[发明专利]一种铜互连结构及其制造方法在审
| 申请号： | 201210353040.5 | 申请日： | 2012-09-20 |
| 公开（公告）号： | CN102915958A | 公开（公告）日： | 2013-02-06 |
| 发明（设计）人： | 曾绍海 | 申请（专利权）人： | 上海集成电路研发中心有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/768 | 分类号： | H01L21/768;H01L23/522 |
| 代理公司： | 上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31275 | 代理人： | 吴世华;林彦之 |
| 地址： | 201210 上海*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 互连 结构 及其 制造 方法 | ||
1.一种铜互连结构的制造方法，其特征在于，包括：
提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层；
刻蚀所述介质层，形成暴露衬底的沟槽；
在所述沟槽内沉积扩散阻挡层并填充金属铜；
去除沟槽外多余的扩散阻挡层及金属铜；
在所述沟槽上方形成金属帽盖，所述金属帽盖的材料为CuxSi，覆盖所述沟槽内金属铜。
2.如权利要求1所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于，所述金属帽盖采用等离子增强化学气相沉积工艺形成。
3.如权利要求2所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于，沉积所述金属帽盖的工艺温度是250℃-400℃。
4.如权利要求2所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于，沉积所述金属帽盖的反应气体为SiH4。
5.如权利要求1所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于，所述金属帽盖厚度为5nm-10nm。
6.如权利要求1所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于，所述沟槽外多余的扩散阻挡层及金属铜采用化学机械研磨方法去除。
7.如权利要求1所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于所述介质层自下而上依次包括第一刻蚀阻挡层与超低K电介质材料层。
8.如权利要求7所述的一种铜互连结构的制造方法，其特征在于在形成金属帽盖后，还包括在所述金属帽盖及超低k电介质材料上沉积刻蚀第二阻挡层。
9.一种铜互连结构，其特征在于，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层，所述介质层中形成有沟槽，暴露出所述半导体衬底；
扩散阻挡层，形成在所述沟槽底部及侧壁；
金属铜，填充于所述沟槽内；
CuxSi金属帽盖，形成于所述沟槽上方，覆盖所述沟槽内金属铜。
10.如权利要求9所述的一种铜互连结构，其特征在于，所述金属帽盖厚度为5nm-10nm。
11.如权利要求9所述的一种铜互连结构，其特征在于，所述介质层自下而上依次包括第一刻蚀阻挡层与超低K电介质材料层。
12.如权利要求11所述的一种铜互连结构，其特征在于，所述超低K电介质材料层的材料为SiCOH。
13.如权利要求11所述的一种铜互连结构，其特征在于，所述金属帽盖及超低K电介质材料层表面还形成有第二刻蚀阻挡层。
14.如权利要求13所述的一种铜互连结构，其特征在于，所述第二刻蚀阻挡层材料为SiCN。
15.如权利要求9所述的一种铜互连结构，其特征在于，所述扩散阻挡层材料为氮化钽、钽、氮化钛及钛中的一种或其组合。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
