[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.具有含铜布线的半导体装置，其中：

所述含铜布线被阻挡绝缘膜覆盖；以及

所述阻挡绝缘膜包括含不饱和烃和无定形碳的有机二氧化硅组分。

2.如权利要求1所述的半导体装置，其中：

所述阻挡绝缘膜具有单层结构；以及

所述阻挡绝缘膜由含不饱和烃和无定形碳的有机二氧化硅形成。

3.如权利要求1所述的半导体装置，其中：

所述阻挡绝缘膜具有由覆盖所述含铜布线的表面的内层阻挡绝缘膜和在所述内层阻挡绝缘膜上堆叠的外层阻挡绝缘膜构成的双层结构；

所述内层阻挡绝缘膜为抑制所述含铜布线的表面氧化的氧化防止层；以及

所述外层阻挡绝缘膜由含不饱和烃和无定形碳的有机二氧化硅形成。

4.如权利要求3所述的半导体装置，其中所述内层阻挡绝缘膜为不含氧的层。

5.如权利要求3所述的半导体装置，其中所述有机二氧化硅结构中包含的无定形碳兼有Sp2结构和Sp3结构。

6.如权利要求3所述的半导体装置，其中所述内层阻挡绝缘膜为SiN、SiCN或SiC。

7.如权利要求3所述的半导体装置，其中所述内层阻挡绝缘膜的膜厚度小于5nm。

8.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述含铜布线包含作为主要成分的铜，并在其表面上具有包含大量杂质元素的改性层或金属帽层。

9.如权利要求8所述的半导体装置，其中所述改性层包含选自如下的至少一种：硅(Si)、氮(N)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、铬(Cr)、钴(Co)、钨(W)、铝(Al)、锡(Sn)、锰(Mn)、镁(Mg)和银(Ag)。

10.如权利要求8所述的半导体装置，其中所述改性层为CuSiN、CuSi或CuN。

11.如权利要求8所述的半导体装置，其中所述金属帽层为CoWP、CoWB、CoSnP、CoSnB、NiB或NiMoB。

12.具有含铜布线的半导体装置的制造方法，所述方法包括：

用有机二氧化硅结构的阻挡绝缘膜覆盖所述含铜布线，所述有机二氧化硅结构包含不饱和烃和无定形碳。

13.如权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中所述含铜布线的表面直接被所述阻挡绝缘膜覆盖。

14.如权利要求12所述的半导体装置的制造方法，所述方法包括：

用内层阻挡绝缘膜覆盖所述含铜布线的表面，所述内层阻挡绝缘膜抑制所述表面的氧化；

然后用外层阻挡绝缘膜覆盖所述内层阻挡绝缘膜，所述外层阻挡绝缘膜具有包含不饱和烃和无定形碳的有机二氧化硅结构。

15.如权利要求12所述的半导体装置的制造方法，所述方法包括：

在形成半导体元件的衬底上的绝缘膜上形成沟槽、孔或由沟槽和孔构成的复合开口部；

通过将含铜金属膜嵌入到所述沟槽、孔或复合开口部而形成含铜金属膜；

通过研磨来除去并平坦化多余的含铜金属膜，以形成含铜布线；以及

用所述有机二氧化硅结构的阻挡绝缘膜覆盖所述含铜布线，所述有机二氧化硅结构包含不饱和烃和无定形碳。

16.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其中所述含铜布线的表面直接被所述阻挡绝缘膜覆盖。

17.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，所述方法包括：

用内层阻挡绝缘膜覆盖所述含铜布线的表面，所述内层阻挡绝缘膜抑制所述表面的氧化；

然后用外层阻挡绝缘膜覆盖所述内层阻挡绝缘膜，所述外层阻挡绝缘膜具有含不饱和烃和无定形碳的有机二氧化硅结构。

18.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，所述方法包括：

在所述沟槽、孔或复合开口部的内壁上形成用于防止铜扩散的阻挡金属膜；以及

在所述阻挡金属膜上形成所述含铜金属膜。

19.如权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其中通过使用化合物的等离子反应来形成有机二氧化硅膜，所述化合物具有直链有机二氧化硅结构，并在侧链中具有至少一种不饱和烃。