圍內(nèi)的厚 度。在一些實(shí)施例中，阻擋層150的形成消耗一些介電層130和合金層160。在一些實(shí)施例 中，因?yàn)樵跓崽幚?00期間介電層130中存在的氧與合金層160中的添加金屬反應(yīng)，所以阻 擋層150是金屬氧化物層。在一些實(shí)施例中，金屬氧化物層包括氧化錳（MnOx)或氧化硅錳 (MnSiy0z)。在可選實(shí)施例中，金屬氧化物層由TiOx、A10 x、C〇0X、V0X、Y0X、TcOx、ReO x或它們 的組合制成。在一些實(shí)施例中，阻擋層150和合金層160包括相同的化學(xué)元素。例如，相同 的化學(xué)元素是錳。在一些實(shí)施例中，阻擋層150具有從約0. 1至約10的錳與氧的重量比。 阻擋層150可以用作阻擋體或保護(hù)體以防止隨后形成的導(dǎo)電材料（例如，如圖9中所示的 導(dǎo)電插塞180)擴(kuò)散進(jìn)入介電層130。
[0054] 如圖8、圖9和圖2中的步驟270所描繪的，方法200繼續(xù)至步驟270,在開(kāi)口 132 中的膠合層170上方形成導(dǎo)電插塞180。圖8示出用導(dǎo)電層172填充開(kāi)口 132。在一些實(shí) 施例中，導(dǎo)電層172填充開(kāi)口 132并且也在膠合層170上方延伸。如圖9所示，導(dǎo)電層172 將形成隨后形成的導(dǎo)電插塞180。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層172由鎢制成。在可選實(shí)施例 中，導(dǎo)電層172包括諸如鋁、銅、氮化鈦、氮化鉭等或它們的組合的其他金屬或金屬合金?？?以使用（^030)、？￥0、濺射等或它們的組合實(shí)施導(dǎo)電層172的形成。
[0055] 在導(dǎo)電層172在膠合層170上方延伸的實(shí)施例中，如圖9所示，可以對(duì)導(dǎo)電層172 實(shí)施平坦化工藝以形成導(dǎo)電插塞180。在一些實(shí)施例中，平坦化工藝是化學(xué)機(jī)械拋光（CMP) 工藝、蝕刻工藝等或它們的組合。在平坦化工藝之后，導(dǎo)電插塞180的頂面180a與介電層 130的頂面130a基本上共平面。如圖9所示，硅化物層140、阻擋層150、合金層160、膠合 層170和導(dǎo)電插塞180形成接觸結(jié)構(gòu)190。
[0056] 因此，以上參照?qǐng)D9討論的工藝可以在介電層130和合金層160之間的邊界處以 自對(duì)準(zhǔn)的方式形成新穎的阻擋層150以阻止導(dǎo)電材料擴(kuò)散進(jìn)入介電層130內(nèi)?？梢詼p少和 /或避免與低產(chǎn)量和差可靠性相關(guān)的問(wèn)題。因此，申請(qǐng)人的方法可以實(shí)現(xiàn)期望的器件性能特 性。
[0057] 在一些實(shí)施例中，方法200還包括在接觸結(jié)構(gòu)190和介電層130上方形成蝕刻停 止層（ESL)?？梢允褂弥T如ALD、CVD、PVD、MBE、旋涂或它們的組合的合適工藝來(lái)形成ESL。 用于 ESL 的材料包括 SiO、SiC、SiN、SiOC、SiON、SiCN、TiN、AIN、A10N、TE0S、硬黑金剛石 (HBD)等?？蛇x地，可以通過(guò)沉積和退火金屬氧化物材料來(lái)形成ESL，ESL包括Hf、！1?)2或 A1。在一些實(shí)施例中，ESL具有在從約10埃（A.)至約300埃（A )的范圍內(nèi)的厚度。
[0058] 本發(fā)明的方法不限于被襯底上的平面器件使用并且也可以應(yīng)用至諸如鰭式場(chǎng)效 應(yīng)晶體管（FinFET)或納米引線器件的非平面器件?；谝陨系挠懻?，可以看出通過(guò)使用本 發(fā)明的方法，通過(guò)在介電層和合金層之間的邊界處以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成阻擋層來(lái)阻止（導(dǎo) 電插塞的）導(dǎo)電材料擴(kuò)散進(jìn)入介電層內(nèi)。阻擋層的厚度基本上沿著接觸結(jié)構(gòu)的側(cè)壁共形。 結(jié)果，通過(guò)使用本發(fā)明的方法可以很好地控制器件的產(chǎn)量和可靠性。
[0059] 本發(fā)明的一個(gè)寬泛形式涉及一種互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)包括位于襯底上方的接觸 層；位于接觸層上方的介電層，其中，介電層具有開(kāi)口，開(kāi)口暴露接觸層的部分；位于接觸 層的暴露部分上方的硅化物層；沿著開(kāi)口的側(cè)壁的阻擋層；位于阻擋層上方的合金層；位 于合金層上方的膠合層以及位于膠合層上方的導(dǎo)電插塞。
[0060] 本發(fā)明的另一寬泛形式涉及一種互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)包括：位于襯底上方的 接觸層；位于接觸層上方的具有凹槽的介電層，凹槽與接觸層的部分接觸；位于接觸層的 部分上方的硅化層；沿著凹槽的側(cè)壁的金屬氧化物層，金屬氧化物層包括第一金屬；位于 金屬氧化物層和硅化物層上方的合金層，合金層包括第一金屬和不同于第一金屬的第二金 屬；位于合金層上方的膠合層以及位于膠合層上方的導(dǎo)電插塞。
[0061] 本發(fā)明的又一寬泛形式涉及一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括：在襯底上方 形成接觸層；在接觸層上方形成介電層；穿過(guò)介電層形成開(kāi)口以暴露接觸層的部分；沿著 開(kāi)口的側(cè)壁和接觸層的暴露部分形成合金層；在合金層上方形成膠合層；實(shí)施熱處理以形 成沿著接觸層的暴露部分的硅化物層以及形成插入在介電層和合金層之間的阻擋層以及 在開(kāi)口中的膠合層上方形成導(dǎo)電插塞。
[0062] 上面論述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各 方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于 實(shí)施與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù) 人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的 精神和范圍的情況下，本文他們可以做出多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種互連結(jié)構(gòu)，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(kāi)口，所述開(kāi)口暴露所述接觸層 的部分； 娃化物層，位于所述接觸層的暴露部分上方； 阻擋層，沿著所述開(kāi)口的側(cè)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；W及 導(dǎo)電插塞，位于所述膠合層上方。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述接觸層包括娃、娃錯(cuò)、憐化娃、碳化娃或 它們的組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述娃化物層包括娃化儀、娃化鉆、娃化鐵、 娃化鶴或它們的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述娃化物層的厚度在從約30埃（i)至 約300埃（\ )的范圍內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋層是金屬氧化物層。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬氧化物層包括氧化儘（MnOy)或氧 化娃儘（MnSiA)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋層的厚度在從約3埃;（A)至約30 埃（A)的范圍內(nèi)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中，所述合金層包括主金屬和添加金屬。9. 一種互連結(jié)構(gòu)，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； 娃化層，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(cè)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娃化物層上方，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；W及 導(dǎo)電插塞，位于所述膠合層上方。10. -種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，包括： 在接觸層上方形成介電層； 穿過(guò)所述介電層形成開(kāi)口W暴露所述接觸層的部分； 沿著所述開(kāi)口的側(cè)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(shí)施熱處理W形成沿著所述接觸層的所述暴露部分的娃化物層W及形成插入在所述 介電層和所述合金層之間的阻擋層；W及
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種互連結(jié)構(gòu)和形成互連結(jié)構(gòu)的方法。互連結(jié)構(gòu)包括位于襯底上方的接觸層；位于接觸層上方的介電層，其中，介電層具有開(kāi)口，開(kāi)口暴露接觸層的部分；位于接觸層的暴露部分上方的硅化物層；沿著開(kāi)口的側(cè)壁的阻擋層；位于阻擋層上方的合金層；位于合金層上方的膠合層以及位于膠合層上方的導(dǎo)電插塞。
【IPC分類】H01L23/522, H01L23/532, H01L21/768
【公開(kāi)號(hào)】CN105374794
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410795262
【發(fā)明人】林瑀宏, 傅美惠, 林威戎, 周友華, 許嘉麟, 黃宏麟, 林士琦
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日
【公告號(hào)】US9385080, US20160049362