[发明专利]金属内连线结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种金属内连线结构及其制造方法。

背景技术

随着半导体产业的发展，当集成电路的集成度增加，晶片的表面无法提供足够的面积来制作所需的金属内连线时，为了配合金氧半（MOS）电晶体缩小后所增加的内连线需求，两层以上的金属层设计，便逐渐的成为许多集成电路所必须采用的方式。特别是一些功能较复杂的产品，如微处理器，甚至需要四层或五层的金属层，才得以完成微处理器内各个元件间的连接。而对于不同金属层之间的连接，“插塞”扮演了重要的角色。

在金属内连线的工艺中，以镶嵌的方式形成金属线之后，在后续形成介层窗的工艺中，金属线会暴露于空气中而发生氧化或造成腐蚀，抑或是在后续的高温工艺中发生形变或流失。

由此可见，上述现有的集成电路金属层在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属内连线结构，其具有更佳可靠度与稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种金属内连线结构的制造方法，此制造方法可与现有工艺整合，所制造的金属内连线结构具有更佳可靠度与稳定性。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。一种金属内连线结构，包括：介电层，位于衬底上，该介电层具有开口，裸露出该衬底；导体镶嵌结构，位于该开口中，该导体镶嵌结构的顶面低于该介电层的顶面；第一阻障层，位于该介电层与该导体镶嵌结构之间以及该衬底与该导体镶嵌结构之间；以及第二阻障层，位于该开口中，覆盖该导体镶嵌结构的顶面。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，前述的金属内连线结构，其中该第一阻障层与该第二阻障层的材料包括铂、铱、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、氮化钨或其组合。

较佳的，前述的金属内连线结构，更包括导体结构，该导体结构覆盖该第二阻障层，电性连接该导体镶嵌结构。

较佳的，前述的金属内连线结构，其中该导体结构包括导体插塞。

较佳的，前述的金属内连线结构，其中该导体结构包括导线。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。一种金属内连线结构的制造方法，包括：在介电层中形成开口；在该开口中形成第一阻障层；在该开口中的该第一阻障层上形成导体镶嵌结构；以及在该开口中形成第二阻障层，该第二阻障层覆盖该导体镶嵌结构的顶面。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，前述的金属内连线结构的制造方法，其中该第一阻障层与该第二阻障层包括铂、铱、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、氮化钨或其组合。

较佳的，前述的金属内连线结构的制造方法，其中形成该导体镶嵌结构的方法包括：形成导体层，以覆盖该介电层并填入于该开口中；以及移除部分的该导体层，使所形成的该导体镶嵌结构的顶面低于该介电层的顶面。

较佳的，前述的金属内连线结构的制造方法，更包括形成导线，覆盖该介电层与该第二阻障层，以电性连接该导体镶嵌结构。

较佳的，前述的金属内连线结构的制造方法，更包括在该第二阻障层上形成导体插塞，以电性连接该导体镶嵌结构。

借由上述技术方案，本发明金属内连线结构及其制造方法至少具有下列优点及有益效果：本发明的金属内连线结构中的导体镶嵌结构被阻障层完全覆盖，不仅可以避免金属原子的扩散与迁移，还可防止氧化、腐蚀、形变或流失，因此，可以增加金属内连线结构的稳定性与可靠度。此外，本发明实施例的金属内连线结构的工艺可以与现有的工艺整合，且可以不需要增加太多工艺步骤，即可增加金属内连线结构的稳定性与可靠度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1A至图1G是依据本发明实施例的一种金属内连线结构的制造方法的流程剖面图。

图2是依据本发明另一实施例的一种金属内连线结构的剖面图。

【主要元件符号说明】

10：衬底                        12、36、136：介电层

13、13a：硬掩膜层               14：开口