一種半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，其中所述制造方法包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成蝕刻停止層和層間介電層；在所述層間介電層中形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)；在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中形成銅金屬層；以及在所述銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層。根據(jù)本發(fā)明，在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層，可以有效抑制由所述銅金屬層中的銅向上層層間介電層中的擴(kuò)散所引發(fā)的電遷移，同時可以顯著改善所述銅金屬層與后續(xù)形成在其上的上層蝕刻停止層之間的附著性，避免層離現(xiàn)象的出現(xiàn)。
【專利說明】一種半導(dǎo)體器件及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種改善半導(dǎo)體器件的電遷移特性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件特征尺寸不斷減小、電流密度不斷增大的同時，半導(dǎo)體器件中用于填充銅金屬的互連結(jié)構(gòu)抵御電遷移(EM)誘導(dǎo)損傷的能力不斷下降，因此，電遷移特性成為衡量半導(dǎo)體器件可靠性的主要指標(biāo)之一。
[0003]對于半導(dǎo)體器件中的邏輯電路而言，銅金屬互連結(jié)構(gòu)的層數(shù)達(dá)到數(shù)層乃至十?dāng)?shù)層，所有的銅金屬互連結(jié)構(gòu)均形成于由具有低介電常數(shù)的材料構(gòu)成的層間介電層中，層間介電層的層數(shù)與銅金屬互連結(jié)構(gòu)的層數(shù)是一致的。由于具有低介電常數(shù)的材料的機(jī)械強(qiáng)度較低，同時位于各層層間介電層之間的用于蝕刻層間介電層以在其中形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)的蝕刻停止層與銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的銅金屬之間的附著性較差，因此，在蝕刻停止層與銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的銅金屬之間容易產(chǎn)生層離現(xiàn)象，導(dǎo)致由銅金屬向?qū)娱g介電層中的擴(kuò)散所引起的電遷移的加劇，進(jìn)而造成半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能的大幅下降。
[0004]因此，需要提出一種方法，以解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成蝕刻停止層和層間介電層；在所述層間介電層中形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)；在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中形成銅金屬層；以及在所述銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層。
[0006]進(jìn)一步，采用選擇性化學(xué)氣相沉積工藝形成所述鈷金屬層。
[0007]進(jìn)一步，所述鈷金屬層的厚度為1-20埃。
[0008]進(jìn)一步，所述沉積鈷金屬層的工藝條件為:溫度為小于400°C，壓力為0.01-20Torr,載氣為氦氣或IS氣。
[0009]進(jìn)一步，所述沉積鈷金屬層所使用的前驅(qū)物為僅選擇性沉積在金屬表面的有機(jī)鈷化合物。
[0010]進(jìn)一步，所述有機(jī)鉆化合物為_■擬基環(huán)戍_■稀基鉆。
[0011]進(jìn)一步，形成所述AlN層的工藝步驟包括:在所述鈷金屬層上形成鋁金屬層；使用含氮?dú)怏w對所述鋁金屬層實(shí)施等離子體處理，使其轉(zhuǎn)化為所述AlN層。
[0012]進(jìn)一步，采用選擇性化學(xué)氣相沉積工藝形成所述鋁金屬層。
[0013]進(jìn)一步，所述鋁金屬層的厚度為1-20埃。
[0014]進(jìn)一步，所述沉積鋁金屬層的工藝條件為:溫度為小于400°C，壓力為0.01-20Torr,載氣為氦氣或IS氣。
[0015]進(jìn)一步，所述沉積鋁金屬層所使用的前驅(qū)物為僅選擇性沉積在金屬表面的有機(jī)鋁化合物。
[0016]進(jìn)一步，所述有機(jī)鋁化合物為二甲基乙基胺配鋁烷。
[0017]進(jìn)一步，所述等離子體處理的工藝條件為:溫度為10-400 V，壓力為0.001-7.0Torr，功率為100-2000W，所述含氮?dú)怏w的流量為100-2000sccm。
[0018]進(jìn)一步，所述含氮?dú)怏w為氮?dú)饣虬睔狻?br> [0019]進(jìn)一步，在形成所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)之后，還包括去除通過所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)露出的蝕刻停止層以及實(shí)施蝕刻后處理的步驟。
[0020]進(jìn)一步，形成所述銅金屬層之前，還包括在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)的底部和側(cè)壁上依次形成銅金屬擴(kuò)散阻擋層和銅金屬種子層的步驟。
[0021]進(jìn)一步，所述銅金屬擴(kuò)散阻擋層的材料為金屬、金屬氮化物或者其組合。
[0022]進(jìn)一步，所述蝕刻停止層的材料為SiCN、SiC或SiN。
[0023]進(jìn)一步，所述層間介電層的材料為具有低介電常數(shù)的材料。
[0024]本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，包括:
[0025]半導(dǎo)體襯底；
[0026]形成在所述半導(dǎo)體襯底上的自下而上層疊的蝕刻停止層和層間介電層；
[0027]形成在所述層間介電層中的銅金屬互連結(jié)構(gòu)；
[0028]形成在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的銅金屬層；以及
[0029]形成在所述銅金屬層上的自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層
[0030]根據(jù)本發(fā)明，在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層，可以有效抑制由所述銅金屬層中的銅向上層層間介電層中的擴(kuò)散所引發(fā)的電遷移，同時可以顯著改善所述銅金屬層與后續(xù)形成在其上的上層蝕刻停止層之間的附著性，避免層離現(xiàn)象的出現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]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，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0032]附圖中:
[0033]圖1A-圖1E為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)所依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；
[0034]圖1F-圖1J為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；
[0035]圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法以改善半導(dǎo)體器件的電遷移特性的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(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，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0037]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的改善半導(dǎo)體器件的電遷移特性的方法。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。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0039][示例性實(shí)施例]
[0040]下面，參照圖1A-圖1J和圖2來描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法以改善半導(dǎo)體器件的電遷移特性的詳細(xì)步驟。
[0041]參照圖1A-圖1E，其中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)所依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖。
[0042]首先，如圖1A所示，提供半導(dǎo)體襯底100，采用化學(xué)氣相沉積工藝在半導(dǎo)體襯底100上依次形成蝕刻停止層101、層間介電層102、緩沖層103和硬掩膜層104。
[0043]在半導(dǎo)體襯底100上形成有前端器件，為了簡化，圖例中未予示出。所述前端器件是指實(shí)施半導(dǎo)體器件的后端制造工藝(BEOL)之前形成的器件，在此并不對前端器件的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行限定。所述前端器件包括柵極結(jié)構(gòu)，作為一個示例，柵極結(jié)構(gòu)包括自下而上依次層疊的柵極介電層和柵極材料層。在柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成有側(cè)壁結(jié)構(gòu)，在側(cè)壁結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100中形成有源/漏區(qū)，在源/漏區(qū)之間是溝道區(qū)；在柵極結(jié)構(gòu)的頂部以及源/漏區(qū)上形成有自對準(zhǔn)硅化物。
[0044]蝕刻停止層101的材料優(yōu)選SiCN、SiC或SiN，其作為后續(xù)蝕刻層間介電層102以形成上層銅金屬互連結(jié)構(gòu)的蝕刻停止層的同時，可以防止下層銅金屬互連線中的銅擴(kuò)散到上層的層間介電層中。
[0045]層間介電層102的構(gòu)成材料可以選自本領(lǐng)域常見的各種低介電常數(shù)(k值)材料，包括但不限于k值為2.5-2.9的娃酸鹽化合物(Hydrogen Silsesqu1xane,簡稱為HSQ)、k值為2.2的甲基硅酸鹽化合物(Methyl Silsesqu1xane，簡稱MSQ)、k值為2.8的H0SP?(Honeywell公司制造的基于有機(jī)物和硅氧化物的混合體的低介電常數(shù)材料)以及k值為2.65的SiLK? (Dow Chemical公司制造的一種低介電常數(shù)材料)等等。通常米用超低k材料構(gòu)成層間介電層102，所述超低k材料是指k值小于2的材料。
[0046]緩沖層103包括自下而上依次堆疊的過渡材料層103a和TEOS (正硅酸乙酯)層103b，過渡材料層103a的作用是增加超低k材料和TEOS之間的附著力，TEOS層103b的作用是在后續(xù)研磨填充的銅互連金屬時避免機(jī)械應(yīng)力對超低k材料的多孔化結(jié)構(gòu)造成損傷。過渡材料層103a的構(gòu)成材料包括SiN、SiC或S1C。
[0047]硬掩膜層104包括自下而上依次堆疊的金屬硬掩膜層104a和氧化物硬掩膜層104b，這種雙層硬掩膜層的結(jié)構(gòu)能夠保證雙重圖形化或者多重圖形化的工藝精度，保證于硬掩膜層104中所需形成的全部溝槽圖形的深度及側(cè)壁輪廓的一致性，即先將具有不同特征尺寸的溝槽圖案形成在氧化物硬掩膜層104b中，再以氧化物硬掩膜層104b為掩膜蝕刻金屬硬掩膜層104a于硬掩膜層104中制作所需形成的溝槽圖形。金屬硬掩膜層104a的構(gòu)成材料包括TiN、BN或者其組合，優(yōu)選TiN ;氧化物硬掩膜層104b的構(gòu)成材料包括Si02、S1N等，且要求其相對于金屬硬掩膜層104a的構(gòu)成材料具有較好的蝕刻選擇比。
[0048]接著，如圖1B所示，在硬掩膜層104中形成第一開口 105，以露出下方的緩沖層103。所述第一開口 105用作銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的溝槽的圖案，其可以包括多個具有不同特征尺寸的圖形。
[0049]根據(jù)所需形成的圖形的情況，需兩次或多次實(shí)施所述溝槽圖案的構(gòu)圖過程，每次實(shí)施均包括以下步驟:在氧化物硬掩膜層104b上依次形成ODL層(有機(jī)介質(zhì)層)、BARC層(底部抗反射涂層)和PR層(光刻膠層);對PR層進(jìn)行光刻、顯影處理，以在PR層中形成溝槽圖案；以圖案化的PR層為掩膜，依次蝕刻BARC層、ODL層和氧化物硬掩膜層104b，在氧化物硬掩膜層104b中形成溝槽圖案；采用灰化等工藝去除圖案化的PR層、BARC層和ODL層。最后，以在其中形成全部所需溝槽圖案的氧化物硬掩膜層104b為掩膜，蝕刻金屬硬掩膜層104a，完成第一開口 105的制作。
[0050]接著，如圖1C所示，在緩沖層103和層間介電層102中形成第二開口 106，所述第二開口 106用作銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的通孔的圖案，其也可以包括多個具有不同特征尺寸的圖形。
[0051]根據(jù)所需形成的圖形的情況，需兩次或多次實(shí)施所述通孔圖案的構(gòu)圖過程，每次實(shí)施均包括以下步驟:在半導(dǎo)體襯底100上依次形成ODL層、BARC層和PR層，覆蓋第一開口 105;對PR層進(jìn)行光亥Ij、顯影處理，以在PR層中形成通孔圖案；以圖案化的PR層為掩膜，依次蝕刻BARC層、ODL層、緩沖層103和部分層間介電層102，在緩沖層103和層間介電層102中形成通孔圖案；采用灰化等工藝去除圖案化的PR層、BARC層和ODL層。
[0052]接著，如圖1D所示，以硬掩膜層104為掩膜，采用一體化蝕刻(All-1n-one Etch)的方法同步蝕刻緩沖層103和層間介電層102，以在低k介電層102中形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)107，即同步形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)107中的溝槽和通孔。所述一體化蝕刻于露出蝕刻停止層101時終止。
[0053]接著，如圖1E所示，去除通過銅金屬互連結(jié)構(gòu)107露出的蝕刻停止層101，以使銅金屬互連結(jié)構(gòu)107與形成于半導(dǎo)體襯底100上的前端器件連通。在本實(shí)施例中，采用干法蝕刻工藝實(shí)施所述蝕刻停止層101的去除。然后，在銅金屬互連結(jié)構(gòu)107中填充銅金屬之前，執(zhí)行一蝕刻后處理過程，以去除前述蝕刻過程所產(chǎn)生的殘留物和雜質(zhì)，保證后續(xù)沉積銅金屬擴(kuò)散阻擋層和銅金屬種子層時二者的沉積質(zhì)量。實(shí)施所述蝕刻后處理可以采用常規(guī)的濕法清洗工藝。在實(shí)施所述蝕刻后處理的過程中，氧化物硬掩膜層104b —同被去除，以降低后續(xù)填充銅金屬時的深寬比。
[0054]上述形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)107的工藝過程僅是大馬士革工藝中的一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉的是，采用大馬士革工藝中的其它實(shí)施方式同樣可以形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)107，例如先形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)107的通孔部分再形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)107的溝槽部分，在此不再贅述其詳細(xì)的實(shí)施步驟。
[0055]接下來，參照圖1F-圖1J，其中示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖。
[0056]如圖1F所示，在銅金屬互連結(jié)構(gòu)107中形成銅金屬層108。形成銅金屬層108可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的各種適宜的工藝技術(shù)，例如物理氣相沉積工藝或者電鍍工藝。
[0057]形成銅金屬層108之前，需在銅金屬互連結(jié)構(gòu)107的底部和側(cè)壁上依次形成銅金屬擴(kuò)散阻擋層109和銅金屬種子層110，銅金屬擴(kuò)散阻擋層109可以防止銅金屬層108中的銅向?qū)娱g介電層102中的擴(kuò)散，銅金屬種子層110可以增強(qiáng)銅金屬層108與銅金屬擴(kuò)散阻擋層109之間的附著性。形成銅金屬擴(kuò)散阻擋層109和銅金屬種子層110可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的各種適宜的工藝技術(shù)，例如，采用物理氣相沉積工藝形成銅金屬擴(kuò)散阻擋層109，采用濺射工藝或者化學(xué)氣相沉積工藝形成銅金屬種子層110。銅金屬擴(kuò)散阻擋層109的材料為金屬、金屬氮化物或者其組合，優(yōu)選Ta和TaN的組合或者Ti和TiN的組合。
[0058]接著，如圖1G所示，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，直至露出層間介電層102。在此過程中，金屬硬掩膜層104a和緩沖層103均被去除。
[0059]接著，如圖1H所示，在銅金屬層108的頂部形成鈷金屬層111，其厚度為1_20埃。在本實(shí)施例中，采用選擇性化學(xué)氣相沉積工藝形成鈷金屬層111，其工藝條件為:溫度為小于400°C，壓力為0.01-20ΤΟΓΓ (毫米汞柱)，載氣為氦氣(He)或氬氣(Ar)，前驅(qū)物為任意能夠選擇性沉積在金屬表面的有機(jī)鈷化合物，優(yōu)選二羰基環(huán)戊二烯基鈷(分子式為C7H5Co02)。所述選擇性沉積是指沉積工藝所使用的前驅(qū)物僅沉積在金屬的表面而不沉積在非金屬的表面，因此，在銅金屬種子層110的頂部也形成有鈷金屬層111。由于鈷金屬層111的存在，由銅擴(kuò)散行為所引發(fā)的電遷移現(xiàn)象顯著減弱。
[0060]接著，如圖1I所示，在鈷金屬層111上形成鋁金屬層112，其厚度為1-20埃。在本實(shí)施例中，采用選擇性化學(xué)氣相沉積工藝形成鋁金屬層112，其工藝條件為:溫度為小于400°C,壓力為0.01-20Torr，載氣為氦氣或氬氣，前驅(qū)物為任意能夠選擇性沉積在金屬表面的有機(jī)鋁化合物，優(yōu)選二甲基乙基胺配鋁烷(分子式為AlH3.(N (CH3)2C2H5))。所述選擇性沉積是指沉積工藝所使用的前驅(qū)物僅沉積在金屬的表面而不沉積在非金屬的表面。相比銅金屬層108和后續(xù)形成在其上的另一蝕刻停止層之間的附著性而言，鋁金屬層112和銅金屬層108之間的附著性顯著增強(qiáng)。
[0061]接著，如圖1J所示，使用含氮?dú)怏w對鋁金屬層112實(shí)施等離子體處理，使其轉(zhuǎn)化為AlN層113。所述等離子體處理的工藝條件為:溫度為10-400°C，壓力為0.001-7.0Torr，功率為100-2000W，含氮?dú)怏w的流量為100-2000sccm (立方厘米/分鐘)。所述含氮?dú)怏w優(yōu)選氮?dú)?N2)或氨氣(NH3)。AlN層113與后續(xù)形成的另一蝕刻停止層之間存在良好的附著性。
[0062]至此，完成了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法實(shí)施的工藝步驟，接下來，可以通過后續(xù)工藝完成整個半導(dǎo)體器件的制作，包括形成覆蓋層間介電層102以及由鈷金屬層111和AlN層113構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)的上層蝕刻停止層、形成覆蓋所述上層蝕刻停止層的上層層間介電層、以及在所述上層層間介電層中形成連通銅金屬互連結(jié)構(gòu)107中的銅金屬層108的上層銅金屬互連結(jié)構(gòu)及其中的銅金屬層等步驟。
[0063]參照圖2，其中示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法以改善半導(dǎo)體器件的電遷移特性的流程圖，用于簡要示出整個制造工藝的流程。
[0064]在步驟201中，提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上依次形成蝕刻停止層和層間介電層；
[0065]在步驟202中，在層間介電層中形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)；
[0066]在步驟203中，在銅金屬互連結(jié)構(gòu)中形成銅金屬層；
[0067]在步驟204中，在銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層。
[0068]根據(jù)本發(fā)明，在銅金屬互連結(jié)構(gòu)107中的銅金屬層108的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層111和AlN層113，可以有效抑制由銅金屬層108向上層層間介電層中的擴(kuò)散所引發(fā)的電遷移，同時可以改善銅金屬層108與后續(xù)形成在其上的上層蝕刻停止層之間的附著性，避免層離現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0069]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，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】
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成蝕刻停止層和層間介電層； 在所述層間介電層中形成銅金屬互連結(jié)構(gòu)； 在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中形成銅金屬層；以及 在所述銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和A1N層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用選擇性化學(xué)氣相沉積工藝形成所述鈷金屬層，所述鈷金屬層的厚度為1-20埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述沉積鈷金屬層的工藝條件為:溫度為小于400°C,壓力為0.01-20Torr，載氣為氦氣或氬氣，所使用的前驅(qū)物為僅選擇性沉積在金屬表面的有機(jī)鈷化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)鈷化合物為二羰基環(huán)戊二烯基鈷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述A1N層的工藝步驟包括:在所述鈷金屬層上形成鋁金屬層；使用含氮?dú)怏w對所述鋁金屬層實(shí)施等離子體處理，使其轉(zhuǎn)化為所述A1N層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，采用選擇性化學(xué)氣相沉積工藝形成所述鋁金屬層，所述鋁金屬層的厚度為1-20埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述沉積鋁金屬層的工藝條件為:溫度為小于400°C,壓力為0.01-20Torr，載氣為氦氣或氬氣，所使用的前驅(qū)物為僅選擇性沉積在金屬表面的有機(jī)招化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)鋁化合物為二甲基乙基胺配鋁燒。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理的工藝條件為:溫度為10-400°C，壓力為0.001-7.0T V rr,功率為100-2000W，所述含氮?dú)怏w的流量為100_2000sccmo
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述含氮?dú)怏w為氮?dú)饣虬睔狻?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)之后，還包括去除通過所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)露出的蝕刻停止層以及實(shí)施蝕刻后處理的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述銅金屬層之前，還包括在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)的底部和側(cè)壁上依次形成銅金屬擴(kuò)散阻擋層和銅金屬種子層的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述銅金屬擴(kuò)散阻擋層的材料為金屬、金屬氮化物或者其組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蝕刻停止層的材料為SiCN、SiC或SiN，所述層間介電層的材料為具有低介電常數(shù)的材料。
15.一種半導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體襯底； 形成在所述半導(dǎo)體襯底上的自下而上層疊的蝕刻停止層和層間介電層； 形成在所述層間介電層中的銅金屬互連結(jié)構(gòu)； 形成在所述銅金屬互連結(jié)構(gòu)中的銅金屬層；以及
形成在所述銅金屬層上的自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層。
【文檔編號】H01L21/768GK104347476SQ201310312323
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】周鳴 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司