專利名稱：形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路關(guān)鍵尺寸的持續(xù)縮小、集成度不斷提高，銅已經(jīng)逐步取代Al成為新一代互連金屬材料。然而，由于銅在Si和Si基氧化物介質(zhì)中，在低溫下即可擴(kuò)散生成深能級(jí)雜質(zhì)，對(duì)器件中的載流子具有很強(qiáng)的陷阱效應(yīng)，使器件性能退化甚至失效。因此，在銅和Si或Si基氧化物介質(zhì)之間必須要增加金屬阻擋層，起到阻止銅擴(kuò)散以及改善銅與Si或Si基氧化物介質(zhì)結(jié)合性能的作用。目前，實(shí)際工業(yè)中常用的金屬擴(kuò)散阻擋層是Ta/TaN雙層薄膜，這種雙層薄膜主要是利用難溶金屬Ta和氮化物TaN的高熔點(diǎn)以及晶格和晶格擴(kuò)散激活能較高的優(yōu)勢(shì)，其中Ta的熔點(diǎn)在四96攝氏度，而TaN的熔點(diǎn)在3087攝氏度。另外，Ta層與銅層具有較好的粘附性和界面穩(wěn)定性，并且TaN層與電解質(zhì)具有較好的粘附性和高的熱穩(wěn)定性，使得雙層薄膜Ta/TaN金屬擴(kuò)散阻擋層能夠滿足銅互連的相關(guān)性能的要求。一般來(lái)說(shuō)，Ta具有兩種相結(jié)構(gòu)，即電阻率為15 60微歐姆/厘米穩(wěn)定的α-Ta (體心立方)的低阻相結(jié)構(gòu)和電阻率為200 700微歐姆/厘米亞穩(wěn)的β-Ta(四方相)的高阻相結(jié)構(gòu)。由于集成電路工藝中制備Ta膜時(shí)多采用遠(yuǎn)離平衡態(tài)的濺射沉積方法，因此制備出的Ta膜多是亞穩(wěn)的β-Ta結(jié)構(gòu)或α-Ta和β-Ta共存的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的制作具有Ta/TaN雙層金屬擴(kuò)散阻擋層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法如圖IA至IB所示。如圖IA所示，提供前端器件結(jié)構(gòu)101，前端器件結(jié)構(gòu)101包括柵極、源極、漏極及其它互連層等常規(guī)結(jié)構(gòu)，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此均未示出，僅示出第一銅互連層111。在前端器件結(jié)構(gòu)101上形成層間介質(zhì)層102，層間介質(zhì)層102中具有通孔103A以及形成于通孔103A上方的溝槽103B，其中通孔103A和溝槽10 均位于第一銅互連層111的正上方，即露出第一銅互連層111。如圖IB所示，在通孔103A和溝槽10!3B的內(nèi)表面采用濺射方法依次形成TaN層104和I1a層105。然后在通孔103A和溝槽10 內(nèi)形成第二銅互連層106。但是這種方法會(huì)產(chǎn)生一定的問(wèn)題。S卩，TaN層105由于與銅粘結(jié)強(qiáng)度弱，因此，當(dāng)電流從第二銅互連層106流到第一銅互連層111時(shí)，第一銅互連層111的銅和TaN層104之間的接觸面會(huì)出現(xiàn)電遷移。即，第二銅互連層106中的原子沿著通孔103A和TaN層104之間的界面移動(dòng)到其它的區(qū)域，而移走了存于第一銅互連層111表面部分中的銅和位于第二銅互連層106底表面下的銅，在第一銅互連層111表面部分中產(chǎn)生空洞，導(dǎo)致TaN層104和第一銅互連層111之間的粘結(jié)強(qiáng)度的損失，增加了其間的接觸電阻。另外，制造過(guò)程中施加多層互連的熱應(yīng)力也降低了第一銅互連層111和TaN層104之間界面處的粘結(jié)強(qiáng)度，從而增加其間的接觸電阻。因此，需要一種制作半導(dǎo)體器件的方法，能夠解決由于通孔底部存在TaN層而產(chǎn)生的接觸電阻增加的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)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(hù)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(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。為了解決由于通孔底部存在TaN層而產(chǎn)生的接觸電阻增加的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，依次包括(a)提供前端器件結(jié)構(gòu)，在所述前端器件結(jié)構(gòu)上形成層間介質(zhì)層，在所述層間介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔上方的溝槽；(b)在所述通孔、所述溝槽以及所述層間介質(zhì)層的表面上依次形成第一阻擋層和第二阻擋層；(C)采用濺射刻蝕工藝去除所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的部分；和(d)在所述通孔、所述溝槽以及所述層間介質(zhì)層的表面上形成第三阻擋層，以形成所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述(C)步驟依次包括(cl)對(duì)所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的部分進(jìn)行采用第一功率的第一濺射刻蝕工藝步驟，以去除該部分的總厚度的10% 50% ； (c2)對(duì)所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的剩余部分進(jìn)行第二濺射刻蝕工藝步驟，以去除該剩余部分，其中，第二濺射刻蝕工藝步驟采用功率小于所述第一功率的第二功率。優(yōu)選地，在所述第一濺射刻蝕工藝步驟中，所去除的部分在所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的部分的總厚度中占20% 30%。優(yōu)選地，所述第一阻擋層的材料是TaN。優(yōu)選地，所述第二阻擋層的材料是Ta。優(yōu)選地，所述第三阻擋層的材料是Ta。優(yōu)選地，所述第一功率是600 1200瓦。優(yōu)選地，所述第二功率是300 500瓦。優(yōu)選地，所述濺射刻蝕的功率是300 1200瓦。優(yōu)選地，所述濺射刻蝕工藝采用過(guò)刻蝕工藝。優(yōu)選地，所述第三阻擋層的厚度為5 20納米。優(yōu)選地，所述第一阻擋層的材料是TaN，所述第二阻擋層的材料是Ta，且所述第三阻擋層的材料是Ta。優(yōu)選地，所述第一功率是600 1200瓦，且所述第二功率是300 500瓦。優(yōu)選地，其特征在于，所述濺射刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為氬氣。本發(fā)明還一種制作銅互連結(jié)構(gòu)的方法，包括提供如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法形成的所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)；在所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的所述通孔和所述溝槽中填充銅。根據(jù)本發(fā)明的制作銅互連結(jié)構(gòu)的方法，不僅能夠降低多層互連結(jié)構(gòu)中的通孔底部的接觸電阻，還可以提高抗電遷移性。
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(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖IA至圖IB是傳統(tǒng)的制作具有Ta/TaN雙層金屬擴(kuò)散阻擋層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A至2D是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的制作具有金屬擴(kuò)散阻擋層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的制作半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)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(xì)的步驟，以便說(shuō)明本發(fā)明是如何來(lái)制作半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列說(shuō)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需要說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、清晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。應(yīng)當(dāng)了解，當(dāng)提到一層在另一層“上”時(shí)，該層可以直接覆蓋在“另一層”上面，或者可以形成在覆蓋于“另一層”的一個(gè)或多個(gè)中間層之上。另外，還應(yīng)該理解，提到一層在兩個(gè)層“之間”時(shí)，它可以是在兩個(gè)層之間的唯一的層，也可以在這兩層之間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)其他中間層。實(shí)施例1如圖2A所示，提供前端器件結(jié)構(gòu)201。前端器件結(jié)構(gòu)201包括前序工藝中所形成的器件結(jié)構(gòu)，例如柵極、源極、漏極以及其它互連層等常規(guī)結(jié)構(gòu)，其它互連層的具體舉例為第一銅互連層202形成于前端器件結(jié)構(gòu)201內(nèi)并露出其上表面。前端器件結(jié)構(gòu)201上形成有層間介質(zhì)層(ILD) 203，形成方式可以是化學(xué)氣相沉積(CVD)法，材料可以選擇為低k(介電常數(shù))材料，例如是摻氟二氧化硅等。層間介質(zhì)層203中具有采用雙大馬士革工藝形成的通孔211和形成于通孔211上方的溝槽212，且通孔211和溝槽212位于第一銅互連層202的正上方，露出第一銅互連層202。如圖2B所示，在如圖2A所示的結(jié)構(gòu)中，即在通孔211和溝槽212的內(nèi)表面以及層間介質(zhì)層203上形成第一阻擋層205，第一阻擋層205的材料選擇為與層間介質(zhì)層203之間粘結(jié)度較強(qiáng)的材料，例如選擇為TaN，厚度大約為2 15納米，形成方式可以選擇為PVD法。然后在第一阻擋層205上形成第二阻擋層206，第二阻擋層206的材料選擇為與銅粘結(jié)度較強(qiáng)的材料，例如選擇為Ta，厚度大約為2 15納米，形成方式為PVD法。如圖2C所示，采用刻蝕方法，以去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于通孔211底部的部分(即通孔211底部的第一阻擋層205和第二阻擋層206)?？涛g方法可以選擇為濺射刻蝕，即再濺射(resputter)，所采用的刻蝕氣體可以選擇為氬氣。濺射刻蝕時(shí)所采用的功率選擇為300 1200瓦?？蛇x地，濺射刻蝕工藝采用過(guò)刻蝕工藝，即，在去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于所述通孔211底部的剩余部分后，繼續(xù)去除第一銅互連層202上表面的氧化銅。如圖2D所示，在如圖2C所示的結(jié)構(gòu)上，即在通孔211內(nèi)表面和溝槽212內(nèi)表面上形成第三阻擋層207，第三阻擋層207的材料選擇為與銅粘結(jié)度較強(qiáng)的材料，例如選擇為Ta,形成方式為PVD法，厚度大約為5 20納米。然后在通孔211和溝槽212中填充銅，形成第二銅互連層208，并采用CMP (化學(xué)機(jī)械拋光)或刻蝕等方式，去除第二銅互連層208、第三阻擋層207、第二阻擋層206以及第一阻擋層205高出層間介質(zhì)層203的部分，以使第二銅互連層208、第三阻擋層207、第二阻擋層206以及第一阻擋層205的頂部均與層間介質(zhì)層203的頂部齊平。至此，具有阻擋層的銅互連結(jié)構(gòu)完成。采用如上實(shí)施例制作的銅互連結(jié)構(gòu)，由與層間介質(zhì)層之間粘結(jié)度較強(qiáng)的第一阻擋層205、與銅之間粘結(jié)度較強(qiáng)的第二阻擋層206和第三阻擋層207構(gòu)成的金屬擴(kuò)散阻擋層形成于第二銅互連層208和層間介質(zhì)層203之間的界面處，可以防止銅原子擴(kuò)散到層間介質(zhì)層203中，而且能夠防止由于銅原子擴(kuò)散到相鄰互連層和/或部件中而引起互連層之間的短路和/或部件性能降低。此外，由于第二阻擋層206和第三阻擋層207既附著粘結(jié)于第二銅互連層208又粘結(jié)于第一阻擋層205，因此在第二銅互連層208和第一阻擋層205之間沉積第二阻擋層206和第三阻擋層207提高了第二銅互連層208和第一阻擋層205之間的粘結(jié)強(qiáng)度，也提高了第二銅互連層208和層間介質(zhì)層203之間的粘結(jié)強(qiáng)度。由于通孔211底部只有一層第三阻擋層207，從而增強(qiáng)了第一銅互連層202與第二銅互連層208通路之間的粘結(jié)強(qiáng)度，并且抑制了銅原子在第二銅互連層208和第一銅互連層202之間界面處的移動(dòng)，從而增加抗電子遷移和熱應(yīng)力的能力，能夠得到接觸電阻降低的多層互連結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例在形成第一阻擋層205和第二阻擋層206之后再去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于通孔211底部的部分，可以避免由于第一阻擋層205的厚度不夠而在進(jìn)行濺射刻蝕工藝時(shí)對(duì)通孔211和溝槽212側(cè)壁以及層間介質(zhì)層203頂部造成的損傷。一般情況下，與層間介質(zhì)層203之間粘結(jié)度較強(qiáng)的第一阻擋層205的阻值較高，與銅之間粘結(jié)度較強(qiáng)的第二阻擋層206和第三阻擋層207的阻值較低，例如Ta比TaN的阻值低6 7倍。如果選擇沉積過(guò)厚的第一阻擋層205會(huì)造成整個(gè)半導(dǎo)體器件的阻值的增高，因此選擇阻值比第一阻擋層206低的第二阻擋層來(lái)增加厚度，既可以保證濺射工藝不會(huì)對(duì)通孔211和溝槽212側(cè)壁以及層間介質(zhì)層203頂部造成損傷，又能夠不增加電阻。而且，采用濺射刻蝕工藝還能夠提高通孔211和溝槽212側(cè)壁覆蓋的情況?？蛇x地，還可以在進(jìn)行濺射刻蝕步驟時(shí)，采取過(guò)刻蝕的方式，用以去除第一銅互連層202表面生成的氧化銅，能夠提高半導(dǎo)體器件的整體性能。實(shí)施例2如圖2A所示，提供前端器件結(jié)構(gòu)201。前端器件結(jié)構(gòu)201包括前序工藝中所形成的器件結(jié)構(gòu)層，例如柵極、源極、漏極及其它互連層等常規(guī)結(jié)構(gòu)等，其它互連層的具體舉例為第一銅互連層202形成于前端器件結(jié)構(gòu)201內(nèi)并露出其上表面。前端器件結(jié)構(gòu)201上形成有層間介質(zhì)層203，形成方式可以是化學(xué)氣相沉積法，材料可以選擇為低k材料，例如是摻氟二氧化硅等。層間介質(zhì)層203中具有采用雙大馬士革工藝形成的通孔211和形成于通孔211上方的溝槽212，且通孔211和溝槽212位于第一銅互連層202的正上方，露出第一銅互連層202。如圖2B所示，在如圖2A所示的結(jié)構(gòu)中，即在通孔211和溝槽212的內(nèi)表面以及層間介質(zhì)層203上形成第一阻擋層205，第一阻擋層205的材料選擇為與層間介質(zhì)層203之間粘結(jié)度較強(qiáng)的材料，例如選擇為TaN，厚度大約為2 15納米，形成方式可以選擇為PVD法。然后在第一阻擋層205上形成第二阻擋層206，第二阻擋層206的材料選擇為與銅粘結(jié)度較強(qiáng)的材料，例如選擇為Ta，厚度大約為2 15納米，形成方式為PVD法。如圖2C所示，采用刻蝕方法，以去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于通孔211底部的部分(即通孔211底部的第一阻擋層205和第二阻擋層206)?？涛g方法可以選擇為濺射刻蝕，即再濺射，所采用的刻蝕氣體可以選擇為氬氣。濺射刻蝕步驟分為兩步第一步，第一濺射刻蝕工藝步驟所采用的濺射功率高一些，例如濺射功率為600 1200瓦，以去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于通孔211底部的部分的總厚度的10% 50%，優(yōu)選為20% 30%。然后進(jìn)行第二步，第二濺射刻蝕工藝步驟所采用濺射功率低一些，例如濺射功率為300 500瓦，以去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于通孔211底部的剩余部分?？蛇x地，濺射刻蝕工藝采用過(guò)刻蝕工藝，即，在去除第一阻擋層205和第二阻擋層206位于通孔211底部的剩余部分后，繼續(xù)可以以去除第一銅互連層202上表面的氧化銅。如圖2D所示，在如圖2C所示的結(jié)構(gòu)上，即在通孔211內(nèi)表面和溝槽212內(nèi)表面上形成第三阻擋層207，第三阻擋層207的材料選擇為與銅粘結(jié)度較強(qiáng)的材料，例如選擇為Ta,形成方式為PVD法，厚度大于為5 20納米。然后在通孔211和溝槽212內(nèi)形成第二銅互連層208，即在通孔211和溝槽212的內(nèi)表面上形成第二銅互連層208，并采用CMP或刻蝕等方式，去除第二銅互連層208、第三阻擋層207、第二阻擋層206以及第一阻擋層205高出層間介質(zhì)層203的部分，使第二銅互連層208、第三阻擋層207、第二阻擋層206以及第一阻擋層205的頂部均與層間介質(zhì)層203的頂部齊平。至此，具有阻擋層的銅互連結(jié)構(gòu)完成。根據(jù)實(shí)施例2，在進(jìn)行濺射刻蝕時(shí)，分兩步進(jìn)行濺射刻蝕工藝，即分別采用第一功率和功率小于第一功率的第二功率依次進(jìn)行濺射刻蝕工藝，這樣除了具有如實(shí)施例1中的效果之外，還能夠提高半導(dǎo)體器件的抗電遷移性。分別檢測(cè)具有根據(jù)實(shí)施例2制作的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品與具有根據(jù)實(shí)施例1制作的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品的電性，發(fā)現(xiàn)兩者的電性幾乎一致，因此可以斷定，采用兩步濺射刻蝕工藝并未對(duì)半導(dǎo)體器件的電性造成影響。另外，通過(guò)檢測(cè)具有根據(jù)實(shí)施例2制作的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品與具有根據(jù)實(shí)施例1的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品的抗電遷移性，發(fā)現(xiàn)具有根據(jù)實(shí)施例2制作的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品比具有根據(jù)實(shí)施例1制作的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品的抗電遷移性更高，抗電遷移的時(shí)間大約高了 10倍左右，即具有根據(jù)實(shí)施例2制作的銅互連結(jié)構(gòu)的樣品具有更好抗電遷移的性能。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的制作半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。在步驟301中，提供前端器件結(jié)構(gòu)，在前端器件結(jié)構(gòu)上形成層間介質(zhì)層，在層間介質(zhì)層中形成通孔以及位于通孔上方的溝槽。在步驟302中，在通孔、溝槽以及層間介質(zhì)層的表面上依次形成第一阻擋層和第二阻擋層。在步驟303中，采用濺射刻蝕工藝去除第一阻擋層和第二阻擋層位于通孔底部的部分。優(yōu)選地，濺射刻蝕工藝依次采用第一功率和功率小于第一功率的第二功率。在步驟304中，在通孔、溝槽以及層間介質(zhì)層的表面上形成第三阻擋層，以形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。根據(jù)如上所述的實(shí)施例制造的半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于多種集成電路(IC)中。根據(jù)本發(fā)明的IC例如是存儲(chǔ)器電路，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM (SDRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、或只讀存儲(chǔ)器(ROM)等等。根據(jù)本發(fā)明的IC還可以是邏輯器件，如可編程邏輯陣列(PLA)、專用集成電路(ASIC)、合并式DRAM邏輯集成電路(掩埋式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、射頻器件或任意其他電路器件。根據(jù)本發(fā)明的IC芯片可用于例如用戶電子產(chǎn)品，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等各種電子產(chǎn)品中，尤其是射頻產(chǎn)品中。本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)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(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)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(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)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
1.一種形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，依次包括(a)提供前端器件結(jié)構(gòu)，在所述前端器件結(jié)構(gòu)上形成層間介質(zhì)層，在所述層間介質(zhì)層中形成通孔以及位于所述通孔上方的溝槽；(b)在所述通孔、所述溝槽以及所述層間介質(zhì)層的表面上依次形成第一阻擋層和第二阻擋層；(c)采用濺射刻蝕工藝去除所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的部分；和(d)在所述通孔、所述溝槽以及所述層間介質(zhì)層的表面上形成第三阻擋層，以形成所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述(c)步驟依次包括(Cl)對(duì)所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的部分進(jìn)行采用第一功率的第一濺射刻蝕工藝步驟，以去除該部分的總厚度的10% 50% ；(c2)對(duì)所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的剩余部分進(jìn)行第二濺射刻蝕工藝步驟，以去除該剩余部分，其中，第二濺射刻蝕工藝步驟采用功率小于所述第一功率的第二功率。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一濺射刻蝕工藝步驟中，所去除的部分在所述第一阻擋層和所述第二阻擋層位于所述通孔底部的部分的總厚度中占20% 30%。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一阻擋層的材料是TaN。
5.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二阻擋層的材料是Ta。
6.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第三阻擋層的材料是Ta。
7.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第一功率是600 1200瓦。
8.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第二功率是300 500瓦。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述濺射刻蝕的功率是300 1200瓦。
10.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述濺射刻蝕工藝采用過(guò)刻蝕工藝。
11.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第三阻擋層的厚度為 5 20納米。
12.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一阻擋層的材料是 TaN,所述第二阻擋層的材料是Ta，且所述第三阻擋層的材料是Ta。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一功率是600 1200瓦，且所述第二功率是300 500瓦。
14.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述濺射刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為氬氣。
15.一種制作銅互連結(jié)構(gòu)的方法，包括提供如權(quán)利要求1 14中任一項(xiàng)所述的方法形成的所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)；在所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的所述通孔和所述溝槽中填充銅。
16.一種包含由權(quán)利要求1 14中任一項(xiàng)所述的方法形成的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)或由權(quán)利要求15所述的方法制作的銅互連結(jié)構(gòu)的集成電路，其中所述集成電路選自隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、同步隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、可編程邏輯陣列、專用集成電路、掩埋式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和射頻器件的其中至少一種。
17. 一種包含由權(quán)利要求1 14中任一項(xiàng)所述的方法形成的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)或由權(quán)利要求15所述的方法制作的銅互連結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備，其中所述電子設(shè)備選自個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理、攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的其中至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，依次包括提供前端器件結(jié)構(gòu)，在前端器件結(jié)構(gòu)上形成層間介質(zhì)層，在層間介質(zhì)層中形成通孔以及位于通孔上方的溝槽；在通孔、溝槽以及層間介質(zhì)層的表面上依次形成第一阻擋層和第二阻擋層；采用濺射刻蝕工藝去除第一阻擋層和第二阻擋層位于通孔底部的部分；在通孔、溝槽以及層間介質(zhì)層的表面上形成第三阻擋層，以形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)優(yōu)選地，濺射刻蝕工藝步驟分兩步進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，不僅能夠解決由于通孔底部存在TaN層而產(chǎn)生的接觸電阻增加的問(wèn)題，還能夠提高半導(dǎo)體器件的抗電遷移性。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102376632SQ20101026328
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者聶佳相 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司