[發明專利]銅互連結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201510016296.0
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN105280613B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 余振華;眭曉林;李香寰;葉菁馥
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/532
• 分類號: H01L23/532;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,李偉

1.一種半導體器件中的銅互連結構，包括：

介電層，具有側壁和表面，所述側壁和所述表面限定所述介電層中的開口；

阻擋層，沉積在所述介電層的限定所述開口的所述側壁和所述表面上；

阻擋/種子混合層，沉積在所述阻擋層上；

粘合層，沉積在所述阻擋/種子混合層上；以及

種子層，沉積在所述粘合層上。

2.根據權利要求1所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋/種子混合層包括一種或多種阻擋材料和一種或多種種子材料，

其中，所述一種或多種阻擋材料包括鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鎢(WN)、鈷(Co)、鈷鎢(CoW)、MnO_x、MnN_x、MnC_x、MnSi_xO_y或釕(Ru)的一種或多種，所述一種或多種種子材料包括銅或銅合金的一種或多種。

3.根據權利要求2所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋/種子混合層包括交互的阻擋材料和種子材料。

4.根據權利要求2所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋/種子混合層包括阻擋材料和種子材料的混合物。

5.根據權利要求4所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋材料和種子材料的混合物包括基底阻擋材料，所述基底阻擋材料具有沉積在所述基底阻擋材料中的種子材料。

6.根據權利要求4所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋材料和種子材料的混合物包括基底種子材料，所述基底種子材料具有沉積在所述基底種子材料中的阻擋材料。

7.根據權利要求1所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋層包括鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鎢(WN)、鈷(Co)、鈷鎢(CoW)、MnO_x、MnN_x、MnC_x、MnSi_xO_y或釕(Ru)的一種或多種阻擋材料。

8.根據權利要求7所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述阻擋/種子混合層包括一種或多種增強阻擋材料，所述阻擋/種子混合層的阻擋材料通過等離子體增強沉積工藝來增強。

9.根據權利要求1所述的半導體器件中的銅互連結構，其中，所述種子層包括銅或銅合金。

10.根據權利要求1所述的半導體器件中的銅互連結構，還包括在所述開口中沉積的導電插塞。

11.一種在半導體器件中形成銅互連結構的方法，所述方法包括：

在所述半導體器件的介電層中形成開口，所述開口由所述介電層的側壁和表面限定；

在所述介電層的所述側壁和所述表面上沉積阻擋層；

在所述阻擋層上沉積阻擋/種子混合層；

在所述阻擋/種子混合層上沉積粘合層；以及

在所述粘合層上沉積種子層。

12.根據權利要求11所述的在半導體器件中形成銅互連結構的方法，其中，所述阻擋/種子混合層包括一種或多種阻擋材料和一種或多種種子材料，

其中，所述一種或多種阻擋材料包括鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鎢(WN)、鈷(Co)、鈷鎢(CoW)、MnO_x、MnN_x、MnC_x、MnSi_xO_y或釕(Ru)的一種或多種，所述一種或多種種子材料包括銅或銅合金的一種或多種。

13.根據權利要求12所述的在半導體器件中形成銅互連結構的方法，其中，所述阻擋/種子混合層包括交互的阻擋材料和種子材料，通過交互的阻擋材料和種子材料沉積工藝來沉積所述阻擋/種子混合層。

14.根據權利要求12所述的在半導體器件中形成銅互連結構的方法，其中，所述阻擋/種子混合層包括阻擋材料和種子材料的混合物。