[发明专利]一种铜互连的形成方法

权利要求书

1.一种铜互连结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一半导体基底，在所述半导体基底上淀积一介电层；

采用光刻、刻蚀工艺，在所述介电层内形成通孔和/或沟槽；

在所述通孔和/或沟槽的底部和侧壁淀积一金属阻挡层；

在金属阻挡层上淀积铜籽晶层并在所述通孔和/或沟槽内填充金属铜，使得 金属铜的表面低于所述介电层的表面，从而在通孔和/或沟槽内形成铜金属层以 及铜金属层上的铜凹槽；

在所述铜金属层的表面和所述介电层表面上淀积一层可防铜扩散阻挡层；

采用化学机械研磨去除介电层上方的可防铜扩散介电阻挡层，在铜金属层 表面上保留有一部分可防铜扩散介电阻挡层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成铜金属层以及铜金 属层上的铜凹槽的步骤包括：

采用电镀工艺对所述通孔和/或沟槽进行铜填充；

采用化学机械研磨去除介电层上的金属铜，并在所述通孔和/或沟槽的顶部 直接形成低于所述介电层表面的铜凹槽。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成铜金属层以及铜金 属层上的铜凹槽的步骤包括：

采用电镀工艺对所述通孔和/或沟槽进行铜填充；

采用化学机械研磨去除介电层上的金属铜；

采用反向电解电镀工艺移除通孔和/或沟槽顶部的一部分金属铜，形成低于 所述介电层表面的铜凹槽。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成铜金属层以及铜金 属层上的铜凹槽的步骤包括：

采用电镀工艺对所述通孔和/或沟槽进行铜填充；

采用化学机械研磨去除介电层上的金属铜；

采用湿法工艺移除通孔和/或沟槽顶部的一部分金属铜，形成低于所述介电 层表面的铜凹槽。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介电层采用化学气相淀 积或旋转涂覆工艺形成，所述介电层采用低介电常数材料。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述介电层所采用的低 介电常数材料为SiOCH。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可防铜扩散阻挡层的材 料为SiN、SiC、SiOC、SiOCN或SiCN。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀积金属阻挡层的方法 为：采用物理气相淀积、化学气相淀积或原子层淀积TiN、Ti、TaN、Ta、WN 或W中的一种或多种。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述铜凹槽的深 度为10～100nm。

10.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述可防铜扩散阻挡 层的厚度大于等于所述铜凹槽的深度。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜金属层表面上保留 的可防铜扩散介电阻挡层厚度等于或小于所述铜凹槽的深度。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用大马士革刻蚀工艺在 所述介电层内形成通孔和/或沟槽。