專利名稱：用于透射電子顯微鏡檢測的半導體結(jié)構(gòu)的制備方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于透射電子顯微鏡(TEM)檢測半導體結(jié)構(gòu)中的阻擋層和種晶層階梯覆蓋的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著超大規(guī)模集成電路工藝的發(fā)展，半導體工藝現(xiàn)已經(jīng)進入了超深亞微米時代。 在新的工藝水平，尤其是在90納米或以下的技術(shù)節(jié)點上，主要的信號延時來自互連電路的部分。傳統(tǒng)的半導體工藝中主要采用的鋁作為金屬互連材料在信號延時上已經(jīng)受到限制。 因此，尋找到了新的材料來滿足對電阻的要求，這種材料就是銅。簡單地說，銅工藝就是指以銅作為金屬互連材料的一系列半導體制造工藝。將銅工藝融入集成電路制造工藝可以提高芯片的集成度，提高器件密度，提高時鐘頻率以及降低消耗的能量。要達到這樣的要求就需要對工藝上做出相應的調(diào)整。選用電阻率比較小的金屬材料作為互連材料，和選用介電常數(shù)(K)比較低的介電材料是降低信號延時、提高時鐘頻率的兩個主要方向。銅的電阻率為1.7μ Qcm，鋁的電阻率為2.8μ Qcm，所以銅材料更為優(yōu)越。同時由于采用銅線可以降低互連層的厚度，所以同時也降低了電容。為了進一步降低信號延時，半導體制造技術(shù)領(lǐng)域也在選擇比二氧化硅 (SiO2)的K值更加低的介電材料，即所謂的低K值介電材料?，F(xiàn)有的鋁材料(通常選用摻入少量銅的鋁銅合金材料)在器件密度進一步提高的情況下還會出現(xiàn)由電子遷移引發(fā)的可靠性問題，而銅材料在這方面比鋁也具有很強的優(yōu)越性。當集成電路的電流密度超過一個閾值時，高熔點的材料比低熔點的材料更易于發(fā)生電子遷移，原因在于前者具有更高的晶界擴散激活能力。銅的熔點為1083°C，鋁的熔點為660°C，所以銅材料更加不容易發(fā)生電子遷移。和鋁材料相比，銅材料的電子遷移失效時間要大一到兩個數(shù)量級，所以它可以在更小的互連層厚度上通過更高的電流密度，從而降低能量消耗。由于對銅的刻蝕非常困難，因此銅互連采用雙嵌入式工藝，又稱雙大馬士革工藝 (dual damascene), 1)首先沉積一層薄的氮化硅(Si3N4)作為擴散阻擋層和刻蝕終止層，2) 接著在上面沉積一定厚度的氧化硅(SiO2)，幻然后光刻出微通孔(via)，4)對通孔進行部分刻蝕，幻之后再光刻出溝槽(trench)，6)繼續(xù)刻蝕出完整的通孔和溝槽，7)接著是濺射擴散阻擋層和銅種晶層，8)之后就是銅互連線的電鍍工藝，9)最后是退火和化學機械拋光 (CMP)，對銅鍍層進行平坦化處理和清洗。其中種晶層是作為電鍍時的導電層，而阻擋層作為作為擴散阻擋層和刻蝕終止層。在銅互連技術(shù)中，一個重要的方面是控制阻擋層和種晶層(barrier和seed)的階梯覆蓋(step coverage) 0階梯覆蓋是指芯片上各層次間各項薄膜、沉積材料等，當覆蓋、跨越過底下層次時，由于底下層次高低起伏不一及有線條粗細變化，會造成此薄膜、沉積材料在產(chǎn)品部分區(qū)域(如高低起伏交界處)覆蓋度會變差，此變差的程度，即為階梯覆蓋。一般以厚度變化比表示階梯覆蓋=厚度最薄處和厚度最厚處，此比例越接近1越理想，反之越差。這就需要對各種結(jié)構(gòu)中的阻擋層和種晶層的階梯覆蓋進行檢測。用物理氣相沉積阻擋層和種晶層的技術(shù)目前廣泛應用于半導體工藝中大多數(shù)改良的銅金屬化后端互連。階梯覆蓋能力是評價阻擋層和種晶層形成性能以及工藝穩(wěn)定性的關(guān)鍵性標準。由于透射電子顯微鏡檢測的分辨率高，可以對晶格結(jié)構(gòu)直接成像，比較適合用于進行微觀尺度缺陷的分析，所以常規(guī)的檢查階梯覆蓋的方法是使用透射電子顯微鏡進行檢測。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的方法流程圖，方法100包括步驟101、102以及103。在步驟101中，在介電材料層上沉積阻擋層。步驟102中，在阻擋層上沉積種晶層。然后在步驟103中，對上述結(jié)構(gòu)進行透射電子顯微鏡取樣，用以對阻擋層和種晶層階梯覆蓋進行透射電子顯微鏡檢測。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的透射電子顯微鏡取樣方法存在一些無法避免的問題。由于在較先進的半導體制作工藝中，介電材料都是選用介電常數(shù)(K)較低的材料，這樣做能夠相應地降低電容。但是低介電常數(shù)的介電材料具有多孔及疏松(porous)等特性，其在具有降低電容這一優(yōu)勢的同時也存在缺陷。比較顯著的一方面是，在根據(jù)圖1的方法進行透射電子顯微鏡檢測的取樣過程中，由于透射電子顯微鏡取樣步驟例如環(huán)氧化物粘著和硬化、聚焦離子束(FIB)切割和離子束研磨等等都會產(chǎn)生熱量，使得低介電常數(shù)的介電材料無法承受產(chǎn)生的熱量，從而進一步導致銅互連結(jié)構(gòu)中的微通孔完全變形。另一方面的問題是，在根據(jù)圖1的方法進行透射電子顯微鏡檢測而取得的溝槽(trench)的開口數(shù)據(jù)(pinch off data)很不清楚。這是由于通孔在透射電子顯微鏡取樣期間完全變形而導致溝槽的開口不均勻。這使得在透射電子顯微鏡檢測時無法清晰地取得溝槽的開口數(shù)據(jù)，極大地影響了透射電子顯微鏡檢測的效果。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的示意圖，圓圈201 內(nèi)的區(qū)域說明微通孔已經(jīng)完全變形。圖3是現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的另一個示意圖，其中弧線301表示出通孔已經(jīng)變形，并且直線302表示出溝槽開口已經(jīng)變得很不均勻。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題比較顯著地影響了銅互連技術(shù)的應用，其已經(jīng)成為當今半導體制造技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋時導致通孔變形以及隨之而來的無法清晰地取得透射電子顯微鏡檢測圖像數(shù)據(jù)的問題，本發(fā)明公開了一種用于制備透射電子顯微鏡檢測的半導體結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括以下步驟提供前端器件，在所述前端器件上形成有介電材料層；在所述介電材料層上沉積阻擋層；在所述阻擋層上沉積第一種晶層；在所述第一種晶層上設(shè)置界面層；在所述界面層上沉積第二種晶層；在所述第二種晶層上設(shè)置填充層。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述介電材料層的K值小于2. 75。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述界面層的材料為鉭、鎢、鈷以及釕中的一種。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述界面層使用物理氣相沉積、化學氣相沉積以及原子層電沉積中的一種來設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用無偏壓鉭，所述無偏壓鉭的厚度為20至200埃。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用雙層鉭，所述雙層鉭為厚度為5至10埃的無偏壓鉭和厚度為20至200埃的高刻蝕沉積比例鉭。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述第二種晶層的材料為銅。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述第二種晶層的厚度小于500埃。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述填充層的材料為銅，并且使用電化學鍍銅設(shè)置所述填充層。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述填充層的厚度大于200埃。本發(fā)明還公開了一種用于透射電子顯微鏡檢測的半導體結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括前端器件，在所述前端器件上形成有介電材料層；阻擋層，所述阻擋層沉積在所述介電材料層上；第一種晶層，所述第一種晶層沉積在所述阻擋層上；界面層，所述界面層設(shè)置在所述第一種晶層上；第二種晶層，所述第二種晶層沉積在所述界面層上；填充層，所述填充層設(shè)置在所述第二種晶層上。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述介電材料層的K值小于2. 75。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述界面層的材料為鉭、鎢、鈷以及釕中的一種。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述界面層使用物理氣相沉積、化學氣相沉積以及原子層電沉積中的一種來設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用無偏壓鉭，所述無偏壓鉭的厚度為20至200埃。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用雙層鉭，所述雙層鉭為厚度為5至10埃的無偏壓鉭和厚度為20至200埃的高刻蝕沉積比例鉭。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述第二種晶層的材料為銅。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述第二種晶層的厚度小于500埃。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述填充層的材料為銅，并且使用電化學鍍銅設(shè)置所述填充層。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述填充層的厚度大于200埃。根據(jù)本發(fā)明所提供的用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的方法和結(jié)構(gòu)，可以方便地應用于半導體制造過程的銅互連技術(shù)中，并對于阻擋層和種晶層階梯覆蓋進行透射電子顯微鏡檢測，并且能夠保證在透射電子顯微鏡取樣期間通孔不會變形， 以及能夠進一步清晰地得到對于阻擋層和種晶層階梯覆蓋的透射電子顯微鏡檢測圖像。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的方法流
6程圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的另一個示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的方法流程圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的方法或結(jié)構(gòu)經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法或結(jié)構(gòu)經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的另一個示意圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟和結(jié)構(gòu)，以便說明本發(fā)明是如何解決現(xiàn)有技術(shù)無法在對阻擋層和種晶層階梯覆蓋進行透射電子顯微鏡檢測時保證通孔不被損壞變形的問題。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。如圖4所示，為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的方法400流程圖。在步驟401中，在介電材料層上沉積阻擋層。在步驟402 中，在阻擋層上沉積種晶層。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對阻擋層和種晶層階梯覆蓋進行透射電子顯微鏡檢測的方法，在進行了上述步驟401和步驟402之后，便對阻擋層和種晶層結(jié)構(gòu)進行用于透射電子顯微鏡檢測階梯覆蓋的取樣。然而，由于由低K值介電材料、阻擋層和種晶層所組成的銅互連結(jié)構(gòu)很容易在取樣過程中損壞而導致諸如通孔變形等后果，因此需要加強上述銅互連結(jié)構(gòu)的“強度”用以在取樣過程中保持不被損壞。根據(jù)本發(fā)明，加強上述銅互連結(jié)構(gòu)的“強度”的一個有效的方法是使用填充材料來完全填充上述銅互連結(jié)構(gòu)。這種填充材料需要具有與上述多孔及疏松特征正相反的特征、 以及具有熔點高等良好的熱穩(wěn)定性。然而，在使用這種填充材料完全填充上述銅互連結(jié)構(gòu)以后，上述填充材料將與步驟402中沉積的種晶層，即第一種晶層“粘結(jié)”在一起，因此在透射電子顯微鏡檢測階梯覆蓋的取樣過程中無法區(qū)分出步驟402中沉積的第一種晶層的界面。因此，必須在上述第一種晶層和上述填充材料之間設(shè)置一層界面層，用以分隔開上述第一種晶層和上述填充材料，從而使得在進行透射電子顯微鏡檢測階梯覆蓋時能夠清楚地區(qū)分出待檢測的第一種晶層的界面，用以得出正確的階梯覆蓋檢測結(jié)果。更特別地，由于應用在銅互連半導體結(jié)構(gòu)中，這種界面層的材料需要是比銅的原子量大的重金屬、熱穩(wěn)定性好，并且其與銅材料之間要具有比較好的浸潤特性，從而能夠“附著”在銅材料的第一種晶層上。有多種重金屬材料符合上述特性要求而可以用于設(shè)置界面層，諸如鉭(Ta)、鈷(Co)、鎢(W)以及釕(Ru)等等。 在本發(fā)明的一個實施例中，優(yōu)選使用鉭材料來設(shè)置界面層。但是，在使用界面層將上述第一種晶層和上述填充材料分隔開之后，填充材料無法直接牢固地設(shè)置在界面層上。例如在使用銅材料設(shè)置的填充層和使用鉭設(shè)置的界面層之間無法固定，從而需要在填充層上再沉積一層種晶層，即第二種晶層。要求第二種晶層的材料能夠被填充材料填充并且相互之間能夠連接很好的結(jié)合。當然，良好的熱穩(wěn)定性也是第二種晶層的材料應具有的必不可少的特性。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在步驟403中，在由步驟402沉積的第一種晶層上設(shè)置一層界面層，用于將步驟402中沉積的第一種晶層和在后面步驟中設(shè)置的填充層“區(qū)分” 開。在步驟404中，在介面層上再沉積一層第二種晶層，用于將在后面步驟中設(shè)置的填充層牢固地填充到上述銅互連結(jié)構(gòu)中。在步驟405中，在由步驟404沉積的第二種晶層上設(shè)置填充層，填充層將上述銅互連結(jié)構(gòu)完全填充。在步驟406中，利用透射電子顯微鏡進行對階梯覆蓋的取樣及檢測。本發(fā)明的實施例中通常選用K值較低的介電材料來用于形成介電材料層。優(yōu)選地，介電材料的K值小于2. 75。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在步驟403中，使用鉭(Ta)設(shè)置界面層可以利用多種工藝，諸如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)以及原子層電沉積(ALD)等工藝。在本發(fā)明的一個實施例中，在使用物理氣相沉積來設(shè)置界面層時，在使用鉭設(shè)置界面層時可以選擇使用無偏壓鉭，并且無偏壓鉭的厚度為20至200埃。在本發(fā)明的另一個實施例中，在使用物理氣相沉積來設(shè)置界面層時，在使用鉭設(shè)置界面層時可以選擇使用雙層鉭，其中雙層鉭為厚度為5至10埃的無偏壓鉭和厚度為20至200埃的高刻蝕沉積比例 tch和 Deposition Ratio)鉭?？涛g沉積比例是指，在進行沉積過程中，當對需要沉積的粒子附加偏壓時，會有部分粒子從沉積表面反濺射出，可以用反濺射出的粒子與沉積的粒子之間的比值來表征刻蝕沉積比例，即刻蝕沉積比例=粒子反濺射率/粒子沉積率。無偏壓鉭是指在沉積過程中不對鉭粒子附加偏壓，因此無偏壓鉭的刻蝕沉積比例為零。高刻蝕沉積比例鉭是指在沉積過程中對鉭粒子附加偏壓，并使其刻蝕沉積比例達到一定數(shù)值，典型地為大于30%，甚至能夠達到60%。無偏壓鉭的優(yōu)勢在于，由于其在沉積過程中沒有附加偏壓而不會產(chǎn)生破壞效應。雙層鉭中的高刻蝕沉積比例鉭的優(yōu)勢在于其在沉積過程中附加偏壓， 而偏壓能夠轟擊鉭材料更好地附著在側(cè)壁的銅材料的種晶層上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在步驟404中，在界面層上沉積的種晶層使用銅材料來完成。優(yōu)選地，在界面層上沉積的種晶層的厚度小于500埃。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在步驟405中，上述填充材料使用銅，并且使用電化學鍍(ECP)工藝形成銅材料的填充層。優(yōu)選地，填充層的厚度大于200埃。由于上面的實施例中使用了銅材料完全填充了由介電材料、阻擋層和種晶層所組成的銅互連結(jié)構(gòu)，因此根據(jù)圖4的方法進行透射電子顯微鏡檢測的取樣過程中沒有導致通孔變形。并可以更清晰的獲得關(guān)于諸如阻擋層和種晶層的階梯覆蓋數(shù)據(jù)、溝槽的開口數(shù)據(jù)等透射電子顯微鏡檢測結(jié)果。如圖5所示，為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的結(jié)構(gòu)500的示意圖。結(jié)構(gòu)500包括介電材料層501、在介電材料層501上沉積的阻擋層502，以及在阻擋層502上沉積的第一種晶層503。介電材料層501、阻擋層 502和第一種晶層503組成了進行透射電子顯微鏡檢測阻擋層和種晶層階梯覆蓋的銅互連結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)500還包括在第一種晶層503上面設(shè)置的界面層504、在界面層504上沉積的第二種晶層505、設(shè)置在第二種晶層505上的填充層506，界面層504用于將種晶層503和填充層506 “區(qū)分”開，以在進行透射電子顯微鏡檢測取樣時能夠清晰地取樣到種晶層503的邊界面。由于填充層506無法緊密地填充在已經(jīng)由界面層504 “分隔”開的用于透射電子顯微鏡檢測的銅互連結(jié)構(gòu)上，所以第二種晶層505特別用于使填充層506能夠完全緊密地填充在用于透射電子顯微鏡檢測的銅互連結(jié)構(gòu)上。需要說明的是，由于種晶層505的作用就是用于將填充層506完全填充在由界面層504 “區(qū)分”的整個銅互連結(jié)構(gòu)(即，由介電材料層501、阻擋層502和種晶層503所組成)，因此種晶層505和填充層506完全粘結(jié)在一起，在它們之間并沒有清晰且完整的界限(在圖3中用虛線表示)。
在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，通常選用K值較低的介電材料來用于介電材料層。優(yōu)選地， 介電材料的K值小于2. 75。在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，在界面層504中，使用鉭(Ta)設(shè)置界面層可以利用多種工藝，諸如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)以及原子層電沉積(ALD)等工藝。在使用物理氣相沉積來設(shè)置界面層時，在使用鉭設(shè)置界面層時可以選擇使用無偏壓鉭，并且無偏壓鉭的厚度為20至200埃?？蛇x擇地，在使用物理氣相沉積來設(shè)置界面層時，在使用鉭設(shè)置界面層時可以選擇使用雙層鉭，其中雙層鉭為厚度為5至10埃的無偏壓鉭和厚度為20 至200埃的高刻蝕沉積比例(Etch和D印osition Ratio)鉭。在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，在種晶層505中，在界面層上沉積的種晶層使用銅材料來完成。優(yōu)選地，在界面層上沉積的種晶層的厚度小于500埃。在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，在填充層506中，上述填充材料使用銅，并且使用電化學鍍 (ECP)工藝形成銅材料的填充層。優(yōu)選地，填充層的厚度大于200埃。圖6是根據(jù)本發(fā)明的方法或結(jié)構(gòu)經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的示意圖，圓圈601內(nèi)的區(qū)域說明微通孔基本沒有變形。圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法或結(jié)構(gòu)經(jīng)過透射電子顯微鏡檢測后的銅互連結(jié)構(gòu)的另一個示意圖，其中弧線701表示出通孔基本沒有變形，并且直線702和703表示出溝槽開口依然很均勻，并且直線704特別表示溝槽開口很均勻。本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種用于制備透射電子顯微鏡檢測的半導體樣品的方法，所述方法包括以下步驟 提供前端器件，在所述前端器件上形成有介電材料層；在所述介電材料層上沉積阻擋層； 在所述阻擋層上沉積第一種晶層； 在所述第一種晶層上設(shè)置界面層； 在所述界面層上沉積第二種晶層； 在所述第二種晶層上設(shè)置填充層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述介電材料層的K值小于2.75。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述界面層的材料為鉭、鎢、鈷以及釕中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述界面層使用物理氣相沉積、化學氣相沉積以及原子層電沉積中的一種來設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用無偏壓鉭，所述無偏壓鉭的厚度為20至200埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用雙層鉭，所述雙層鉭為厚度為5至10埃的無偏壓鉭和厚度為20至200 埃的高刻蝕沉積比例鉭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二種晶層的材料為銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二種晶層的厚度小于500埃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充層的材料為銅，并且使用電化學鍍銅設(shè)置所述填充層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻擋層種晶層方法，其中所述填充層的厚度大于200埃。
11.一種用于透射電子顯微鏡檢測的半導體結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括 前端器件，在所述前端器件上形成有介電材料層；阻擋層，所述阻擋層沉積在所述介電材料層上； 第一種晶層，所述第一種晶層沉積在所述阻擋層上； 界面層，所述界面層設(shè)置在所述第一種晶層上； 第二種晶層，所述第二種晶層沉積在所述界面層上； 填充層，所述填充層設(shè)置在所述第二種晶層上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述介電材料層的K值小于2.75。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述界面層的材料為鉭、鎢、鈷以及釕中的一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述界面層使用物理氣相沉積、化學氣相沉積以及原子層電沉積中的一種來設(shè)置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用無偏壓鉭，所述無偏壓鉭的厚度為20至200埃。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中在使用所述物理氣相沉積來設(shè)置所述界面層時，所述界面層使用雙層鉭，所述雙層鉭為厚度為5至10埃的無偏壓鉭和厚度為 20至200埃的高刻蝕沉積比例鉭。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述第二種晶層的材料為銅。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述第二種晶層的厚度小于500埃。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述填充層的材料為銅，并且使用電化學鍍銅設(shè)置所述填充層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導體結(jié)構(gòu)，其中所述填充層的厚度大于200埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備透射電子顯微鏡檢測的半導體樣本的方法，所述方法包括以下步驟提供前端器件，在所述前端器件上形成有介電材料層；在所述介電材料層上沉積阻擋層；在所述阻擋層上沉積第一種晶層；在所述第一種晶層上設(shè)置界面層；在所述界面層上沉積第二種晶層；在所述第二種晶層上設(shè)置填充層。本發(fā)明還公開了一種用于透射電子顯微鏡檢測的半導體結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)，可以方便地應用于半導體制造過程的銅互連技術(shù)中，并對于阻擋層和種晶層階梯覆蓋進行透射電子顯微鏡檢測，并且能夠保證在透射電子顯微鏡取樣期間通孔不會變形，以及能夠進一步清晰地得到對于阻擋層和種晶層階梯覆蓋的透射電子顯微鏡檢測圖像。
文檔編號H01L23/532GK102386125SQ20101027495
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者何偉業(yè), 龐凌華, 楊瑞鵬, 王玉科, 聶佳相 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司