[发明专利]用于具有掺杂浓度水平梯度的互连结构的铜种子层

权利要求书

1.一种方法，包括：

在电介质层中开出沟槽；

使用阻挡层对所述沟槽加衬；

使用金属种子层对所述沟槽加衬，其中所述金属种子层被非均匀掺杂并且呈现出根据沟槽深度而变化的垂直掺杂梯度；以及

利用金属填料来填充所述沟槽。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟槽与集成电路的互连结构相关联。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻挡层由氮化钽形成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属种子层包括铜。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述金属种子层的掺杂剂材料选自由锰和铝组成的组。

6.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述金属种子层对所述沟槽加衬包括：

a)在基本垂直的沉积方向上，沉积具有小于0.5％的掺杂浓度的初始金属种子层；

b)在非垂直角度的沉积方向上，沉积具有超过0.5％的掺杂浓度的掺杂金属种子层，使得掺杂金属种子层的沉积至少主要在所述沟槽的上部。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：重复a)沉积和b)沉积。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：c)在基本垂直的沉积方向上，沉积具有小于0.5％的掺杂浓度的最终金属种子层。

9.根据权利要求6所述的方法，其中超过0.5％的掺杂浓度处于大于0.5％至10％的范围内。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括在金属填充的所述沟槽之上沉积电介质帽层。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：将掺杂剂从所述非均匀掺杂金属种子层迁移到在所述金属填充的沟槽与所述电介质帽层之间的界面处，以形成自对准金属帽。

12.一种装置，包括：

形成在电介质层中的沟槽；

对所述沟槽加衬的阻挡层；

对所述沟槽加衬的金属种子层，其中所述金属种子层具有非均匀的掺杂浓度并且呈现出根据沟槽深度而变化的垂直掺杂梯度；以及

填充所述沟槽的金属填料。

13.根据权利要求12所述的装置，其中金属填充的所述沟槽限定集成电路的互连结构。

14.根据权利要求12所述的装置，其中所述阻挡层由氮化钽形成。

15.根据权利要求12所述的装置，其中所述金属种子层包括铜。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述金属种子层的掺杂剂材料选自由锰和铝组成的组。

17.根据权利要求12所述的装置，其中所述金属种子层包括：

具有掺杂浓度小于0.5％的初始金属种子层；以及

至少主要在所述沟槽的上部的具有超过0.5％的掺杂浓度的掺杂金属种子层。

18.根据权利要求17所述的装置，还包括：具有小于0.5％的掺杂浓度的最终金属种子层。

19.根据权利要求17所述的装置，其中超过0.5％的掺杂浓度处于大于0.5％至10％的范围内。

20.根据权利要求12所述的装置，还包括在金属填充的所述沟槽之上形成的电介质帽层。

21.根据权利要求20所述的装置，还包括自对准金属帽，所述自对准金属帽通过从所述非均匀掺杂金属种子层迁移而来的掺杂剂而在金属填充的所述沟槽与所述电介质帽层之间的界面处形成。

22.一种溅射室，包括：

壳体；

所述壳体的入口，被配置成接收处理气体；

溅射靶，由金属材料形成并且具有小于约0.5％的掺杂浓度；

RF线圈，由所述金属材料形成并且具有超过约0.5％的掺杂浓度；以及

基座，所述基座被配置成支持所述壳体内的集成电路晶片。

23.根据权利要求22所述的室，其中所述RF线圈的超过约0.5％的掺杂浓度处于大于0.5％至10％的范围内。

24.根据权利要求22所述的室，其中所述金属材料包括铜。