gt;Xi的条件，也即当第二尺寸乂1与第一尺寸Y相同，第三尺寸X2必须大于第二尺寸Xi。第二尺寸Xi，也可以约等于(即，不一定是相同或大于)第一尺寸Y。另外，第三尺寸χ2，可以是约等于或小于或约小于第一尺寸Y。附带条件是，例如在介电层140区域中开口 145的锥度或锥角应不同于(例如，定义更大的锥度或锥角)在覆盖层130区域中开口 145的锥度或锥角。
[0055]在一范例中，内连线结构中有一第四尺寸，例如是在介电层的顶面处的关键尺寸。第四尺寸不小于第一尺寸，借此避免相邻的中介窗的顶部桥接。
[0056]上述任何及/或所有特征/条件产生具有放大的底部尺寸(或相比较于图4的内连线结构而言，具有相对放大的底部尺寸)的开口 145，使其与导电层120接触。
[0057]放大开口 145的底部尺寸可减少制造过程中和后续可靠度测试的过程中因为几何形状增加而引起的应力梯度(即物理应力梯度)，例如在第三尺寸x2的附近使物理应力梯度减少及/或有更多的表面区域，并且还可能在第二尺寸Xi的附近使物理应力梯度减少及/或有更多的表面区域，及/或减少本文所述的空隙90或190所产生的冲击。另外，此一放大增加了导电层120(例如铜)的暴露面积，可改善阻障层沉积之前所施加的脱气程序的效率。脱气步骤可以包括将晶圆加热至约300°C以驱除气体，气体例如是蚀刻后残留在导电层120的表面或在导电层120的表面附近的氟。
[0058]在阻障层沉积之前，可能还有剩余在导电层120上不干净的聚合物或蚀刻后的氟，此将恶化在阻障层沉积期间的金属粘着。此外，这些不干净的聚合物残留可能成为应力迁移烘烤过程中应力释放的脆弱点，因而减少烘烤的有效性。这是值得被关注的问题，例如在一范例中，在阻障层沉积之前，借由加热晶圆至脱气步骤以移除不干净的残留物是有利的。
[0059]上述讨论的尺寸放大也可改善额外工艺步骤的性能，例如阻障层沉积前的脱气清洁步骤。此清洁可使导电层120与阻障层150之间的粘着获得改善。
[0060]图7绘示了开口 145内衬有阻障层150，其材质例如为化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)的钛/氮化钛及/或氮化钽/钽。接着，在此内衬的开口中填入导电材料以形成一中介窗165 ;导电材料例如金属160,其可为铜及/或鹤。
[0061]如图7所建议的，当前面提到的尺寸关系被维持时，中介窗金属160/阻障材料150与底衬的导电层120之间的接触面积相对大于图1所示的现有习知中介窗65中中介窗金属60/阻障材料50与底衬的导电层20之间的接触面积。此外，中介窗金属160与阻障材料150之间的接触面积增加，而介电层140与阻障材料150之间的接触面积及覆盖层130与阻障材料150之间的接触面积也是增加。
[0062]根据本发明的内连线结构的形成所得到的优点如图8所示。微空位聚集成为一空隙190于导电层120中，此空隙(空位丛集)正好落在中介窗165下方。这种情况相对于图3所述的情况做比较，空隙90实际上阻隔了中介窗。相反地，图8中的中介窗保留内连线结构(例如中介窗金属60)与导电层120之间的适当操作接触区195，以使中介窗165不被阻隔，且内连线结构仍然可以提供层与层之间所需的连接。
[0063]本发明在开口 145与导电层120之间具有更大接触面积，相对于现有习知技术的方法而言，本发明可在一给定尺寸的空隙(空位丛集)在中介窗与导电层之间的整个介面中，让阻隔的风险降低。应当注意的是，中介窗165的底部尺寸被放大并没有影响中介窗的顶部尺寸，因此本发明不会增加中介窗165的顶面处发生的桥接。
[0064]图9绘示了本发明的方法的概述流程图。依照此概述，在步骤300中，开口内的内连线结构可以传统的方法形成。如图4的范例所述的开口，描述一导电层120、一覆盖层130、以及一介电层140，并形成一开口 145于介电层140及覆盖层130中暴露一部分的导电层 120。
[0065]在步骤305中的高压蚀刻，其可采用四氟化碳(CF4)/氩气/氧气来进行，蚀刻具有拉回覆盖层130的效果，以放大开口 145的底部，借以产生图5的底切205。步骤310包括沉积阻障层150 (参照图7)，其可包括以化学气相沉积法或物理气相沉积法沉积钛及/或氮化钛至开口 145 (例如通孔)内衬及导电层(例如铜)120的表面。接着，在步骤315，开口 145内填入金属,例如鹤，以产生内连线结构(例如中介窗165)。阻障层150可以改善导电层(例如铜)120与填入金属(例如钨)之间的粘着，并且进一步，可以避免铜渗入钨中。在步骤320，进行高温(例如应力-迁移)烘烤以产生应力迁移并验证装置的可靠度。
[0066]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种半导体结构，其特征在于其包括: 一导电层，位于该半导体结构中； 一覆盖层，覆盖该导电层； 一介电层，形成于该覆盖层之上；以及 一内连线结构，位于该介电层与该覆盖层中，并与该导电层接触，该内连线结构具有一在该介电层处的第一尺寸以及一在该覆盖层处的第二尺寸，以及一在该覆盖层底部处的第三尺寸，该第二尺寸大于或等于该第一尺寸，当该第二尺寸等于该第一尺寸时，该第三尺寸大于该第一尺寸。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该第三尺寸较该第二尺寸宽。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该第二尺寸较该第一尺寸宽。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该内连线结构包括一倒T形的中介窗。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该覆盖层包括氮化物。6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该介电层的材料包括氧化硅、正硅酸乙酯及低介电常数材料中的至少一个。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于其中该内连线结构还具有一在介电层的顶面处的第四尺寸，该第四尺寸不小于该第一尺寸。8.—种内连线结构形成方法，该内连线结构在半导体结构中具有一倒T形，其特征在于该方法包括以下步骤: 提供并设置一导电层于该半导体结构中； 沉积一覆盖层于该导电层之上； 以一介电层覆盖该覆盖层； 进行蚀刻，穿过该介电层及该覆盖层以连接该导电层，该内连线结构具有一在该介电层的底部或底面处的第一尺寸，该蚀刻步骤包括: 产生一在该覆盖层的顶部或顶面处的第二尺寸以及一在该覆盖层的底部或底面处的第三尺寸，其中该第二尺寸大于或等于该第一尺寸，当该第二尺寸等于该第一尺寸时，该第三尺寸大于该第一尺寸。9.根据权利要求8所述的内连线结构形成方法，其特征在于其中沉积步骤包括沉积一层包括硅化学组合物的化合物中的至少一个。10.根据权利要求8所述的内连线结构形成方法，其特征在于其中该内连线结构包括一倒T形的中介窗。
【专利摘要】本发明是有关于一种半导体结构及内连线结构形成方法。该半导体结构的内连线结构，是以倒T形的中介窗来增加内连线结构与衬底导电材料(如铜)层之间的介面可靠度。倒T形的中介窗能有效地增加中介窗的底部关键尺寸，借此，减少或消除导电材料层在高温或应力迁移产生的孔隙对内连线结构的中介窗所造成的劣化。
【IPC分类】H01L21/60, H01L23/535
【公开号】CN105321928
【申请号】CN201510063614
【发明人】陈彦儒, 洪士平, 杨大弘
【申请人】旺宏电子股份有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年2月6日
【公告号】US20160027729