[發明專利]基于鈷的互連及其制造方法

在審

• 申請號: 201380062154.7
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104813446A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: C·J·杰澤斯基;J·S·克拉克;T·K·因杜庫里;F·格瑟特萊恩;D·J·謝拉斯
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 林金朝;王英

1.一種金屬互連結構，包括：

設置在襯底上的電介質層；

所述電介質層中的開口，其中，所述開口具有側壁并且使所述襯底的導電區露出；

設置在所述襯底的所述導電區之上和所述開口的所述側壁上的晶種層，所述晶種層包括鈷；以及

位于所述開口內和所述晶種層的表面上的填充材料，所述填充材料包括鈷并且具有與所述晶種層不同的晶粒結構或成分。

2.根據權利要求1所述的金屬互連結構，其中，所述填充材料包括至少50原子％的鈷。

3.根據權利要求1所述的金屬互連結構，還包括：形成在所述晶種層與所述襯底的所述導電區和所述開口的所述側壁之間的阻擋層，所述阻擋層包括從由鈦、鉭和氮構成的組中選擇的至少一種元素。

4.根據權利要求3所述的金屬互連結構，其中，所述晶種層還包括從由硅和鍺構成的組中選擇的至少一種元素。

5.根據權利要求3所述的金屬互連結構，其中，所述晶種層和所述填充材料具有不同的晶粒結構。

6.根據權利要求3所述的金屬互連結構，其中，所述晶種層和所述填充材料是不同的材料。

7.根據權利要求2所述的金屬互連結構，其中，所述晶種層包括位于阻擋層的頂部的晶種層，并且其中，所述晶種層、所述阻擋層和所述填充材料是不同的材料。

8.根據權利要求4所述的金屬互連結構，其中，所述填充材料本質上由鈷構成。

9.一種形成金屬互連結構的方法，包括：

在設置在襯底上的電介質層中形成開口，其中，所述開口使所述襯底的導電區露出；

通過包括第一參數組的第一方法來在所述襯底的所述導電區之上的所述開口中形成包括鈷的晶種層；

通過包括第二參數組的第二方法來在所述晶種層的表面上形成包括鈷的填充材料，其中，所述第一參數組與所述第二參數組不同，并且其中，所述填充材料具有與所述晶種層不同的晶粒結構或成分；以及

去除設置在所述電介質層的上表面上方的所述填充材料和所述晶種層的部分。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一方法和所述第二方法是相同的方法。

11.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一方法和所述第二方法是不同的方法。

12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一方法包括從由化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)和物理氣相沉積(PVD)構成的組中選擇的方法。

13.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第二方法包括從由CVD、ALD、PVD、電鍍和化學鍍構成的組中選擇的方法。

14.根據權利要求9所述的方法，其中，所述去除包括化學機械拋光(CMP)。

15.根據權利要求9所述的方法，還包括：在所述晶種層與所述襯底的所述導電區和所述開口的所述側壁之間形成阻擋層，所述阻擋層包括從由鈦、鉭和氮構成的組中選擇的至少一種元素。

16.根據權利要求9所述的方法，其中，所述晶種層還包括從由硅和鍺構成的組中選擇的至少一種元素。

17.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一方法是共形的，并且所述第二方法是非共形的。

18.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一方法是慢沉積，并且所述第二方法是快沉積。

19.根據權利要求9所述的方法，還包括：對所述填充材料的回流、以及形成所述填充材料的步驟進行重復，直到所述開口被完全填充。

20.根據權利要求19所述的方法，其中，執行至少三次所述重復。

21.一種金屬互連結構，包括：

設置在襯底上的電介質層；

設置在所述電介質層中并且使所述襯底中的導電區露出的開口，所述開口具有下部和上部；

設置在所述開口的所述下部中的包括鈷的插塞；以及

設置在所述插塞上和所述開口的所述上部中的包括鈷的填充材料，所述填充材料具有與所述晶種層不同的晶粒結構或成分。