改善窄铜填充过孔的导电性的方法及结构技术

提供了一种改善铜（Cu）填充过孔的导电性的技术。在一方面，提供一种制造Cu填充过孔的方法。该方法包含下列步骤。在电介质中蚀刻过孔。该过孔由扩散阻挡层加衬。薄钌(Ru)层被保形地沉积到该扩散阻挡层上。薄Cu晶种层被沉积在该Ru层上。进行第一退火以增加该Cu晶种层的晶粒尺寸。用附加的Cu填充该过孔。进行第二退火以增加该附加的Cu的晶粒尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及布线结构，更具体地，涉及改善铜(Cu)填充过孔的导电性的技术。
技术介绍
在目前高密度布线技术中，窄铜(Cu)填充过孔的导电性会因为在这些尺寸的过孔中Cu的小晶粒尺寸而劣化。常规技术涉及含Cu结构的退火以使晶粒尺寸增大进而改善其导电性。例如，一般而言，用以制造Cu填充过孔的常规技术典型包含第一，在线布路结构已嵌入其中的介电基体(matrix)中形成过孔。第二，该过孔以扩散阻挡层加衬，以防止Cu 扩散进入电介质中。该扩散阻挡层通常包含直接沉积在该电介质上的氮化钽(TaN)层和沉积在TaN的顶上的钽(Ta)。第三，薄Cu晶种层溅射至该暴露的Ta表面，以便准备电镀敷过孔。第四，利用电镀敷工艺将Cu填充该过孔，第五，所形成的结构被退火，使在过孔的Cu晶粒生长以改善导电性，然而，这些方法被证实对这些Cu过孔结构的导电性增加而言效力有限。大Cu晶粒生长的限制因素为在Cu晶种层中晶粒的尺寸。这些在Cu晶种层中的晶粒形成的模板，电镀敷的Cu随后沉积在该模板上，且因此初始电镀敷Cu的晶粒尺寸反映由Cu晶种层所展现的小晶粒尺寸。Cu电镀敷后接下来的退火对克服最初的小晶粒结构的效果有限。该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.19 US 12/838,5971.一种制造铜填充过孔的方法，包括以下步骤 在电介质中蚀刻过孔； 用扩散阻挡层为所述过孔加衬； 将钌层保形沉积到所述扩散阻挡层上； 在所述钌层上沉积铜晶种层； 进行第一退火以增加所述铜晶种层的晶粒尺寸； 用附加的铜填充所述过孔；以及 进行第二退火以增加所述附加的铜的晶粒尺寸。2.根据权利要求1的方法，其中用所述扩散阻挡层为所述过孔加衬的步骤，包括以下步骤 将氮化钽层沉积到所述电介质上以为所述过孔加衬；以及 将钽层沉积到所述氮化钽层上。3.根据权利要求2的方法，其中所述氮化钽层被沉积到从约5纳米至约15纳米的厚度。4.根据权利要求2或3的方法，其中所述氮化钽层被沉积到从约8纳米至约12纳米的厚度。5.根据权利要求2到4中任一项的方法，其中所述钽层被沉积到从约5纳米至约15纳米的厚度。6.根据权利要求2到5中任一项的方法，其中所述钽层被沉积到从约8纳米至约12纳米的厚度。7.根据上述权利要求中任一项的方法，其中所述钌层被沉积到从约I纳米至约10纳米的厚度。8.根据上述权利要求中任一项的方法，其中所述钌层被沉积到从约2纳米至约5纳米的厚度。9.根据上述权利要求中任一项的方法，其中利用化学气相沉积将所述钌层沉积到所述扩散阻挡层上。10.根据权利要求9的方法，其中使用羰基钌作为用于化学气相沉积的前驱物。11.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中利用原子层沉积将所述钌层沉积到所述扩散阻挡层上。12.根据权利要求11的方法，其中使用羰基钌作为用于原子层沉积的前驱物。13.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中利用溅射沉积方法将所述钌层沉积到所述扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·R·麦克菲力，杨智超，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：