至6e繪示本發(fā)明中所揭示用于在集成電路產(chǎn)品100上金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的再一說明性方法。圖6a繪示產(chǎn)品100在與圖2a中所示相對(duì)應(yīng)的制作點(diǎn)時(shí)的情況。

圖6b繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述退火程序127后的情況。如圖所示，通過進(jìn)行此退火程序127，更大溝槽118的側(cè)壁的實(shí)質(zhì)部分已有效清除第一主體金屬層122，而第一主體金屬層122的一部分122x則仍然置于更寬溝槽118的底端。

圖6c繪示產(chǎn)品100上進(jìn)行至少一個(gè)等向性蝕刻123a將第一主體金屬層122的部分、及第一阻障層120的部分移除后的產(chǎn)品。至少一個(gè)蝕刻程序123a期間需要變更蝕刻化學(xué)作用以完成這些材料的移除。至少一個(gè)蝕刻程序123a完成時(shí)，第一主體金屬層12及第一阻障層120實(shí)質(zhì)全都已從產(chǎn)品100移除，但更小溝槽116內(nèi)者除外。要注意的是，已從更寬溝槽118及從絕緣材料層的上表面114a上面，清除第一主體金屬層122的材料及第一阻障層120的材料。

圖6d繪示產(chǎn)品100在其上形成上述第二阻障層124、晶種層125及第二主體金屬層126后的情況。

圖6e繪示產(chǎn)品100在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層114的上表面114a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽118中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128、及各較窄溝槽116中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。如圖所示，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128由第二阻障層124、及第二主體金屬層126的一部分所構(gòu)成，其中第二主體金屬層126的該部分構(gòu)成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的主體導(dǎo)電部分，亦即寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128中阻障層124除外的主要金屬材料。如前述，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，更窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130由第一阻障層120及第一主體金屬層122所構(gòu)成，其中，第一主體金屬層122構(gòu)成整體窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130的導(dǎo)電部分的主體，亦即窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130中阻障層120除外的主要金屬材料。

圖7a至7e繪示本發(fā)明中所揭示用于在集成電路產(chǎn)品100上金屬化層中形成具有不同材料組成物的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的另一說明性方法。圖7a繪示產(chǎn)品100在與圖2a中所示相對(duì)應(yīng)的制作點(diǎn)時(shí)的情況。

圖7b繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述退火程序127后的情況。如圖所示，通過進(jìn)行此退火程序127，更大溝槽118的側(cè)壁的實(shí)質(zhì)部分已有效清除第一主體金屬層122，而第一主體金屬層122的一部分122x則仍然置于更寬溝槽118的底端。

圖7c圖繪示產(chǎn)品100在其上進(jìn)行上述定時(shí)、等向性蝕刻程序123a后的情況。如上所述，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，蝕刻程序123a進(jìn)行一持續(xù)時(shí)間，使得蝕刻程序123a完成時(shí)，阻障層120及第一主體金屬層122自更寬溝槽118移除，而更窄溝槽116中第一主體金屬層122有部分凹陷，使得第一主體金屬層122留在溝槽116中的部分的已凹陷上表面122a安置在絕緣材料層114的上表面114a下面的階。

圖7d繪示產(chǎn)品100在其上形成上述第二阻障層124、晶種層125及第二主體金屬層126后的情況。要注意的是，層件124、125及126有部分伸入第二主體金屬層122的已凹陷材料上面溝槽116的上部分。

圖7e繪示產(chǎn)品100在進(jìn)行一或多個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)操作將置于絕緣材料層114的上表面114a上面各種材料的過剩用量移除后的情況。這些操作導(dǎo)致更寬溝槽118中形成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128、及各較窄溝槽116中形成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。如圖所示，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128由第二阻障層124、及第二主體金屬層126的一部分所構(gòu)成，其中第二主體金屬層126的此部分構(gòu)成寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的主體導(dǎo)電部分，亦即寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128中第二阻障層124除外的主要金屬材料。然而，在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，窄寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130由第一阻障層120、第一主體金屬層122的一部分、第二阻障層124、以及第二主體金屬層126所構(gòu)成。然而，即使在這項(xiàng)具體實(shí)施例中，第一主體金屬層122的此部分仍然構(gòu)成窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130導(dǎo)電部分的主體，亦即導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130中阻障層120、阻障層124及第二主體金屬層126的部分除外的主要金屬材料。在一項(xiàng)說明性具體實(shí)施例中，圖7e所示窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130的第一主體金屬層122的材料可構(gòu)成導(dǎo)電材料總體積的60％至90％，其共同界定窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130。

如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在完整閱讀本申請之后將會(huì)領(lǐng)會(huì)的是，本發(fā)明中所揭示的各種方法提供技術(shù)，藉此可在形成較窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130時(shí)使用例如第一主體金屬層122的第一主體金屬材料，而較寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128則可使用例如第二主體金屬層126的第二主體金屬材料來形成，其中，第一與第二主體金屬層122、126的材料彼此不同。在一項(xiàng)特定具體實(shí)施例中，較窄導(dǎo)電結(jié)構(gòu)130的主體部分可由諸如鈷的非銅材料所構(gòu)成，而較寬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128的主體部分則可由銅所構(gòu)成。

以上所揭示的特殊具體實(shí)施例僅屬描述性，正如本發(fā)明可用所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所明顯知道的不同但均等方式予以修改并且實(shí)踐而具有本發(fā)明的指導(dǎo)效益。舉例而言，以上所提出的程序步驟可按照不同順序來進(jìn)行。再者，除了如上面權(quán)利要求書中所述除外，未意圖限制于本發(fā)明所示構(gòu)造或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。因此，證實(shí)可改變或修改以上揭示的特定具體實(shí)施例，而且所有此類變例全都視為在本發(fā)明的范疇及精神內(nèi)。要注意的是，本說明書中及所附權(quán)利要求書中諸如“第一”、“第二”、“第三”或“第四”等用以說明各種程序或結(jié)構(gòu)的用語只是當(dāng)作此類步驟/結(jié)構(gòu)的節(jié)略參考在使用，不必然隱喻此類步驟/結(jié)構(gòu)有依排定順序來進(jìn)行/形成。當(dāng)然，取決于精準(zhǔn)的要求語言，可能或可能不需要此類程序的排定順序。因此，本發(fā)明尋求的保護(hù)是如以上權(quán)利要求書中所提。