布线结构、其制造方法以及具有其的集成电路芯片与流程

1.本公开的示范性实施方式涉及布线结构、该布线结构的制造方法以及具有该布线结构的集成电路芯片。


背景技术：

2.随着电子技术的进步，近年来，半导体器件的按比例缩小已经快速地进展。为此，需要半导体芯片的高集成和低功率。为了应对对半导体芯片的高集成和低功率的需求，半导体器件的特征尺寸正在稳定地减小。


技术实现要素：

3.根据本公开的一方面，提供一种布线结构。该布线结构包括：填充金属；覆盖金属(cover metal)，包括沿着填充金属的侧表面和下表面设置的第一部分以及沿着填充金属的上表面设置的第二部分，该覆盖金属包括钴(co)；设置在第一部分外侧的阻挡金属(barrier metal)；以及设置在第二部分外侧的封盖金属(capping metal)，该封盖金属包括钴(co)合金，其中填充金属具有比覆盖金属和阻挡金属高的传导率。
4.根据本公开的一方面，提供一种集成电路芯片。该集成电路芯片包括：基板；形成在基板的一个表面上的前道工序(feol)结构，该feol结构包括多个晶体管；以及形成在feol结构上的后道工序(beol)结构，该beol结构包括多层布线结构、以及由多个子绝缘膜构成的用于使多层布线结构的一部分相互绝缘的层间绝缘膜，其中多层布线结构的一个布线结构设置在形成于层间绝缘膜的所述多个子绝缘膜中的一个子绝缘膜处的沟槽中，其中所述一个布线结构包括：形成在沟槽中的填充金属，该填充金属包括铜(cu)；覆盖金属，包括沿着填充金属的侧表面和下表面设置的第一部分、以及沿着填充金属的上表面设置的第二部分，该覆盖金属包括钴(co)；阻挡金属，设置在第一部分外侧同时直接设置在沟槽上；设置在第二部分外侧的封盖金属，该封盖金属包括钴(co)合金；以及设置在封盖金属外侧的顶部金属，该顶部金属包括锰(mn)。
5.根据本公开的一方面，提供一种制造布线结构的方法。该方法包括：在绝缘膜的一个表面上沉积阻挡金属材料，该绝缘膜包括在其所述一个表面处的沟槽；在阻挡金属材料上沉积铜-锰(cumn)合金；在铜-锰(cumn)合金上镀覆包括铜(cu)的填充金属材料；去除阻挡金属材料、铜-锰(cumn)合金和填充金属材料的设置在沟槽之外的部分；在填充金属材料的上表面上选择性地沉积包括纯钴(co)的覆盖金属材料；在覆盖金属材料的上表面上选择性地沉积包括钴(co)合金的封盖金属材料；以及在300至600℃的温度对所得结构进行退火。
附图说明
6.通过参照附图详细描述示范性实施方式，特征将对于本领域技术人员变得明显，附图中：
7.图1是根据本公开的一示范性实施方式的集成电路芯片的一部分的剖视图。
8.图2是根据本公开的一示范性实施方式的布线结构的剖视图。
9.图3是图2中的区域b的放大剖视图。
10.图4至图6分别是根据本公开的比较例的布线结构的剖视图。
11.图7是绘出本公开的示例和比较例的em寿命的曲线图。
12.图8至图13是根据本公开的一示范性实施方式的布线结构的制造方法中的阶段的剖视图。
13.图14至图16分别是根据本公开的示范性实施方式的布线结构的剖视图。
14.图17至图19分别是根据本公开的示范性实施方式的布线结构的部分的剖视图。
具体实施方式
15.图1是根据本公开的一示范性实施方式的集成电路芯片的一部分的剖视图。
16.参照图1，集成电路芯片1可以包括具有相对的表面(即有源表面110a和后表面110b)的基板110、形成在基板110的有源表面110a上的前道工序(feol)结构120以及形成在feol结构120上的后道工序(beol)结构130。
17.在一实施方式中，集成电路芯片1可以包括集成电路。例如，该集成电路可以应用于：存储器芯片，诸如易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(dram))、非易失性存储器(例如，只读存储器(rom)、闪存等)；应用处理器芯片，例如中央处理器单元(cpu)、图形处理器单元(gpu)、数字信号处理器、密码处理器、微处理器、微控制器等；以及逻辑芯片，例如模数转换器、专用集成电路(asic)等。该集成电路还可以应用于电力管理芯片，例如电力管理集成电路(pmic)。
18.基板110可以由半导体材料(例如硅(si))制成。在一实施方式中，基板110的(例如，在有源表面110a和后表面110b之间沿着垂直方向的)厚度可以为约5μm至10μm。
19.feol结构120可以包括集成电路122以及用于使构成集成电路122的各个器件相互绝缘的第一层间绝缘膜124。第一层间绝缘膜124可以形成为覆盖基板110的有源表面110a。
20.集成电路122可以包括形成在基板110的有源表面110a上的各种电路和各种布线结构。例如，集成电路122可以包括各种微电子器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、系统大规模集成(lsi)、微机电系统(mems)、包含多个晶体管的有源器件、或无源器件。
21.构成集成电路122的多个单独器件的一部分可以配置为电连接到由导电区域(例如离子注入区域)构成的阱。所述多个单独器件中的相邻的器件可以通过第一层间绝缘膜124而彼此电隔离。
22.beol结构130可以包括连接到feol结构120的集成电路122的多个多层布线结构132、以及用于使所述多个多层布线结构132的一部分相互绝缘的第二层间绝缘膜134。第二层间绝缘膜134可以形成为覆盖feol结构120。例如，钝化膜可以进一步设置在beol结构130上。
23.所述多个多层布线结构132中的每个可以包括多个布线结构132a和多个接触插塞132b。所述多个接触插塞132b中的每个可以在所述多个布线结构132a中的相邻的布线结构之间以互连所述多个布线结构132a中的相邻的布线结构。下面将参照图2和图3更详细地描
述布线结构132a的详细配置。
24.集成电路芯片1还可以包括多个贯通电极172。每个贯通电极172可以在贯通通路孔vh中垂直地延伸，该贯通通路孔vh延伸穿过基板110、feol结构120的第一层间绝缘膜124以及beol结构130的第二层间绝缘膜134的一部分。每个贯通电极172可以连接到所述多个多层布线结构132中的一个多层布线结构132。所述多个贯通电极172中的每个可以在其一端接触构成多层布线结构132的多个布线结构132a当中的与feol结构120相邻设置的布线结构132a，例如，每个贯通电极172的第一端可以延伸到beol结构130的第二层间绝缘膜134中以直接接触与其相邻的多层布线结构132的最下部。所述多个贯通电极172中的每个可以在其另一端接触多个焊盘174中的一个，例如，每个贯通电极172的第二端可以与第一端相反并直接接触所述多个焊盘174中的与其相邻的对应一个。
25.所述多个焊盘174可以在沿水平方向延伸的同时面对基板110的后表面110b。所述多个贯通电极172和所述多个焊盘174可以一一对应地(one to one)一体地连接。
26.在一实施方式中，贯通电极172和焊盘174中的每个可以包括由例如金属、导电的金属氮化物或其组合制成的含金属导电层。例如，贯通电极172和焊盘174中的每个可以由钨(w)、铝(al)、钛(ti)、钛氮化物(tin)或其组合制成。
27.凹槽g1可以形成在所述多个贯通电极172中的每个周围，例如，凹槽g1可以围绕所述多个贯通电极172中的每个的整个周边。凹槽g1可以由环形空间构成，该环形空间垂直地延伸穿过基板110和feol结构120的第一层间绝缘膜124。
28.集成电路芯片1还可以包括绝缘膜160。绝缘膜160可以包括填充相应凹槽g1的多个贯通绝缘体160a、以及在覆盖基板110的后表面110b的同时一体地连接到所述多个贯通绝缘体160a的绝缘衬层160b。所述多个贯通绝缘体160a中的每个可以在与贯通电极172中的对应一个水平地间隔开的位置围绕该对应的贯通电极172的至少一部分。所述多个焊盘174可以与基板110间隔开，使得绝缘衬层160b设置在所述多个焊盘174和基板110之间。例如，如图1所示，贯通电极172中的每一个可以例如连续地延伸穿过beol结构130的第二层间绝缘膜134的一部分、穿过feol结构120的第一层间绝缘膜124的整个厚度、穿过基板110的整个厚度以及穿过绝缘衬层160b以接触对应的焊盘174。
29.在一实施方式中，绝缘膜160可以包括例如铝氧化物膜或铪氧化物膜。在一些实施方式中，所述多个贯通绝缘体160a的至少一部分可以包括气隙。在本公开中，术语“气(air)”可以表示大气或在制造工艺期间存在的其它气体。所述多个贯通绝缘体160a可以具有环形平面结构，例如可以在平面图中具有围绕对应的贯通电极172的环形。
30.集成电路芯片1还可以包括钝化膜180。绝缘膜160和所述多个焊盘174可以被钝化膜180覆盖。在一实施方式中，钝化膜180可以包括例如氧化物膜、氮化膜或其组合。
31.集成电路芯片1还可以包括形成在钝化膜180上的多个连接端子184。所述多个连接端子184可以分别经由形成在钝化膜180中的接触孔c1连接到焊盘174。在一些实施方式中，所述多个连接端子184可以分别包括例如金(au)凸块。
32.图2是图1中的部分a的放大且详细的剖视图，示出布线结构132的一部分。图3是图2中的区域b的放大剖视图。为了便于说明，在图2中还示出第二层间绝缘膜134。
33.参照图2和图3，在一实施方式中，第二层间绝缘膜134可以包括多个子绝缘膜的堆叠结构。例如，第二层间绝缘膜134可以包括第一子绝缘膜134a和设置在第一子绝缘膜134a
上的第二子绝缘膜134b。
34.沟槽t1可以形成在第一子绝缘膜134a的一个表面处以设置布线结构132a。第一子绝缘膜134a的所述一个表面对应于第一子绝缘膜134a的接触第二子绝缘膜134b的表面。
35.在一实施方式中，形成在第一子绝缘膜134a的所述一个表面处的沟槽t1可以形成为使得在其上部处的宽度大于在其下部处的宽度。例如，当在剖面中观看时，沟槽t1可以具有在其上部处拥有更大宽度的梯形形状。例如，沟槽t1的底表面可以平行于第一子绝缘膜134a的所述一个表面，并且沟槽t1的相对的侧壁可以是倾斜表面。
36.例如，第二层间绝缘膜134的第一子绝缘膜134a和第二子绝缘膜134b可以包括相同的材料或不同的材料。例如，第二层间绝缘膜134的第一子绝缘膜134a和第二子绝缘膜134b可以包括硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物和低k电介质中的至少一种。在一实施方式中，为了缓解在布线结构132a之间出现的耦合现象，第二层间绝缘膜134可以包括低k电介质。例如，该低k电介质可以是具有适当高的碳和氢含量的硅氧化物，例如sicoh。同时，由于碳被包括在绝缘材料中，所以绝缘材料的介电常数可以降低。为了进一步减小绝缘材料的介电常数，绝缘材料可以在其中填充有气体或者可以包括填充有空气的孔(例如空腔)。例如，低k电介质可以包括氟化原硅酸四乙酯(fteos)、氢倍半硅氧烷(hsq)、双苯并环丁烯(bcb)、原硅酸四甲酯(tmos)、八甲基环四硅氧烷(omcts)、六甲基二硅氧烷(hmds)、三甲基硅烷硼酸酯(tmsb)、二乙酰氧基二叔丁氧基硅烷(dadbs)、三甲基硅烷磷酸酯(tmsp)、聚四氟乙烯(ptfe)、东燃硅氮烷(tosz)、氟化物硅酸盐玻璃(fsg)、聚酰亚胺纳米泡沫(例如聚环氧丙烷)、碳掺杂的硅氧化物(cdo)、有机硅酸盐玻璃(osg)、silk、非晶氟化碳、二氧化硅气凝胶、二氧化硅干凝胶、介孔二氧化硅或其组合，但是不限于此。
37.布线结构132a可以填充在第一子绝缘膜134a的沟槽t1中，第二子绝缘膜134b可以覆盖布线结构132a。在一实施方式中，布线结构132a可以包括阻挡金属210、填充金属230、覆盖金属220、封盖金属240和顶部金属250。
38.阻挡金属210可以直接设置在第一子绝缘膜134a的沟槽t1上。阻挡金属210可以例如共形地沿着沟槽t1的侧壁和底表面延伸。
39.阻挡金属210可以具有减少填充金属230的金属离子的移动现象的功能，即减少金属离子从填充金属230到第一子绝缘膜134a中的电迁移(em)和扩散。例如，阻挡金属210可以包括钽(ta)或钽氮化物(tan)。在另一示例中，阻挡金属210可以包括钛(ti)、钛氮化物(tin)、钌(ru)、钴(co)、镍(ni)、镍硼(nib)、钨(w)、钨氮化物(wn)、钨碳氮化物(wcn)、锆(zr)、锆氮化物(zrn)、钒(v)、钒氮化物(vn)、铌(nb)、铌氮化物(nbn)、铂(pt)、铱(ir)和铑(rh)中的至少一种。
40.填充金属230可以填充第一子绝缘膜134a的沟槽t1，例如，填充金属230的上表面和第一子绝缘膜134a的上表面可以共面。当在剖面中观看时，填充金属230的形状可以对应于沟槽t1的形状。填充金属230可以设置在阻挡金属210上。在一实施方式中，填充金属230可以具有与沟槽t1的形状对应的形状，使得当在剖面中观看时，填充金属230可以具有在其上部处拥有更大宽度的梯形形状。例如，填充金属230可以包括彼此平行的上表面和下表面、以及为倾斜表面(例如处于倾斜角度)的相对的侧表面。
41.填充金属230可以包括具有相对低的电阻和高的传导率(例如电导率)的材料。根据实施方式，与布线结构132a中的其它构成元件相比，填充金属230可以是具有低电阻和高
传导率的材料。在一实施方式中，填充金属230可以包括铜(cu)。根据实施方式，当填充金属230包括铜时，填充金属230中包括的铜可以包括例如碳(c)、银(ag)、钴(co)、钽(ta)、铟(in)、锡(sn)、锌(zn)、锰(mn)、钛(ti)、镁(mg)、铬(cr)、锗(ge)、锶(sr)、铂(pt)、镁(mg)、铝(al)和锆(zr)中的至少一种。在另一实施方式中，填充金属230可以包括例如铝(al)、钨(w)和/或钴(co)。例如，填充金属230可以包括铜并且还可以包括所列举元素中的一种，例如，铜和所列举元素中的至少一种的合金。
42.覆盖金属220可以沿着填充金属230的边缘形成。覆盖金属220可以包括沿着填充金属230的侧表面和下表面形成(例如，设置)的第一部分221、以及沿着填充金属230的上表面形成(例如，设置)的第二部分222。第一部分221和第二部分222可以彼此连接，例如直接彼此连接。
43.例如，覆盖金属220的第一部分221可以直接且共形地在阻挡金属210上延伸，并可以设置在阻挡金属210和填充金属230之间，例如，覆盖金属220的第一部分221可以在阻挡金属210和填充金属230之间完全分隔。例如，覆盖金属220的第一部分221可以在其外表面处接触阻挡金属210，同时在其内表面处接触填充金属230。也就是，阻挡金属210可以设置在覆盖金属220的第二部分222外侧，填充金属230可以设置在覆盖金属220内侧。例如，第一部分221的沿着阻挡金属210的侧壁和底部的连续延伸可以改善(例如恢复)由在一些半导体器件(例如dram)工艺中使用的物理气相沉积(pvd)引起的阻挡金属210的特性的变化，(例如，由于阻挡金属210中包括的钽(ta)或钽氮化物(tan))。这样，第一部分221可以防止或帮助使em寿命的减少最小化。
44.覆盖金属220的第二部分222可以设置在填充金属230之上。在一实施方式中，覆盖金属220的第二部分222的上表面可以形成在比第一子绝缘膜134a的所述一个表面(上表面)高的位置。覆盖金属220的第二部分222可以完全覆盖填充金属230的上表面，使得填充金属230的上表面不被暴露。在一实施方式中，当在剖面中观看时，覆盖金属220的第一部分221可以具有四边形形状。覆盖金属220的第一部分221的上表面可以是基本上平坦的。
45.如图3所示，覆盖金属220的第二部分222的外边缘d1可以与阻挡金属210的最上表面重叠。覆盖金属220的第二部分222的外边缘d1可以形成在阻挡金属210的最上表面上，例如在阻挡金属210的最上表面的内侧和外侧之间。
46.在一实施方式中，第一部分221的厚度可以为约5nm或更小。根据实施方式，覆盖金属220的第一部分221和第二部分222可以分别具有不同的厚度。例如，覆盖金属220的第一部分221的厚度可以小于第二部分222的厚度。在一实施方式中，覆盖金属220的第一部分221和第二部分222的氧含量(％)可以相等。
47.覆盖金属220可以具有减少填充金属230的em和扩散的功能。在一实施方式中，覆盖金属220可以包括钴(co)。例如，覆盖金属220可以包括纯钴(co)，例如覆盖金属220可以由钴(co)组成(没有其它元素)，即覆盖金属220可以是非复合的钴和/或非合金的钴。
48.封盖金属240可以直接设置在覆盖金属220的第二部分222上，即在第二部分222的外侧。在一实施方式中，封盖金属240可以形成在比第一子绝缘膜134a的上表面高的位置。
49.封盖金属240可以与覆盖金属220的第二部分222一起实现填充金属230的上部的双重封盖。也就是，封盖金属240可以与第二部分222一起更有效地减少填充金属230的em和扩散。
50.在一实施方式中，封盖金属240可以包括钴(co)合金。例如，钴(co)合金可以是包括金(au)、银(ag)、钨(w)、铅(pb)和磷(p)中的至少一种和钴(co)的合金。例如，封盖金属240可以是钴-钨-磷(cowp)合金。在一实施方式中，封盖金属240可以不包括锰(mn)，并且覆盖金属220可以不包括锰(mn)。
51.在一实施方式中，当在剖面中观看时，封盖金属240可以具有四边形形状。封盖金属240的上表面可以是基本上平坦的。
52.顶部金属250可以形成在封盖金属240上，例如，封盖金属240可以在顶部金属250和覆盖金属220的第二部分222之间。顶部金属250可以直接在封盖金属240上，例如在封盖金属240的背对覆盖金属220的第二部分222的外表面上。在一实施方式中，顶部金属250可以包括锰(mn)。在一实施方式中，顶部金属250可以不接触覆盖金属220，例如，封盖金属240可以在顶部金属250和覆盖金属220的第二部分222之间完全地分隔。
53.图4至图6是根据比较例的布线结构的剖视图。图7是绘出本公开的示例和比较例的em寿命的曲线图。
54.为了解释示例实施方式的区别点，相对于图2-图3的示例实施方式描述以下比较例。在比较例中，相同或相似的附图标记用于与本公开的示例的构成元件对应的构成元件。
55.参照图2和图4，根据第一比较例的布线结构132a_a与根据本公开的示例的布线结构132a的不同之处在于：封盖金属240和顶部金属250被省略，并且第二覆盖金属260被进一步包括在填充金属230和覆盖金属220_1(在此比较例中，被称为“第一覆盖金属220_1”)的第一部分221_1之间。
56.根据第一比较例的布线结构132a_a中的第二覆盖金属260可以是与本公开的示例中的顶部金属250相同的材料。例如，第二覆盖金属260可以包括锰(mn)。另外，第一覆盖金属220_1的第一部分221_1的氧含量(％)可以不同于第一覆盖金属220_1的第二部分222_1的氧含量(％)。例如，第一部分221_1的氧含量(％)可以高于第二部分222_1的氧含量(％)。因此，包括锰(mn)的第二覆盖金属260可以与第一覆盖金属220_1的具有高的氧含量(％)的第一部分221_1相邻地形成。根据第一比较例的布线结构132a_a中的第一覆盖金属220_1的第一部分221_1的厚度可以为15nm或更大。
57.参照图2和图5，根据第二比较例的布线结构132a_b与根据本公开的示例的布线结构132a的不同之处在于封盖金属240被省略。此外，尽管没有清楚地示出，但是在与根据第二比较例的布线结构132a_b相关的一些情况下，覆盖金属220的第二部分222可以不完全覆盖填充金属230的上表面，这样，填充金属230的上表面的一部分可以被暴露。
58.参照图2和图6，根据第三比较例的布线结构132a_c与根据本公开的示例的布线结构132a的不同之处在于覆盖金属220被省略。
59.图7的曲线图绘出通过加速实验获得的测量值。曲线图的x轴表示当对于每个布线结构的em寿命的测量完成时的时间的相对值，曲线图的y轴表示填充金属材料(例如铜(cu))在每个布线结构的外侧的特定部分中的比率(％)。
60.参照图7，与根据第三比较例的布线结构132a_c相比，根据本公开的示例的布线结构132a(即由图7中的三角形示出的曲线)可以具有增加的em寿命。与根据第二比较例的布线结构132a_b相比，根据第三比较例的布线结构132a_c可以具有增加的em寿命。与根据第一比较例的布线结构132a_a相比，根据第二比较例的布线结构132a_b可以具有增加的em寿
命。这里，“em寿命”是指其中布线结构132a中的填充金属230保持等于或高于预定参考值的传导率的时间段或其中布线结构132a中的填充金属230由于其em而扩散到布线结构132a的外部的时间段。
61.如所示的，当将每个测量值归一化时，与第一比较例、第二比较例和第三比较例相比，根据本公开的示例的布线结构132a的em寿命显著更大。也就是，尽管根据第三比较例的布线结构132a_c(与其它示例实施方式相比具有更大的em寿命)与根据第一比较例的布线结构132a_a的em寿命相比可以表现出约2.5倍的em寿命的增加，但是根据本公开的示例的布线结构132a的em寿命与根据第一比较例的布线结构132a_a相比可以表现出约24倍的em寿命的增加。
62.图8至图13是根据本公开的一示范性实施方式的布线结构132a的制造方法中的阶段的剖视图。图8-图13的剖面对应于图2的剖面。
63.参照图8，可以在形成有沟槽t1的第一子绝缘膜134a的整个表面上形成阻挡金属材料210a。这里，阻挡金属材料210a可以包括与上述阻挡金属210相同的材料。在一实施方式中，阻挡金属材料210a可以通过物理气相沉积(pvd)工艺或化学气相沉积(cvd)工艺形成在第一子绝缘膜134a的上表面上。
64.参照图9，可以在阻挡金属材料210a上形成铜-锰(cumn)合金251a。在一实施方式中，铜-锰(cumn)合金251a可以通过物理气相沉积(pvd)工艺或化学气相沉积(cvd)工艺形成在阻挡金属材料210a的上表面上。
65.参照图10，可以在铜-锰(cumn)合金251a上形成填充金属材料230a。这里，填充金属材料230a可以包括与上述填充金属230相同的材料。在一实施方式中，填充金属材料230a可以通过电镀工艺形成在铜-锰(cumn)合金251a上。在一实施方式中，填充金属材料230a填充沟槽t1，并且所形成的填充金属材料230a的上表面可以是基本上平坦的。
66.参照图11，可以去除所形成的阻挡金属材料210a、铜-锰(cumn)合金251a和所形成的填充金属材料230a的设置在高于第一子绝缘膜134a的最上表面的区域中的部分。例如，可以去除阻挡金属材料210a、铜-锰(cumn)合金251a和所形成的填充金属材料230a的设置在沟槽t1之外的部分以及填充金属材料230a的设置在等于或高于预定水平的水平处的部分。
67.在一实施方式中，可以通过化学机械抛光(cmp)工艺去除阻挡金属材料210a、铜-锰(cumn)合金251a和所形成的填充金属材料230a的部分。结果，第一子绝缘膜134a的上表面可以在沟槽t1之外的区域中暴露。此外，部分去除后的阻挡金属材料210b、部分去除后的铜-锰(cumn)合金251b和部分去除后的填充金属材料230b可以设置在第一子绝缘膜134a的沟槽t1中。部分去除后的阻挡金属材料210b构成阻挡金属210，部分去除后的填充金属材料230b可以构成填充金属230。第一子绝缘膜134a的上表面可以与填充金属230的上表面一起确保在沟槽t1之外的区域中的预定平坦度。
68.参照图12，可以在填充金属230上形成覆盖金属材料220a，并且可以在覆盖金属材料220a的上表面上形成封盖金属240。
69.在一实施方式中，覆盖金属材料220a可以包括与上述覆盖金属220相同的材料。覆盖金属材料220a的边缘可以延伸以与阻挡金属210的上表面重叠。也就是，覆盖金属材料220a可以形成为覆盖填充金属230的整个上表面、铜-锰(cumn)合金251b的整个上表面和阻
挡金属210的上表面的至少一部分。在一实施方式中，覆盖金属材料220a可以通过选择性沉积形成为覆盖填充金属230的整个上表面、铜-锰(cumn)合金251b的整个上表面和阻挡金属210的上表面的至少一部分。在一些实施方式中，覆盖金属材料220a可以不直接设置在第一子绝缘膜134a的上表面上。
70.在一实施方式中，封盖金属240可以通过选择性沉积形成在覆盖金属材料220a上。覆盖金属材料220a和封盖金属240可以通过连续沉积依次形成。
71.参照图12和图13，可以随后执行退火工艺。当退火工艺达到预定温度时，铜-锰(cumn)合金251b中的锰(mn)成分可以在穿过覆盖金属材料220a和封盖金属240的晶粒之间的间隙之后通过封盖金属240向上迁移。例如，退火可以在约300℃至600℃的温度进行。铜-锰(cumn)合金251b中的铜(cu)成分可以联接到具有与铜(cu)成分相同的材料的填充金属230。随着锰(mn)成分通过封盖金属240向上迁移，锰(mn)成分可以构成顶部金属250。
72.随着设置在铜-锰(cumn)合金251b中的锰(mn)成分通过封盖金属240向上迁移，在填充金属230和阻挡金属210之间形成一空间。在这种情况下，覆盖金属材料220a的设置在填充金属230上的部分填充在阻挡金属210和填充金属230之间的空间。结果，填充金属230被覆盖金属材料220a围绕，这样，覆盖金属材料220a可以构成分为上述第一部分221和上述第二部分222的覆盖金属220。
73.接下来，将描述根据本公开的另一示范性实施方式的布线结构。在以下描述中，将不给出与图1至图13的构成元件相同的构成元件的描述，并且相同或相似的附图标记将用于该构成元件。
74.图14至图16分别是示出根据本公开的示范性实施方式的布线结构的剖视图。
75.参照图14，在一实施方式中，布线结构132a_1的填充金属230可以具有矩形形状。填充金属230可以包括具有相同宽度的上表面和下表面、以及垂直地延伸的相对的侧表面。
76.参照图15，在一实施方式中，布线结构132a_2的填充金属230可以包括台阶状侧表面。在一实施方式中，该侧表面可以包括在其一部分处的垂直表面和在其另一部分处的倾斜表面。例如，填充金属230的侧表面的为垂直表面的部分可以与填充金属230的上表面相邻地设置，并且填充金属230的侧表面的为倾斜表面的部分可以与填充金属230的下表面相邻地设置。根据实施方式，该侧表面还可以包括在为垂直表面的该部分和为倾斜表面的该部分之间的水平表面。
77.参照图16，在一实施方式中，布线结构132a_3的填充金属230可以包括台阶状侧表面。在一实施方式中，该侧表面可以包括多个倾斜表面。该侧表面还可以包括在所述多个倾斜表面之间的水平表面。
78.图17至图19分别是示出根据本公开的示范性实施方式的布线结构的部分的剖视图。
79.参照图17，布线结构132a_4的覆盖金属220可以在其第二部分222的上表面处具有弯曲表面。例如，覆盖金属220的第二部分222的上表面可以是凸起表面。相应地，封盖金属240和顶部金属250的每个上表面可以是弯曲表面。
80.参照图18，布线结构132a_5的覆盖金属220可以在其第二部分222的上表面处具有平坦表面，并且封盖金属240和顶部金属250的每个上表面可以是弯曲表面(例如，凸起的表面)。
81.参照图19，与图18的布线结构132a_5不同，在布线结构132a_6中，其顶部金属250可以延伸以直接设置在阻挡金属210上，并且覆盖金属220可以在其第二部分222的上表面处具有平坦表面。尽管没有示出，但是覆盖金属220的第二部分222的上表面可以是弯曲表面(例如，凸起的表面)。
82.通过总结和回顾，由于半导体芯片中的布线结构的按比例缩小正在增加，所以所得布线结构可能表现出下降的可靠性特性(例如，降低的em寿命)。因此，需要能够增加布线结构的em寿命的技术。
83.示范性实施方式提供具有改善的em的布线结构、该布线结构的制造方法以及具有该布线结构的集成电路芯片。也就是，根据本公开的示范性实施方式，可以通过布线结构的上表面、下表面和侧壁的封盖来改善布线结构的em寿命。
84.这里已经公开了示例实施方式，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅以一般和描述性的含义来使用和解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如在本技术提交时对于本领域普通技术人员将是明显的，结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用、或与结合其它实施方式描述的特征、特性和/或元件结合地使用，除非另外特别指明。因此，本领域技术人员将理解，可以进行形式和细节上的各种改变，而没有背离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。