專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體構(gòu)造和在開(kāi)口內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體構(gòu)造和在開(kāi)口內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法。
背景技術(shù)：
制造集成電路可涉及跨越半導(dǎo)體襯底形成導(dǎo)電線。可利用鑲嵌工藝形成所述線。圖1到3圖解說(shuō)明實(shí)例性現(xiàn)有技術(shù)鑲嵌工藝。參照?qǐng)D1，半導(dǎo)體構(gòu)造10包含基底12和在基底上方所形成的電絕緣材料14?；卓砂瑔尉Ч琛＝^緣材料14可包含(例如)以下中的一者或一者以上:二氧化硅、氮化硅和各種摻雜氧化硅(例如，硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)等)中的任一者。絕緣材料14可為均質(zhì)的(如圖所示)，或可在離散層中包含多種材料。形成多個(gè)延伸到材料14中的開(kāi)口 16到18。所述開(kāi)口可通過(guò)以下方式來(lái)形成:利用圖案化光致抗蝕劑掩模(未顯示)界定開(kāi)口的位置，利用一種或一種以上蝕刻劑將開(kāi)口延伸到所述位置中，且然后移除光致抗蝕劑掩模以留下在圖1中所顯示的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2，在開(kāi)口內(nèi)提供材料20和22以給開(kāi)口加襯，且然后用銅24填充經(jīng)加襯開(kāi)□。材料20可包含氮化鈦、氮化鉭、鉭/釕、鉭或氧化鈦，且可用作屏障以封阻銅擴(kuò)散。材料22可包含(例如)釕和氮，或作為另一實(shí)例可由釕組成。材料22可以層片(stratum)形式用于粘附隨后沉積的銅24。參照?qǐng)D3，使構(gòu)造10經(jīng)受拋光處理(例如，化學(xué)-機(jī)械拋光)，以在開(kāi)口 16到18內(nèi)從材料20、22和24形成多個(gè)電隔離導(dǎo)線25到27。在圖3中所顯示的導(dǎo)線25到27是理想化形式，其中銅24完全且實(shí)質(zhì)上均勻地填充開(kāi)口 16到18中的每一者。在實(shí)踐中，在試圖用銅實(shí)質(zhì)上均勻地填充開(kāi)口時(shí)可能會(huì)遇到困難，在開(kāi)口隨著整合水平變高而逐漸變窄時(shí)尤其如此。圖4圖解說(shuō)明在開(kāi)口 16到18內(nèi)形成銅24期間可能出現(xiàn)的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，銅未均勻地沉積在開(kāi)口內(nèi)，并且因此在一些開(kāi)口中形成空隙28。如圖所示，空隙可具有不同大小，并且因此開(kāi)口內(nèi)最終形成的各個(gè)導(dǎo)線的導(dǎo)電性將各不相同。所述導(dǎo)電性的不均勻性可損害或破壞包含所述導(dǎo)線的集成電路的可操作性和/或可靠性。因此，期望研發(fā)制造導(dǎo)電線的經(jīng)改進(jìn)方法
發(fā)明內(nèi)容


圖1到3是在現(xiàn)有技術(shù)制造工藝的各個(gè)階段半導(dǎo)體晶片的一部分的圖解性剖視圖。圖4是半導(dǎo)體晶片的一部分的圖解性剖視圖，其顯示在一些現(xiàn)有技術(shù)工藝中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。圖5到8是在實(shí)例性實(shí)施例制造工藝的各個(gè)階段顯示的半導(dǎo)體晶片的一部分的圖解性剖視圖。圖9是正在反應(yīng)室中物理氣相沉積到晶片上的材料的圖解性剖視圖。圖10到13是在另一實(shí)例性實(shí)施例制造工藝的各個(gè)階段顯示的半導(dǎo)體晶片的一部分的圖解性剖視圖。圖14到16是在另一實(shí)例性實(shí)施例制造工藝的各個(gè)階段顯示的半導(dǎo)體晶片的一部分的圖解性剖視圖。
具體實(shí)施例方式在一些實(shí)施例中，利用銅來(lái)填充窄開(kāi)口?？墒广~經(jīng)受在銅內(nèi)產(chǎn)生足夠移動(dòng)性的條件(例如，表面擴(kuò)散)以使銅能夠流入開(kāi)口中。在特定實(shí)施例中，開(kāi)口可足夠窄以產(chǎn)生幫助將銅帶入開(kāi)口中的毛細(xì)管力?？上鄬?duì)于銅的移動(dòng)性達(dá)成平衡(例如，其可為表面?zhèn)鬏斝蜋C(jī)制)，以使銅具有足夠動(dòng)態(tài)性以流入開(kāi)口中，但具有足夠靜態(tài)性(或受約束)以避免凝聚。參照?qǐng)D5到16闡述一些實(shí)例性實(shí)施例。參照?qǐng)D5，顯示半導(dǎo)體構(gòu)造30包含基底32和在基底上方的電絕緣34。基底32和電絕緣材料34可分別包含與上文所論述的基底12和電絕緣14相同的組成。在一些實(shí)施例中，基底32可包含單晶硅、基本上由其組成或由其組成，且可稱(chēng)為半導(dǎo)體襯底，或稱(chēng)為半導(dǎo)體襯底的一部分。術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)電襯底”、“半導(dǎo)體構(gòu)造”和“半導(dǎo)體襯底”意指任一包含半導(dǎo)電材料的構(gòu)造，所述半導(dǎo)電材料包括(但不限于)諸如半導(dǎo)電晶片等體半導(dǎo)電材料(單獨(dú)或在包含其它材料的組合件中)和半導(dǎo)電材料層(單獨(dú)或在包含其它材料的組合件中)。術(shù)語(yǔ)“襯底”是指任一支撐結(jié)構(gòu)，包括(但不限于)上文所闡述的半導(dǎo)電襯底。雖然顯示基底32為均質(zhì)的，但在一些實(shí)施例中基底可包含許多層。舉例來(lái)說(shuō)，基底32可對(duì)應(yīng)于含有一個(gè)或一個(gè)以上與集成電路制造相關(guān)的層的半導(dǎo)體襯底。在所述實(shí)施例中，所述層可對(duì)應(yīng)于耐火金屬層、屏障層、擴(kuò)散層、絕緣體層等中的一者或一者以上。開(kāi)口 40到42延伸到電絕緣材料34中。所述開(kāi)口可利用與上文參照?qǐng)D1所論述用于形成開(kāi)口 16到18相同的工藝來(lái)形成。任選地在開(kāi)口內(nèi)提供屏障材料36以給開(kāi)口加襯。屏障材料可包含上文參照?qǐng)D2的屏障材料20所論述的組成中的任一者。在屏障材料36上方提供襯墊38。襯墊38是包含釕和鈷中的一者或兩者的含金屬材料。在一些實(shí)施例中，襯墊可基本上由釕和鈷中的一者或兩者組成，或由其組成。在其它實(shí)施例中，襯墊可包含一種或一種以上與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的過(guò)渡金屬；且可包含(例如)與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的鉭、基本上由其組成或由其組成。在一些實(shí)施例中，襯墊可包含氮與釕和鈷中的一者或兩者的組合。參照?qǐng)D6，跨越構(gòu)造30并在開(kāi)口 40到42內(nèi)沉積含銅材料44。含銅材料可包含銅、基本上由其組成或由其組成。顯示在形成具有如下構(gòu)形的材料的條件下沉積含銅材料:較不均勻地填充開(kāi)口 40到42，且在一些開(kāi)口(具體來(lái)說(shuō)，在所圖解說(shuō)明實(shí)施例中是開(kāi)口 40和41)中留下空隙和/或凹陷。在一些實(shí)施例中，含銅材料44可視為圖6中處理階段的含銅涂層，其中所述涂層不均勻地填充開(kāi)口 40到42。優(yōu)選在維持含銅材料內(nèi)的較小粒度(具體來(lái)說(shuō)，粒度小于或等于約四分之一間距)的條件下沉積所述材料以避免不期望的表面粗糙度。舉例來(lái)說(shuō)，可在維持構(gòu)造30和所沉積含銅材料的溫度低于或等于約40°C時(shí)物理氣相沉積含銅材料。物理氣相沉積可利用任一用于從靶濺射銅的適當(dāng)技術(shù)，例如，利用自電離等離子體。物理氣相沉積可在適宜條件下實(shí)施適宜持續(xù)時(shí)間，以跨越構(gòu)造30的上表面形成含銅材料44的連續(xù)層。參照?qǐng)D7，可使含銅材料44經(jīng)受熱條件，其使得所述材料能夠跨越構(gòu)造30回流，且因而使得能用含銅材料實(shí)質(zhì)上均勻地填充開(kāi)口 40到42。含銅材料的熱處理可為退火，其使含銅材料達(dá)到在約180°C到約600°C范圍內(nèi)的溫度(在一些實(shí)施例中，在約180°C到約4500C的范圍內(nèi)，且在一些實(shí)施例中，在約350°C到約450°C的范圍內(nèi))，且其將含銅材料在所述溫度下維持適宜持續(xù)時(shí)間以使含銅材料能夠回流到開(kāi)口中。實(shí)例性持續(xù)時(shí)間可為至少約I秒到小于或等于約30秒(例如，約20秒)?；亓鞯你~可視為采取第二構(gòu)形，其較圖6的第一構(gòu)形在開(kāi)口 40到42內(nèi)更均勻。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)含銅材料回流以填充開(kāi)口時(shí)，將圖6的開(kāi)口 40和41內(nèi)的空隙(或凹陷)從開(kāi)口排出。雖然圖6和7闡述單一沉積/退火順序?qū)㈤_(kāi)口 40到42填充到期望均勻性的實(shí)施例，但在其它實(shí)施例中，可實(shí)施兩個(gè)或兩個(gè)以上沉積/退火順序以將開(kāi)口填充到期望均勻性。因此，圖6和7的處理可視為工藝順序的單一反復(fù)，且可將所述反復(fù)重復(fù)適當(dāng)次數(shù)以使含銅材料形成期望厚度和均勻性。在一些實(shí)施例中，至少一次反復(fù)的溫度、時(shí)間和/或一個(gè)或一個(gè)以上其它條件可相對(duì)于另外至少一次反復(fù)有所不同。在利用兩個(gè)或兩個(gè)以上沉積/退火順序的實(shí)施例中，可將襯底上的含銅材料維持在約180°C到約250°C的溫度范圍內(nèi)。圖5到7的處理的優(yōu)勢(shì)在于，隨著開(kāi)口變得更窄，所述處理對(duì)于填充開(kāi)口可變得越來(lái)越有效。具體來(lái)說(shuō)，所述處理可利用窄開(kāi)口內(nèi)的毛細(xì)管力來(lái)幫助將回流的含銅材料抽吸到開(kāi)口中。因此，除可用于填充目前半導(dǎo)體制造工藝的窄開(kāi)口以外，圖5到7的方法還可容易地應(yīng)用于填充在較當(dāng)前工藝具有更高整合水平的未來(lái)工藝中所用的更窄開(kāi)口。參照?qǐng)D8，使構(gòu)造30經(jīng)受平面化以在開(kāi)口 40到42內(nèi)從導(dǎo)電材料36、38和44形成導(dǎo)電線50到52。平面化可包含任一適宜處理，例如化學(xué)-機(jī)械拋光(CMP)。雖然圖5到8的實(shí)例性處理利用單獨(dú)的熱條件用于含銅材料的沉積(圖6)和含銅材料的退火(圖7)，但在其它實(shí)施例中，可在足夠熱的熱條件下實(shí)施沉積以同時(shí)實(shí)現(xiàn)退火。舉例來(lái)說(shuō)，可在維持所沉積含銅材料的溫度大于100°C的條件下實(shí)施含銅材料的沉積。在一些實(shí)施例中，所述所沉積含銅材料的溫度可在約180°C到約600°C的范圍內(nèi)；且在特定實(shí)施例中可在約300 V到約600 °C的范圍內(nèi)、在約300 V到約450 °C的范圍內(nèi)或在約500 V到約600°C的范圍內(nèi)?？蓪⒊练e溫度(即，所沉積銅的溫度；其可通過(guò)控制沉積銅的襯底的溫度來(lái)控制)維持在適宜水平以在含銅材料內(nèi)維持適宜表面移動(dòng)性，以使含銅材料達(dá)成期望回流，而不會(huì)引起材料的凝聚。如果在足夠高的溫度下實(shí)施沉積，則可省略圖7的單獨(dú)退火。替代地，含銅材料可同時(shí)沉積和回流，以便材料形成期望的均勻構(gòu)形。在一些實(shí)施例中，可實(shí)施高溫沉積/退火(即，在大于100°C的溫度下的沉積/退火)，以在襯墊(例如圖5的襯墊38)上直接形成銅。在其它實(shí)施例中，可首先在低溫條件下(例如，在一些實(shí)施例中，在所沉積銅的溫度低于或等于0°C的條件下)在襯墊上方形成薄的銅晶種層，且然后可實(shí)施高溫沉積/退火以在銅晶種層上形成銅。在一些實(shí)施例中，用間歇性等離子體脈沖來(lái)實(shí)施含銅材料的沉積，以達(dá)成溝槽或其它空腔的實(shí)質(zhì)上均勻的填充。具體來(lái)說(shuō)，在所沉積材料的適宜溫度(例如，約400°C)下利用等離子體濺射沉積含銅材料；且然后熄滅(即，“消滅”)等離子體，同時(shí)將所沉積含銅材料的適宜高溫維持足夠的持續(xù)時(shí)間(例如，約15秒)，以允許含銅材料表面擴(kuò)散到溝槽、開(kāi)口或其它類(lèi)型的空腔中。表面擴(kuò)散可允許銅填充空腔，而不會(huì)在空腔的頂部夾斷(pinchingoff)(亦稱(chēng)為“頸縮(necking off)”)。在空腔頂部的夾斷可在空腔內(nèi)形成空隙，因此，避免夾斷可緩和或甚至防止空隙形成。濺射沉積和隨后的等離子體消滅可視為用于在空腔內(nèi)形成含銅材料的工藝的單一反復(fù)?？蓪?shí)施多次反復(fù)以將空腔填充到期望水平。在含銅材料的高溫沉積期間可能出現(xiàn)的困難是，如果沉積發(fā)生過(guò)快或過(guò)慢，則材料可能具有大粒度。所述大粒度可干擾含銅材料的一致回流并導(dǎo)致含銅材料凝聚，而不是均勻地填充開(kāi)口 40到42。在一些實(shí)施例中，當(dāng)將沉積室內(nèi)的溫度維持在約180°C到約450°C的范圍內(nèi)時(shí)，以約20埃/秒到約50埃/秒的速率沉積含銅材料?？衫萌我贿m宜工藝實(shí)施沉積。實(shí)例性工藝包含從含銅靶濺射材料。在一些實(shí)施例中，可期望利用具有相對(duì)慢的濺射速率的沉積工藝，其中實(shí)例性工藝?yán)孟∮袣怏w(例如氬)或另一惰性物質(zhì)以從濺射靶濺射含銅材料。圖9顯示可用于一些實(shí)施例中的實(shí)例性物理氣相沉積(PVD)設(shè)備56。將含銅靶58保持在設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi)，并提供在半導(dǎo)體襯底30上方。在操作中，從靶濺射含銅材料60，并將所述含銅材料沉積在襯底30的上表面上方。從靶濺射含銅材料60可用許多技術(shù)中的任一者來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括(例如)利用自電離等離子體從靶移出材料和/或利用惰性氣體從靶移出材料?？稍诜磻?yīng)室周?chē)峁囟瓤刂圃O(shè)備(未顯示)以使得能夠控制所沉積含銅材料的溫度；且可利用溫度受控的卡盤(pán)來(lái)支撐襯底30，以便可在PVD工藝期間準(zhǔn)確地控制襯底30的溫度。如上文參照?qǐng)D5所論述，一些實(shí)施例包括利用金屬氮化物用于襯墊38。圖10到13顯示形成并利用含氮材料用于襯墊的實(shí)例性實(shí)施例。參照?qǐng)D10，顯示處于與圖5類(lèi)似的處理階段的半導(dǎo)體構(gòu)造30a。所述構(gòu)造包括基底32、絕緣材料34、屏障層36和襯墊38。在一些實(shí)施例中，圖10的襯墊38可包含釕和鈷中的一者或兩者、基本上由其組成或由其組成。在其它實(shí)施例中，圖10的襯墊38可包含一種或一種以上過(guò)渡金屬(例如鉭)與釕和鈷中的一者或兩者的組合、基本上由其組成或由其組成。 參照?qǐng)D11，使襯墊38暴露于含氮組合物70以使襯墊材料氮化。含氮組合物70可為任一適宜組合物，且在一些實(shí)施例中，可包含見(jiàn)13、見(jiàn)12和隊(duì)中的一者或一者以上。在一些實(shí)施例中，含氮組合物可與另一組合物組合使用。舉例來(lái)說(shuō)，NH3可與O2組合使用；且隊(duì)可與H2組合使用。襯墊材料的氮化可將部分或全部襯墊轉(zhuǎn)化成含有金屬和氮的組合物。在一些實(shí)施例中，經(jīng)氮化襯墊可含有氮與鈷和釕中的一者或兩者的組合。在一些實(shí)施例中，經(jīng)氮化襯墊可含有氮與過(guò)渡金屬(例如鉭)以及鈷和釕中的一者或兩者的組合。參照?qǐng)D12，將含銅材料44沉積在開(kāi)口 40到42內(nèi)。所述沉積可利用任一適宜方法，且在一些實(shí)施例中可利用上文參照?qǐng)D5到9所論述的方法中的一者。在一些實(shí)施例中，使襯墊38內(nèi)的金屬氮化可有利于使銅均勻回流到開(kāi)口 40到42中。參照?qǐng)D13，使構(gòu)造30a經(jīng)受平面化以形成電隔離線50到52。所述線中的每一者包含含銅材料44 (在一些實(shí)施例中，它可由銅組成)，它直接抵靠含氮材料38 (在一些實(shí)施例中，它可由氮與釕和鈷中的一者或兩者的組合組成；且在一些實(shí)施例中，可由氮和一種或一種以上過(guò)渡金屬與釕和鈷中的一者或兩者的組合組成)。雖然將圖10到13的含氮襯墊闡述為通過(guò)使含金屬襯墊暴露于氮而形成，但在其它實(shí)施例中，可利用ALD、CVD和PVD中的一者或一者以上直接沉積含氮襯墊。舉例來(lái)說(shuō)，含氮襯墊可包含氮與釕和鈷中的一者或兩者的組合、基本上由其組成或由其組成，且可通過(guò)ALD、CVD和/或PVD直接沉積。在其它實(shí)施例中，含氮襯墊可包含氮和一種或一種以上過(guò)渡金屬與釕和鈷中的一者或兩者的組合、基本上由其組成或由其組成，且可通過(guò)ALD、CVD和/或PVD直接沉積。在襯墊38包含一種或一種以上與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的過(guò)渡金屬的應(yīng)用中，可期望省略屏障36。具體來(lái)說(shuō)，襯墊38可能夠達(dá)成作為銅遷移的屏障和作為保持含銅材料的層片的兩種功能。圖14到16圖解說(shuō)明省略屏障36(圖5)的實(shí)例性實(shí)施例。圖14顯示處于與圖5類(lèi)似的處理階段的半導(dǎo)體構(gòu)造30b。構(gòu)造30b包括上文參照?qǐng)D5所論述的基底32和絕緣材料34。開(kāi)口 40到42延伸到絕緣材料34中。襯墊80跨越絕緣材料34的上表面并且在開(kāi)口 40到42內(nèi)延伸，其中所述襯墊給所述開(kāi)口的側(cè)壁加襯。襯墊80可包含與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的過(guò)渡金屬(例如鉭)、基本上由其組成或由其組成。在一些實(shí)施例中，襯墊80可包含氮和一種或一種以上過(guò)渡金屬(例如鉭)與釕和鈷中的一者或兩者的組合、基本上由其組成或由其組成。襯墊80直接抵靠電絕緣材料34。在一些實(shí)施例中，電絕緣材料34可為含氧化硅材料(例如，二氧化硅、BPSG、PSG、FSG等)，并且襯墊80可直接抵靠所述含氧化硅材料。參照?qǐng)D15，將含銅材料44沉積在開(kāi)口 40到42內(nèi)。所述沉積可利用任一適宜方法，并且在一些實(shí)施例中可利用上文參照?qǐng)D5到9所論述方法中的一者。參照?qǐng)D16，使構(gòu)造30b經(jīng)受平面化以形成電隔離線90到92。所述線中的每一者包含直接抵靠襯墊80的含銅材料44，襯墊80又直接抵靠電絕緣材料34。 上文所論述實(shí)施例可用于形成集成電路。所述電路可用于電子系統(tǒng)中，例如，計(jì)算機(jī)、汽車(chē)、飛機(jī)、時(shí)鐘、蜂窩式電話等。在一些應(yīng)用中，本文所闡述實(shí)施例可用于形成集成存儲(chǔ)器，例如快閃存儲(chǔ)器。各個(gè)實(shí)施例在圖式中的特定定向僅用于圖解說(shuō)明的目的，并且在一些應(yīng)用中，實(shí)施例可相對(duì)于所顯示定向而旋轉(zhuǎn)。本文所提供的說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求書(shū)涉及任一在各個(gè)特征之間具有所闡述關(guān)系的結(jié)構(gòu)，不管結(jié)構(gòu)是處于所述圖式的特定定向還是相對(duì)于所述定向而旋轉(zhuǎn)。當(dāng)上文提及一元件“位于”另一元件上或“抵靠”另一元件時(shí)，它可直接位于另一元件上或還可存在插入元件。相反，當(dāng)提及一元件“直接位于”另一元件上或“直接抵靠”另一元件時(shí)，不存在插入元件。當(dāng)提及一元件“連接”或“耦合”到另一元件時(shí)，其可直接連接或耦合到另一元件或可存在插入元件。相反，當(dāng)提及一元件“直接連接”或“直接耦合”到另一元件時(shí),不存在插入元件。
權(quán)利要求
1.一種將含銅材料沉積在多個(gè)開(kāi)口內(nèi)的方法，其包含所述含銅材料在所沉積含銅材料的溫度大于100°c的條件下的物理氣相沉積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積包含以下序列的至少一次反復(fù): 利用等離子體濺射沉積所述含銅材料，其中所濺射沉積材料的溫度大于100°c ;和當(dāng)維持所述所濺射沉積材料的所述溫度大于100°c時(shí)，熄滅所述等離子體并提供足夠的持續(xù)時(shí)間以使所述所濺射沉積材料表面擴(kuò)散到空腔中，從而避免夾斷所述空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溫度在約300°C到約600°C的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溫度在約500°C到約600°C的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述物理氣相沉積期間利用稀有氣體從靶濺射含銅材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述含銅材料的所述物理氣相沉積之前，在所述開(kāi)口內(nèi)形成含有金屬和氮的組合物以給所述開(kāi)口加襯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述金屬包含釕和鈷中的一者或兩者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述含銅材料的所述物理氣相沉積之前，用包含釕和鈷中的一者或兩者的含金屬材料給所述開(kāi)口加襯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述含銅材料的所述物理氣相沉積之前 用第一金屬給所述開(kāi)口加襯；和 通過(guò)使所述第一金屬暴露于氮源來(lái)使所述第一金屬氮化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述金屬由釕和鈷中的一者或兩者組成。
11.一種在多個(gè)開(kāi)口內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法，其包含: 用含金屬組合物給所述開(kāi)口加襯；和 以下各項(xiàng)的至少一次反復(fù): 在所述含金屬組合物上方物理氣相沉積含銅材料，所述物理氣相沉積是在維持所沉積銅的溫度低于或等于約0°c的條件下實(shí)施，以形成具有第一構(gòu)形的含銅材料涂層；和 在所述含銅材料的溫度在約180°c到約250°C的范圍內(nèi)的條件下使所述含銅材料涂層退火，以使所述涂層的所述含銅材料回流并由此形成所述含銅材料的第二構(gòu)形。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述含金屬組合物由釕和鈷中的一者或兩者組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述含金屬組合物由氮與釕和鈷中的一者或兩者的組合組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述含銅材料的所述第一構(gòu)形在所述開(kāi)口內(nèi)留下一些空隙，且所述含銅材料的所述第二構(gòu)形從所述開(kāi)口移出所述空隙。
15.—種在多個(gè)開(kāi)口內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法,其包含: 用含有金屬和氮的組合物給所述開(kāi)口加襯；和 用含銅材料至少部分地填充所述經(jīng)加襯開(kāi)口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述用含銅材料至少部分地填充所述開(kāi)口利用所述含銅材料在使所沉積含銅材料的溫度大于100°C的條件下的物理氣相沉積。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述溫度在約300°C到約600°C的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述用含銅材料至少部分地填充所述開(kāi)口利用: 所述含銅材料在維持所述所沉積含銅材料的溫度低于或等于約40°C的條件下的沉積，以形成所述含銅材料的第一構(gòu)形；和 在所述沉積之后，使所述含銅材料在所述所沉積含銅材料的溫度在約180°C到約250°C的范圍內(nèi)的條件下退火，以使所述含銅材料回流并由此形成所述含銅材料的第二構(gòu)形。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述含銅材料的所述第一構(gòu)形在所述開(kāi)口內(nèi)留下一些凹陷，且所述含銅材料的所述第二構(gòu)形從所述開(kāi)口移出所述凹陷。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述形成所述經(jīng)加襯開(kāi)口包含所述含有金屬和氮的組合物沿所述開(kāi)口的側(cè)壁的沉積。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述金屬由釕和鈷中的一者或兩者組成。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述含有金屬和氮的組合物的所述沉積使用ALD, CVD和PVD中的一者或一者以上。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述形成所述經(jīng)加襯開(kāi)口包含: 用所述金屬涂布所述開(kāi)口的側(cè)壁；和 通過(guò)使所述金屬暴露于氮源來(lái)使所述金屬氮化。
24.根據(jù)權(quán) 利 要求23所述的方法，其中所述金屬包含釕和鈷中的一者或兩者。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述金屬包含與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的過(guò)渡金屬。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述金屬包含與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的鉭。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述氮化包含使所述金屬暴露于NH3、NH2和N2中的一者或一者以上。
28.—種半導(dǎo)體構(gòu)造，其包含: 開(kāi)口，其延伸到電絕緣材料中； 金屬氮化物襯墊，其給所述開(kāi)口的側(cè)壁加襯；和 含銅材料，其位于所述開(kāi)口內(nèi)且直接抵靠所述金屬氮化物襯墊。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊的所述金屬包含釕和鈷中的一者或兩者。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊的所述金屬包含與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的過(guò)渡金屬。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊直接抵靠所述電絕緣材料。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊的所述金屬包含與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的鉭。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊的所述金屬包含與釕和鈷中的一者或兩者形成合金的鉭；其中所述電絕緣材料包含含氧化娃電絕緣材料；且其中所述金屬氮化物襯墊直接抵靠所述含氧化硅電絕緣材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊的所述金屬由釕組成。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述 的構(gòu)造，其中所述金屬氮化物襯墊的所述金屬由鈷組成。
全文摘要
一些實(shí)施例包括當(dāng)保持所沉積含銅材料的溫度大于100℃時(shí)利用所述含銅材料的物理氣相沉積來(lái)沉積所述含銅材料的方法。一些實(shí)施例包括如下方法用含金屬組合物給開(kāi)口加襯，當(dāng)含銅材料的溫度不大于約0℃時(shí)在所述含金屬組合物上方物理氣相沉積所述含銅材料，且然后當(dāng)所述含銅材料處于約180℃到約250℃的范圍內(nèi)的溫度下時(shí)使所述含銅材料退火。一些實(shí)施例包括用含有金屬和氮的組合物給開(kāi)口加襯且用含銅材料至少部分地填充所述經(jīng)加襯開(kāi)口的方法。一些實(shí)施例包括半導(dǎo)體構(gòu)造，其沿開(kāi)口的側(cè)壁周邊具有金屬氮化物襯墊，且在所述開(kāi)口內(nèi)直接抵靠所述金屬氮化物襯墊具有含銅材料。
文檔編號(hào)H01L21/28GK103081066SQ201180040193
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者戴爾·W·柯林斯, 喬·林格倫 申請(qǐng)人:美光科技公司