[发明专利]铜连线结构及其形成方法

权利要求书

1.一种铜连线结构的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底表面形成介质层；

在所述介质层内形成开孔，所述开孔暴露所述半导体衬底；

采用物理气相沉积工艺在所述开孔内以及介质层上形成表面平整的阻挡层，所述阻挡层填充所述开孔的底部，所述物理气相沉积工艺使用直流电源和射频电源，并且不采用交流偏振电源以避免进行重新溅射；其中，所述阻挡层包括依次形成的第一阻挡层和第二阻挡层，所述第一阻挡层的材质是TaN，所述第一阻挡层的厚度范围为100～200埃，所述第二阻挡层的材质是Ta，所述第二阻挡层的厚度范围为700～2000埃；

在表面平整的所述阻挡层上形成铜种子层和金属层，所述铜种子层和所述金属层的晶向为<111>；

采用化学机械研磨工艺去除所述开孔外的阻挡层、铜种子层和金属层。

2.如权利要求1所述的铜连线结构的形成方法，形成所述第一阻挡层时，所述直流电源功率范围为100W-20000W，射频电源的功率范围为500W-3000W。

3.如权利要求1所述的铜连线结构的形成方法，形成所述第二阻挡层时，所述直流电源功率范围为100W-20000W，射频电源的功率范围为500W-3000W。

4.如权利要求1所述的铜连线结构的形成方法，所述介质层是采用化学气相沉积方式形成的。

5.如权利要求1所述的铜连线结构的形成方法，在所述介质层内形成开孔的步骤包括：

在所述介质层上形成图案化的光阻层；

以所述图案化的光阻层为掩膜，刻蚀所述介质层形成所述开孔；

去除所述图案化的光阻层。

6.如权利要求1所述的铜连线结构的形成方法，所述铜种子层是采用溅射方式形成的。

7.如权利要求1所述的铜连线结构的形成方法，所述金属层是采用电镀方式形成的。