3A共形地沉積在第一粘合層401A上。在一些實(shí)施例中， 通過沉積種子材料層或阻擋材料層并通過經(jīng)由等離子體輔助或增強(qiáng)ALD或CVD工藝將種子 材料或阻擋層材料中的另一種混合在阻擋層材料或種子層材料的一部分上，以在第一粘合 層401A上沉積第一阻擋/種子混合層403A，從而形成第一阻擋/種子混合層403A。第一 種子層50A共形地沉積在第一阻擋/種子混合層403A上。
[0062] 圖7是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于形成銅互連結(jié)構(gòu)的方法700的流程圖。方法 700包括框710,其中，在半導(dǎo)體器件的介電層中形成開口。開口具有側(cè)壁和底部。方法700 包括框720,其中，在開口的側(cè)壁和底部上共形地沉積第一阻擋層。方法700包括框730,其 中，第一粘合層、第二粘合層或第一阻擋/種子混合層的一個(gè)或多個(gè)以一種或多種組合或 順序共形地沉積在第一阻擋層上。方法700包括框740,其中，在第一粘合層、第二粘合層或 第一阻擋/種子混合層的至少一個(gè)上共形地沉積第一種子層。方法700包括框750,其中， 在開口中沉積導(dǎo)電插塞。
[0063] 應(yīng)該理解，在圖7的框710至750之前、期間或之后可以實(shí)施額外的工藝以完成半 導(dǎo)體器件的制造，但是為了簡單的目的，在此未詳細(xì)地討論這些額外的工藝。在一些實(shí)施例 中，在銅互連結(jié)構(gòu)的開口中可選擇地以任何順序或組合沉積s組阻擋層、種子層、阻擋/種 子混合層和粘合層。例如，在襯底20 (圖1)上可選擇地形成第一阻擋層40A(圖1)、第二阻 擋層40B(圖1)、第一阻擋/種子混合層403A(圖4)、第一粘合層401A(圖4)和第一種子 層50A(圖1)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在互連結(jié)構(gòu)的開口中可選擇地沉積s數(shù)量組 的阻擋層、種子層、阻擋/種子混合層和/或粘合層，以防止會(huì)降低銅互連結(jié)構(gòu)的可靠性的 電迀移和應(yīng)力迀移。
[0064] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了具有穩(wěn)健的可靠性、低銅線電阻、銅和阻擋層之間的更好 粘合性的銅互連結(jié)構(gòu)10并且減少了會(huì)降低銅互連結(jié)構(gòu)的可靠性的電迀移（EM)和/或應(yīng)力 迀移效應(yīng)的現(xiàn)象。本發(fā)明的方法能夠適用于其他應(yīng)用，在這些應(yīng)用中涉及穿過銅至電介質(zhì) 界面的銅擴(kuò)散。
[0065] 本發(fā)明的一方面涉及半導(dǎo)體器件中的銅互連結(jié)構(gòu)，銅互連結(jié)構(gòu)包括具有側(cè)壁和表 面的介電層，側(cè)壁和表面限定介電層中的開口。銅互連結(jié)構(gòu)還包括在介電層的限定開口的 側(cè)壁和表面上沉積的阻擋層。銅互連結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括在阻擋層上沉積的阻擋/種子混合 層。銅互連結(jié)構(gòu)額外地包括在阻擋/種子混合層上沉積的粘合層。銅互連結(jié)構(gòu)還包括在粘 合層上沉積的種子層。
[0066] 本發(fā)明的另一方面涉及用于在半導(dǎo)體器件中形成銅互連結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括 在半導(dǎo)體器件的介電層中形成開口。該開口由介電層的側(cè)壁和表面限定。該方法還包括在 介電層的側(cè)壁和表面上沉積阻擋層。該方法進(jìn)一步包括在阻擋層上沉積阻擋/種子混合 層。該方法額外地包括在阻擋/種子混合層上沉積粘合層。該方法還包括在粘合層上沉積 種子層。
[0067] 本發(fā)明的又一方面涉及半導(dǎo)體器件中的銅互連結(jié)構(gòu)，銅互連結(jié)構(gòu)包括具有側(cè)壁和 表面的介電層，側(cè)壁和表面限定介電層中的開口。銅互連結(jié)構(gòu)還包括在介電層的限定開口 的側(cè)壁和表面上沉積的阻擋層。銅互連結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括在阻擋層上沉積的第一粘合層。銅 互連結(jié)構(gòu)額外地包括在第一粘合層上沉積的阻擋/種子混合層。銅互連結(jié)構(gòu)還包括在阻擋 /種子混合層上沉積的第二粘合層。銅互連結(jié)構(gòu)額外地包括在第二粘合層上沉積的種子層。
[0068] 在之前詳細(xì)的描述中，已經(jīng)描述了具體示例性實(shí)施例。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員將是顯而易見的，在不背離本發(fā)明的廣泛的精神和范圍的情況下，可以作出各種改變、 結(jié)構(gòu)、工藝和變化。因此，說明書和附圖被視為說明性的，而不是限制性的。應(yīng)該理解，本發(fā) 明的實(shí)施例能夠使用各種其他組合和環(huán)境并且能夠在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化或改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體器件中的銅互連結(jié)構(gòu)，包括： 介電層，具有側(cè)壁和表面，所述側(cè)壁和所述表面限定所述介電層中的開口； 阻擋層，沉積在所述介電層的限定所述開口的所述側(cè)壁和所述表面上； 阻擋/種子混合層，沉積在所述阻擋層上； 粘合層，沉積在所述阻擋/種子混合層上；以及 種子層，沉積在所述粘合層上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋/種子混合層包括一種或多種阻 擋材料和一種或多種種子材料， 其中，所述一種或多種阻擋材料包括鉭（Ta)、氮化鉭（TaN)、鈦（Ti)、氮化鈦（TiN)、氮 化鎢（1抑、鈷（(：〇)、鈷鎢（(：〇1)、111〇：!、111凡、111(；、1113丨:^、其他錳基材料或釕〇?11)的一種或 多種，所述一種或多種種子材料包括銅或銅合金的一種或多種。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋/種子混合層包括交互的阻擋材 料和種子材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋/種子混合層包括阻擋材料和種 子材料的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋材料和種子材料的混合物包括 基底阻擋材料，所述基底阻擋材料具有沉積在所述基底阻擋材料中的種子材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋材料和種子材料的混合物包括 基底種子材料，所述基底種子材料具有沉積在所述基底晶種材料中的阻擋材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋層包括鉭（Ta)、氮化鉭（TaN)、 鈦（Ti)、氮化鈦（TiN)、氮化鎢（WN)、鈷（Co)、鈷鎢（CoW)、MnOx、MnNx、MnCx、MnSixOy、其他錳 基材料或釕（Ru)的一種或多種阻擋材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋/種子混合層包括一種或多種增 強(qiáng)阻擋材料，所述阻擋/種子混合層的阻擋材料通過等離子體增強(qiáng)沉積工藝來增強(qiáng)。9. 一種在半導(dǎo)體器件中形成銅互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括： 在所述半導(dǎo)體器件的介電層中形成開口，所述開口由所述介電層的側(cè)壁和表面限定； 在所述介電層的所述側(cè)壁和所述表面上沉積阻擋層； 在所述阻擋層上沉積阻擋/種子混合層； 在所述阻擋/種子混合層上沉積粘合層；以及 在所述粘合層上沉積種子層。10. -種半導(dǎo)體器件中的銅互連結(jié)構(gòu)，包括： 介電層，具有側(cè)壁和表面，所述側(cè)壁和所述表面限定所述介電層中的開口； 阻擋層，沉積在所述介電層的限定所述開口的所述側(cè)壁和所述表面上； 第一粘合層，沉積在所述阻擋層上； 阻擋/種子混合層，沉積在所述第一粘合層上； 第二粘合層，沉積在所述阻擋/種子混合層上；以及 種子層，沉積在所述第二粘合層上。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件中的銅互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，銅互連結(jié)構(gòu)包括具有側(cè)壁和表面的介電層，側(cè)壁和表面限定介電層中的開口。銅互連結(jié)構(gòu)還包括沉積在介電層的限定開口的側(cè)壁和表面上的阻擋層。銅互連結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括沉積在阻擋層上的阻擋/種子混合層。銅互連結(jié)構(gòu)額外地包括沉積在阻擋/種子混合層上的粘合層。銅互連結(jié)構(gòu)還包括沉積在粘合層上的種子層。
【IPC分類】H01L21/768, H01L23/532
【公開號(hào)】CN105280613
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510016296
【發(fā)明人】余振華, 眭曉林, 李香寰, 葉菁馥
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日