本公開涉及半導(dǎo)體器件制造，具體地，涉及一種形成銅阻擋層的方法和含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的銅阻擋層的形成工藝包括：雙大馬士革蝕刻-pvd阻擋層tan/ta沉積-pvd籽晶層cu沉積-鍍銅。但是傳統(tǒng)上阻擋層和籽晶層皆為pvd工藝形成，pvd工藝先天受限于stepcoverage(臺階覆蓋)的問題，會導(dǎo)致沉積層不均勻，溝槽及孔的開口處厚，側(cè)壁薄，進(jìn)而造成后續(xù)鍍銅容易產(chǎn)生孔洞，并且在尺寸越來越小的先進(jìn)工藝上問題越發(fā)明顯。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的目的在于提供一種形成銅阻擋層的方法和含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及其形成方法，能夠解決在小尺寸工藝上鍍銅容易產(chǎn)生孔洞缺陷的問題，并且阻擋銅擴散效果好。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本公開第一方面提供一種形成銅阻擋層的方法，包括以下步驟：

3、s1、對半導(dǎo)體器件的介質(zhì)層進(jìn)行雙大馬士革鑲嵌處理，以在所述介質(zhì)層刻蝕出孔和槽；

4、s2、在co前驅(qū)體存在條件下，通過化學(xué)氣相沉積在刻蝕后的所述半導(dǎo)體器件的表面沉積co層；

5、s3、在w前驅(qū)體存在條件下，通過物理氣相沉積在所述co層表面沉積w層；

6、s4、進(jìn)行退火處理，以在所述半導(dǎo)體器件的表面形成cow合金銅阻擋層。

7、可選地，步驟s1中，所述半導(dǎo)體器件的介質(zhì)層設(shè)置于基底上；可選地，所述基底的材質(zhì)選自半導(dǎo)體材料中的一種或幾種；可選地，所述半導(dǎo)體材料選自硅；

8、所述介質(zhì)層的材質(zhì)選自低介電常數(shù)氧化物中的一種或幾種；可選地，所述低介電常數(shù)氧化物的介電常數(shù)為1.5-3。

9、可選地，步驟s2中，所述co前驅(qū)體選自co2(co)8和(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷中的一種或兩種；

10、優(yōu)選地，所述化學(xué)氣相沉積的條件包括：在化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)，反應(yīng)氣流量為10-500sccm，爐內(nèi)氣體壓強為0.001-600torr，溫度為20-500℃，處理時間為1-1200sec。

11、可選地，步驟s2中形成的所述co層的厚度為5-300a。

12、可選地，步驟s3中，所述w靶材為純w靶材；

13、優(yōu)選地，所述物理氣相沉積的條件包括：在物理氣相沉積爐內(nèi)，反應(yīng)氣流量為5-500sccm，爐內(nèi)氣體壓強為0.5-100mtorr，溫度為25-500℃，處理時間為0.1-300sec。

14、可選地，步驟s3中形成的所述w層的厚度為5-300a；

15、優(yōu)選地，所述co層與w層的總厚度為10-500a；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述co層與w層的厚度比為1：0.01-5。

16、可選地，步驟s4中，所述退火處理的條件包括：先升高溫度至100-500℃，加熱時間為30-10800sec；然后降溫至10-50℃。

17、本公開第二方面提供一種形成含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟：

18、s5、通過物理氣相沉積處理在半導(dǎo)體器件的銅阻擋層上形成銅籽晶層；所述銅阻擋層通過本公開第一方面所述的方法形成；

19、s6、在形成有所述銅籽晶層的半導(dǎo)體器件的表面沉積金屬銅。

20、本公開第三方面提供一種雙大馬士革結(jié)構(gòu)的含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于介質(zhì)層與銅互連線之間的銅阻擋層，所述銅阻擋層包含cow合金。

21、可選地，所述銅阻擋層的厚度為10-500a。

22、通過上述技術(shù)方案，本公開提供一種形成銅阻擋層的方法和含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及其形成方法，本公開通過采用cvd(化學(xué)氣相沉積)工藝形成co層以及采用pvd(物理氣相沉積處理)工藝在co層上形成w層，然后通過退火處理得到cow合金層，采用不同的沉積工藝能夠更加適用不同金屬層的形成，并且能夠提高金屬層的均勻性，防止在基底的溝槽及孔出現(xiàn)沉積不均，開口處厚，側(cè)壁薄的情況，避免對后續(xù)鍍銅效果產(chǎn)生負(fù)面影響，并且更加適應(yīng)小尺寸工藝，step?coverage(階梯覆蓋效果)更好，并且電阻值更低，能夠提高含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率。

23、本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種形成銅阻擋層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s1中，所述半導(dǎo)體器件的介質(zhì)層設(shè)置于基底上；可選地，所述基底的材質(zhì)選自半導(dǎo)體材料中的一種或幾種；可選地，所述半導(dǎo)體材料選自硅；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s2中，所述co前驅(qū)體選自co2(co)8和(3,3-二甲基-1-丁炔)六羰基二鈷中的一種或兩種；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s2中形成的所述co層的厚度為5-300a。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s3中，所述w靶材為純w靶材；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s3中形成的所述w層的厚度為5-300a；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s4中，所述退火處理的條件包括：先升高溫度至100-500℃，加熱時間為30-10800sec；然后降溫至10-50℃。

8.一種形成含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.一種雙大馬士革結(jié)構(gòu)的含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括設(shè)置于介質(zhì)層與銅互連線之間的銅阻擋層，所述銅阻擋層包含cow合金。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述銅阻擋層的厚度為10-500a。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及一種形成銅阻擋層的方法和含銅導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及其形成方法。包括以下步驟：S1、對半導(dǎo)體器件的介質(zhì)層進(jìn)行雙大馬士革鑲嵌處理，以在介質(zhì)層刻蝕出孔和槽；S2、在Co前驅(qū)體存在條件下，通過化學(xué)氣相沉積在刻蝕后的半導(dǎo)體器件的表面沉積Co層；S3、在W靶材存在條件下，通過物理氣相沉積在Co層表面沉積W層；S4、進(jìn)行退火處理，以在半導(dǎo)體器件的表面形成CoW合金銅阻擋層。本公開能夠解決在小尺寸工藝上鍍銅容易產(chǎn)生孔洞缺陷的問題，并且阻擋銅擴散效果好。

技術(shù)研發(fā)人員：王俊杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都紫光半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15