[发明专利]紧密后端工艺间距的梯形互连件

说明书

提供了用于形成梯形互连的技术。在一个方面，一种用于形成互连结构的方法包括：在电介质中图案化具有V形轮廓的沟槽，V形轮廓具有圆形底部；使用PVD将衬垫沉积到沟槽中，PVD打开沟槽以在沟槽中产生梯形轮廓；相对于所述电介质选择性地从所述沟槽去除所述衬垫，由此在去除之后，具有所述梯形轮廓的所述沟槽保留在所述电介质中；将共形阻挡层沉积到具有所述梯形轮廓的所述沟槽中并对所述沟槽加衬；在所述共形阻挡层上沉积导体并填充具有所述梯形轮廓的所述沟槽；以及将所述导体和所述共形阻挡层向下抛光至所述电介质。还提供了一种互连结构。

技术领域

本发明涉及互连技术，更具体地，涉及用于以紧密后端工艺(BEOL)间距形成梯形互连的技术。

背景技术

利用它们的降低的电阻和改进的电迁移，钴(Co)和钌(Ru)被认为是传统互连金属如铜(Cu)的有利替代。当形成基于Co/Ru的互连时，通常首先在电介质中图案化特征(例如，沟槽)。然后用薄阻挡层内衬所述特征结构，Co和/或Ru沉积在所述薄阻挡层上以形成互连。

阻挡层厚度是重要的考虑因素。即，阻挡层越厚，可用于Co/Ru填充金属的特征区域越小。随着特征尺寸减小，阻挡层-填充金属比变得更加显著，因为当导体面积减小时电阻可急剧增加。

由此，需要用于控制衬垫厚度的技术来实施具有替代导体(如Co或Ru)的可行互连技术。然而，这样做可能是挑战，因为诸如化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)的薄膜沉积技术仅符合沟槽轮廓，进一步减小已经受限的空间。

因此，需要改进的互连制造技术。

发明内容

本发明提供用于以紧密后端工艺(BEOL)间距形成梯形互连的技术。在本发明的一个方面，提供了一种用于形成互连结构的方法。该方法包括：在电介质中图案化至少一个沟槽，其中所图案化的至少一个沟槽具有V形轮廓，V形轮廓具有圆形底部；使用物理气相沉积(PVD)将衬垫沉积到至少一个沟槽中并对至少一个沟槽加衬，物理气相沉积打开至少一个沟槽而在至少一个沟槽中产生梯形轮廓；相对于所述电介质选择性地从所述至少一个沟槽去除所述衬垫，由此在去除之后，具有所述梯形轮廓的所述至少一个沟槽保留在所述电介质中；将共形的阻挡层沉积到具有所述梯形轮廓的所述至少一个沟槽中并对所述至少一个沟槽加衬；在所述共形的阻挡层之上将导体沉积到具有所述梯形轮廓的所述至少一个沟槽中并填充所述至少一个沟槽；以及将所述导体和所述共形阻挡层向下抛光至所述电介质。

在本发明的另一方面，提供了用于形成互连结构的另一方法。该方法包括：在电介质中图案化至少一个沟槽，其中所图案化的至少一个沟槽具有V形轮廓，V形轮廓具有圆形底部；使用PVD将衬垫沉积到至少一个沟槽中并对至少一个沟槽加衬，PVD打开至少一个沟槽，在至少一个沟槽中产生梯形轮廓；相对于所述电介质选择性地从所述至少一个沟槽去除所述衬垫，由此在去除之后，具有所述梯形轮廓的所述至少一个沟槽保留在所述电介质中；使用PVD、原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)将共形阻挡层沉积到具有所述梯形轮廓的所述至少一个沟槽中并对所述至少一个沟槽加衬，其中，所述共形阻挡层包括选自钽(Ta)、氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)、以及它们的组合的材料，并且其中，所述共形阻挡层具有小于约的厚度；在所述共形阻挡层上沉积导体并填充具有所述梯形轮廓的所述至少一个沟槽，其中所述导体选自：钴(Co)、钌(Ru)、以及它们的组合；以及将所述导体和所述共形阻挡层向下抛光至所述电介质。