該說明書，參照"一個實施例"或"實施例"是指結(jié)合實施例描述的特定部件、 結(jié)構(gòu)或特征包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，貫穿該說明書，各處的短語"在一個 實施例中"或"在某個實施例中"的出現(xiàn)不必都指的是相同實施例。此外，在一個或多個實 施例中，特定部件、結(jié)構(gòu)或特征可以以任何合適的方式結(jié)合。應(yīng)該理解，下圖未按比例繪制； 相反，這些圖僅旨在說明。
[0036] 圖1和圖2是根據(jù)一個或多個實施例的處于各個制造階段的銅互連結(jié)構(gòu)10的截 面?zhèn)纫晥D。應(yīng)該理解，為了更好地理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，已經(jīng)簡化了圖1和圖2。
[0037] 參照圖1，銅互連結(jié)構(gòu)10具有在襯底20的介電層30中形成的開口 15。在一些實 施例中，襯底20包括一個或多個絕緣體層、導(dǎo)體層和/或半導(dǎo)體層。在一些實施例中，襯底 20包括諸如晶體娃、多晶娃、非晶硅和/或鍺的元素半導(dǎo)體；諸如碳化硅和/或砷化鎵的化 合物半導(dǎo)體；諸如SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs和/或GalnP的合金半導(dǎo)體；或其他合適的 材料或材料的組合。在一些實施例中，襯底20包括諸如塊狀硅的塊狀半導(dǎo)體，并且這樣的 塊狀半導(dǎo)體可選擇地包括外延硅層。在一些實施例中，襯底20額外地或可選地包括絕緣體 上半導(dǎo)體襯底，諸如絕緣體上硅（SOI)襯底或薄膜晶體管（TFT)襯底。在一些實施例中，襯 底20額外地或可選地包括多個硅結(jié)構(gòu)或多層化合物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0038] 在一些實施例中，介電層3〇是金屬間電介質(zhì)（ηω)并且包括諸如二氧化硅、聚酰 亞胺、旋涂玻璃（S0G)、氟摻雜的硅酸鹽玻璃（FSG)、BlackDiamond%(加利福尼亞，圣克 拉拉的應(yīng)用材料公司的產(chǎn)品）、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳、氮化硅、氮氧化硅和/或其他 合適的材料。在一些實施例中，介電層30包括低k材料，低k材料具有小于二氧化娃的介 電常數(shù)（為約3. 9)的介電常數(shù)k。在一些實施例中，介電材料是多孔材料并因此為多孔低 k材料。在一些實施例中，低k介電材料是化學(xué)氣相沉積（CVD)低k材料或旋涂低k材料。 在至少一個示例性實施例中，多孔甲基硅倍半氧烷（MSQ)用作低k材料。在一些實施例中， 介電層30包括多個介電層，在相鄰的介電層之間形成或不形成蝕刻停止層。
[0039] 銅互連結(jié)構(gòu)10包括在介電層30中形成的開口 15。開口 15包括底部和側(cè)壁。在 一些實施例中，開口 15是溝槽開口、通孔開口或不同類型的開口，在開口內(nèi)將形成導(dǎo)電層。 在一些實施例中，開口 15包括相對較直的長薄溝槽。在一些實施例中，開口 15彎曲并偏離 成彎曲形或其他圖案以在金屬層內(nèi)形成導(dǎo)電線。在其他實施例中，開口 15形成電連接至在 下面的層中形成的電器件或其他導(dǎo)電線（未示出）的通孔、接觸插塞或其他互連結(jié)構(gòu)。
[0040] 在一些實施例中，通過一種或多種光刻技術(shù)形成開口 15。通常，光刻技術(shù)包括施加 光刻膠材料（未示出）以及根據(jù)期望的圖案曝光光刻膠材料。然后顯影光刻膠材料以去除 光刻膠材料的一部分，從而根據(jù)期望的圖案曝光下面的材料。剩余的光刻膠材料保護下面 的材料不受后續(xù)處理步驟的影響，諸如對下面的材料實施的以在介電層30中形成開口 15 的蝕刻。在形成開口 15之后，可選擇地去除剩余的光刻膠材料（如果存在）。在一些實施 例中，諸如電子束光刻（EBL)或其他合適工藝的一種或多種其他工藝用于形成開口 15。
[0041] 以上所述的工藝描述了單鑲嵌工藝，僅用于說明的目的。在一些實施例中，諸如雙 鑲嵌工藝的其他工藝用于形成開口 15。在一些實施例中，雙鑲嵌工藝用于形成穿過介電層 30的一個或多個層的溝槽和通孔。
[0042] 仍參照圖1，第一阻擋層40A共形地沉積在開口 15的側(cè)壁和底部上。第一阻擋層 40A防止來自之后沉積的銅插塞的銅擴散到周圍的介電層30內(nèi)、提供具有低歐姆接觸電阻 的高電導(dǎo)率、襯底20和阻擋金屬之間的良好粘附力、和/或?qū)﹄娹|移的抵抗。
[0043] 在一些實施例中，通過物理氣相沉積（PVD)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、高密度等 離子體CVD(HDPCVD)、原子層沉積（ALD)、等離子體增強ALD(PE-ALD)、等離子體增強 CVD(PECVD)、電離PVD(I-PVD)或其他合適的工藝的一種或多種來沉積第一阻擋層40A。第 一阻擋層40A由一層或多層導(dǎo)電材料形成，導(dǎo)電材料諸如鉭（Ta)、氮化鉭（TaN)、鈦（Ti)、 氮化鈦（TiN)、氮化鎢（WN)、鈷（Co)、鈷鎢（CoW)、MnOx、MnNx、MnCx、MnSix0y、其他錳基材料、 釕（Ru)和/或其他阻擋材料。在一些實施例中，第一阻擋層40A具有從約2埃至約50埃 的厚度。在至少一個示例性實施例中，第一阻擋層40A具有從約20埃至約30埃的厚度。
[0044] 第一種子層50A共形地沉積在第一阻擋層40A上。在一些實施例中，通過物理氣 相沉積（PVD)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、原子層沉積（ALD)、等離子體增強ALD(PE-ALD)、等離子 體增強CVD(PECVD)、電離PVD(Ι-PVD)或其他合適的工藝沉積第一種子層50A。在一些實施 例中，第一種子層50A包括銅或銅合金。在一些實施例中，例如，通過使用氬等離子體的等 離子體接合將第一種子層50A銅摻雜在第一阻擋層40A上。第一種子層50A由一層或多層 導(dǎo)電材料形成，導(dǎo)電材料諸如銅或銅合金。在一些實施例中，第一種子層50A具有從約2埃 至約100埃的厚度。在至少一個示例性實施例中，第一種子層50A具有從約40埃至約70 埃的厚度。
[0045] 現(xiàn)在參照圖2,第二阻擋層40B共形地沉積在第一種子層50A上。在一些實施例 中，通過物理氣相沉積（PVD)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、高密度等離子體CVD(HDPCVD)、原子層 沉積（ALD)、等離子體增強ALD(ΡΕ-ALD)、等離子體增強CVD(PECVD)、電離PVD(Ι-PVD)或其 他合適的工藝沉積第二阻擋層40B。在一些實施例中，第二阻擋層40B由一層或多層導(dǎo)電材 料形成，導(dǎo)電材料諸如鉭（Ta)、氮化鉭（TaN)、鈦（Ti)、氮化鈦（TiN)、氮化鎢（WN)、鈷（Co)、 鈷鎢（〇^)、111〇：!、111凡、111(；、11^及、其他錳基材料、釕〇?11)和/或其他阻擋材料。在一些 實施例中，第二阻擋層40B具有從約2埃至約50埃的厚度。在至少一個示例性實施例中， 第二阻擋層40B具有從約20埃至約30埃的厚度。
[0046]第二種子層50B共形地沉積在第二阻擋層40B上。在一些實施例中，通過物理氣 相沉積（PVD)、化學(xué)氣相沉積（CVD)、原子層沉積（ALD)、等離子體增強ALD(PE-ALD)、等離子 體增強CVD(PECVD)、電離PVD(Ι-PVD)或其他合適的工藝沉積第二種子層50B。在一些實施 例中，第二種子層50B包括銅或銅合金。在一些實施例中，例如，通過使用氬等離子體的等 離子體接合將第二種子層50B銅摻雜在第二阻擋層40B上。第二種子層50B由一層或多層 導(dǎo)電材料形成，導(dǎo)電材料諸如銅或銅合金和/或其他種子材料。在一些實施例中，第二種子 層50B具有從約2埃至約100埃的厚度。在至少一個示例性實施例中，第二種子層50B具 有從約40埃至約70埃的厚度。
[0047] 在一些實施例中，以組合阻擋/種子混合層替換第一阻擋層40A、第二阻擋層40B、 第一種子層50A或第二種子層50B的一個或多個。這樣的阻擋/