互連結構及其形成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及互連結構及其形成方法。
【背景技術】
[0002] 集成芯片的制造可以寬泛地分為兩個主要的部分，前道（FE0L)制造和后道 (BE0L)制造。FE0L制造包括半導體襯底內的器件（例如晶體管、電容器、電阻器等）的形 成。BE0L制造包括設置在半導體襯底之上的一個或多個絕緣介電層內包括的一個或多個金 屬互連層的形成。BE0L的金屬互連層將FE0L的獨立器件電連接至集成芯片的外部插腳。
[0003] 隨著半導體器件規格的尺寸減小，有傾向于用于通常在金屬互連材料和介電材料 之間形成的擴散阻擋層的更薄的膜的趨勢。因此，在領域中產生對于形成集成芯片的互連 結構的改進方法的需求。
【發明內容】
[0004] 為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種互連結構，包括：接觸層，位于襯 底上方；介電層，位于所述接觸層上方，其中，所述介電層具有開口，所述開口暴露所述接觸 層的部分；硅化物層，位于所述接觸層的暴露部分上方；阻擋層，沿著所述開口的側壁；合 金層，位于所述阻擋層上方；膠合層，位于所述合金層上方；以及導電插塞，位于所述膠合 層上方。
[0005] 在上述互連結構中，其中，所述接觸層包括硅、硅鍺、磷化硅、碳化硅或它們的組 合。
[0006] 在上述互連結構中，其中，所述硅化物層包括硅化鎳、硅化鈷、硅化鈦、硅化鎢或它 們的組合。
[0007] 在上述互連結構中，其中，所述硅化物層的厚度在從約30埃（A )至約300埃 (A )的范圍內。
[0008] 在上述互連結構中，其中，所述阻擋層是金屬氧化物層。
[0009] 在上述互連結構中，其中，所述阻擋層是金屬氧化物層；其中，所述金屬氧化物層 包括氧化錳（MnOx)或氧化硅錳（MnSiy0z)。
[0010] 在上述互連結構中，其中，所述阻擋層的厚度在從約3埃（A )至約30埃(人）的 范圍內。
[0011] 在上述互連結構中，其中，所述合金層包括主金屬和添加金屬。
[0012] 在上述互連結構中，其中，所述合金層包括主金屬和添加金屬；其中，所述主金屬 包括鎳、鈷、鈦、鎢或它們的組合。
[0013] 在上述互連結構中，其中，所述合金層包括主金屬和添加金屬；其中，所述添加金 屬包括錳。
[0014] 在上述互連結構中，其中，所述合金層包括主金屬和添加金屬；其中，所述合金層 中的所述添加金屬與所述主金屬的比例在從約0. 01原子百分比（at% )至約25原子百分 比（at% )的范圍內。
[0015] 在上述互連結構中，其中，所述合金層的厚度在從約3埃（▲)至約50埃（▲)的 范圍內。
[0016] 在上述互連結構中，其中，所述阻擋層和所述合金層包括相同的化學元素。
[0017] 在上述互連結構中，其中，所述阻擋層和所述合金層包括相同的化學元素；其中， 所述相同的化學元素是錳。
[0018] 在上述互連結構中，其中，所述膠合層包括氮化鈦、氮化鉭或它們的組合。
[0019] 在上述互連結構中，其中，所述膠合層的厚度在從約5埃（1 )至約50埃（A )的 范圍內。
[0020] 根據本發明的另一個方面，提供了一種互連結構，包括：接觸層，位于襯底上方； 介電層，具有凹槽且位于所述接觸層上方，所述凹槽與所述接觸層的部分接觸；硅化層，位 于所述接觸層的部分上方；金屬氧化物層，沿著所述凹槽的側壁，所述金屬氧化物層包括第 一金屬；合金層，位于所述金屬氧化物層和所述硅化物層上方，所述合金層包括所述第一金 屬和不同于所述第一金屬的第二金屬；膠合層，位于所述合金層上方；以及導電插塞，位于 所述膠合層上方。
[0021 ] 在上述互連結構中，其中，所述第一金屬包括錳。
[0022] 在上述互連結構中，其中，所述第二金屬包括鎳、鈷、鈦、鎢或它們的組合。
[0023] 根據本發明的又一個方面，提供了一種形成互連結構的方法，包括：在接觸層上方 形成介電層；穿過所述介電層形成開口以暴露所述接觸層的部分；沿著所述開口的側壁和 所述接觸層的暴露部分形成合金層；在所述合金層上方形成膠合層；實施熱處理以形成沿 著所述接觸層的所述暴露部分的硅化物層以及形成插入在所述介電層和所述合金層之間 的阻擋層；以及在所述開口中的所述膠合層上方形成導電插塞。
【附圖說明】
[0024] 當結合附圖進行閱讀時，從下面詳細的描述可以最佳地理解本發明。應該強調的 是，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實際上， 為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。
[0025] 圖1是根據本發明的各個方面的互連結構100的截面圖。
[0026] 圖2是根據本發明的各個方面形成互連結構100的方法200的流程圖。
[0027] 圖3至圖9是根據本發明的各個方面的處于各個制造階段的互連結構100的截面 圖。
【具體實施方式】
[0028] 本發明大體上涉及半導體結構，而且更具體地，涉及形成互連結構的方法。
[0029] 應當理解，以下公開內容提供了許多不同的實施例或實例，用以實現各個實施例 的不同特征。以下描述元件和布置的特定實例以簡化本發明。當然這些僅僅是實例并不 旨在限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件"上方"或"上"可以包括其中第一 和第二部件以直接接觸形成的實施例，并且也可包括在第一和第二部件之間形成額外的部 件，使得第一和第二部件不直接接觸的實施例。此外，本發明可以在各個實例中重復參照標 號和/或字符。該重復是為了簡明和清楚的目的，而且其本身并不指示所討論的各個實施 例和/或配置之間的關系。
[0030] 而且，為了便于描述，本文中可以使用諸如"在…之下"、"下面"、"下方"、"下"、 "在…之上"、"上"、"上方"等的空間相對術語以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一 個（些）元件或部件的關系。除了圖中所示的方位之外，空間相對術語旨在包括在使用或 操作中的器件的的不同方位。例如，如果翻轉圖中的器件，則描述為在其他元件或部件"下 面"或"之下"的元件將被定位于為在其他元件或部件"之上"。因此，示例術語"下面"可以 涵蓋"之上"和"下面"的方位。裝置可以以其他方位定向（旋轉90度或在其他方位），并 且在本文中使用的空間相對描述符可同樣地作相應的解釋。
[0031] 現參照附圖描述請求保護的主題，其中，通常相似的參考標號始終用于指示相似 的元件。在以下描述中，為了解釋的目的，陳述了各種具體細節以便提供所請求保護的主題 的徹底理解。然而，很明顯該請求保護的主題可以在不具有這些具體細節的情況下實踐。在 其他實例中，以框圖形式示出結構和器件以便有助于描述該請求保護的主題。應該理解，應 將本文使用的'層'考慮為區域，并且不一定包括均勻的厚度。例如，層是區域，諸如包括隨 意的邊界的區域。對于另一實例，層是包括至少一些厚度變化的區域。
[0032] 圖1是根據本發明的各個方面的互連結構100的截面圖。如圖1所描繪，互連結 構100包括位于襯底110上方的接觸層120 ;位于接觸層120上方的介電層130,其中，介 電層130具有開口 132,開口 132暴露接觸層120的一部分120b (如圖4中所示）；位于接 觸層120的暴露部分120b上方的硅化物層140 ;沿著開口 132的側壁132a和132b的阻擋 層150 (如圖4中所示）；位于阻擋層150上方的合金層160 ;位于合金層160上方的膠合 層170 ;以及位于膠合層170上方的導電插塞180。為了便于解釋，本文描述的部件以它們 在截面圖中的呈現描述。然而，在實際的器件中，部件是三維結構。因此，例如，即使在本文 中開口示出和描述為具有側壁，在實際的器件中，開口實際上將具有連續地遍及其整個外 圍的單個連續的側壁。換句話說，當參照圖4描述的開口（諸如開口