[發(fā)明專利]銅互連結(jié)構(gòu)及其形成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910198586.6
• 申請(qǐng)日: 2009-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102054756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶佳相
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

1.一種銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面形成有介質(zhì)層，所述介質(zhì)層內(nèi)形成有開(kāi)口，所述開(kāi)口內(nèi)形成有阻擋層并填充有金屬銅；

在所述開(kāi)口上方形成金屬帽蓋，所述金屬帽蓋覆蓋開(kāi)口內(nèi)的金屬銅；

其特征在于，所述金屬帽蓋的材料選自鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦或是它們的組合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬帽蓋的形成方法包括：在所述介質(zhì)層表面和開(kāi)口上方形成金屬帽蓋層；在所述金屬帽蓋層上形成光刻膠層，并圖案化；以所述圖案化的光刻膠層為掩膜對(duì)所述金屬帽蓋層進(jìn)行刻蝕，形成金屬帽蓋，所述金屬帽蓋覆蓋開(kāi)口內(nèi)的金屬銅。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬帽蓋層的厚度為2nm至50nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬帽蓋層的形成方法為物理氣相沉積或者化學(xué)氣相沉積。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述物理氣相沉積的功率為10000W至40000W，所述物理氣相沉積的氣氛為氬氣或者氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，所述氬氣的流量為4sccm至40sccm，所述氮?dú)獾牧髁繛?0sccm至30sccm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述光刻膠層的圖案化過(guò)程使用的掩膜版與形成所述介質(zhì)層內(nèi)的開(kāi)口使用的掩膜版為同一個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述金屬帽蓋層的刻蝕方法為干法刻蝕。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕中的源功率為500W至1500W，偏置功率為300W至800W。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕的主要反應(yīng)物為Cl₂，BCl₃，CH₄，所述Cl₂的流量為150sccm至300sccm，所述BCl₃的流量為50sccm至200sccm，所述CH₄的流量為10sccm至30sccm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬帽蓋之后還包括在所述介質(zhì)層和金屬帽蓋表面形成介質(zhì)帽蓋層。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的銅互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)帽蓋層的材料選自摻氮碳化硅或氮化硅。

12.一種銅互連結(jié)構(gòu)，包括：

半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面形成有介質(zhì)層，所述介質(zhì)層內(nèi)形成有開(kāi)口，所述開(kāi)口內(nèi)形成有阻擋層并填充有金屬銅；

金屬帽蓋，所述金屬帽蓋覆蓋所述開(kāi)口內(nèi)的金屬銅；

介質(zhì)帽蓋層，所述介質(zhì)帽蓋層覆蓋所述金屬帽蓋和介質(zhì)層；

其特征在于，所述金屬帽蓋的材料選自鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦或是它們的組合。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬帽蓋的厚度為2nm至50nm。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)帽蓋層的材料選自摻氮碳化硅或氮化硅。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)帽蓋層的厚度為30nm至70nm。