[发明专利]铜填充凹槽结构及其制造方法

权利要求书

1.一种铜填充凹槽结构，其特征在于，包括：

凹槽，形成于第一介质层中；

在所述凹槽的底部表面和侧面形成有阻挡层；

在所述阻挡层的表面形成钴层，在所述钴层的表面形成有钌层；

铜层将形成有所述阻挡层、所述钴层和所述钌层的所述凹槽完全填充并形成铜填充凹槽结构；

所述铜层完全由铜电镀膜组成；

由所述钴层和所述钌层叠加形成所述铜层的辅助成核膜层；

所述辅助成核膜层使所述铜层具有由所述铜电镀膜和所述钌层直接接触的结构，使所述铜电镀膜的填充区域为所述辅助成核膜层所围区域。

2.如权利要求1所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述凹槽为沟槽，所述铜填充凹槽结构为铜互连线；

或者，所述凹槽为通孔的开口，所述铜填充凹槽结构为通孔。

3.如权利要求2所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述第一介质层为层间膜。

4.如权利要求1或2所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述阻挡层为TaN层或者为TiN层。

5.如权利要求1或2所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述钴层的厚度为

6.如权利要求5所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述钌层的厚度为

7.如权利要求3所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述层间膜形成于半导体衬底上，所述半导体衬底上形成有半导体器件，所述铜互连线形成所述半导体器件的电极引出结构。

8.如权利要求7所述的铜填充凹槽结构，其特征在于：所述半导体器件的工艺节点为14nm以下。

9.一种铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在第一介质层中形成凹槽；

步骤二、在所述凹槽的底部表面和侧面形成阻挡层；

步骤三、在所述阻挡层的表面形成钴层；

步骤四、在所述钴层的表面形成有钌层；

由所述钴层和所述钌层叠加形成所述铜层的辅助成核膜层；

步骤五、直接进行铜电镀工艺在所述辅助成核膜层上形成完全由铜电镀膜组成铜层，铜层将形成有所述阻挡层、所述钴层和所述钌层的所述凹槽完全填充并形成铜填充凹槽结构。

10.如权利要求9所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述凹槽为沟槽，所述铜填充凹槽结构为铜互连线；

或者，所述凹槽为通孔的开口，所述铜填充凹槽结构为通孔。

11.如权利要求10所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述第一介质层为层间膜。

12.如权利要求9或10所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述阻挡层为TaN层或者为TiN层。

13.如权利要求9或10所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述钴层的厚度为

14.如权利要求13所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述钌层的厚度为

15.如权利要求11所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述层间膜形成于半导体衬底上，所述半导体衬底上形成有半导体器件，所述铜互连线形成所述半导体器件的电极引出结构。

16.如权利要求15所述的铜填充凹槽结构的制造方法，其特征在于：所述半导体器件的工艺节点为14nm以下。