[发明专利]一种带有封孔层的铜互连结构及其制备方法

权利要求书

1.一种带有封孔层的铜互连结构，其特征在于，

包括：

第一层金属互连线(200)；

通孔/沟槽结构，形成在由第一刻蚀终止层(201)、第一介质层(202)、第二刻蚀终止层(203)和第二介质层(204)所构成的叠层中，其中，通孔位于沟槽下方；

PTCDA薄膜(205)和SiO₂薄膜(206)，其中，PTCDA薄膜(205)覆盖所述通孔/沟槽结构内部的侧壁和部分通孔底部，SiO₂薄膜(206)覆盖PTCDA薄膜(205)表面；

铜扩散阻挡层(208)，覆盖所述SiO₂薄膜(206)和所述通孔底部；

第二层金属互连线(209)，覆盖所述铜扩散阻挡层(208)表面并完全填充所述通孔/沟槽结构内部；

铜扩散覆盖层(210)，覆盖上述结构的上表面。

2.根据权利要求1所述的带有封孔层的铜互连结构，其特征在于，

所述PTCDA薄膜(205)和所述SiO₂薄膜(206)厚度之和不超过1.5nm。

3.根据权利要求2所述的带有封孔层的铜互连结构，其特征在于，

所述PTCDA薄膜(205)的厚度为0.3nm～0.6nm，所述SiO₂薄膜(206)的厚度为0.9nm～1.2nm。

4.根据权利要求1所述的带有封孔层的铜互连结构，其特征在于，

所述铜扩散覆盖层(210)是SiCN、SiC、SiN、Co、CoWP、CuSiN中的至少一种。

5.一种带有封孔层的铜互连结构制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

在第一层金属互连线(200)上依次沉积第一刻蚀终止层(201)、第一介质层(202)、第二刻蚀终止层(203)和第二介质层(204)，刻蚀所述第一刻蚀终止层(201)、所述第一介质层(202)、所述第二刻蚀终止层(203)和所述第二介质层(204)，使之贯穿，形成通孔/沟槽结构，其中，通孔位于沟槽下方；

在所述沟槽/通孔结构表面形成PTCDA薄膜(205)；在所述PTCDA薄膜(205)表面形成SiO₂薄膜(206)；

刻蚀去除通孔底部的所述SiO₂薄膜(206)和所述PTCDA薄膜(205)；

在所述沟槽/通孔结构表面形成铜扩散阻挡层(208)，并填充第二层金属互连线(209)；

采用化学机械抛光的方法去除上表面的所述第二层金属互连线(209)、所述铜扩散阻挡层(208)、所述SiO₂薄膜(206)和所述PTCDA薄膜(205)；

形成铜扩散覆盖层(210)。

6.根据权利要求5所述的带有封孔层的铜互连结构制备方法，其特征在于，

刻蚀去除通孔底部的所述SiO₂薄膜和所述PTCDA薄膜的步骤，具体包括：

形成牺牲层(207)，使之完全填充沟槽/通孔结构；

以光刻胶作为掩膜，依次刻蚀所述牺牲层(207)以及所述通孔/沟槽结构底部的所述PTCDA薄膜(205)和所述SiO₂薄膜(206)；

去除光刻胶，并去除残留的所述牺牲层(207)。

7.根据权利要求5所述的带有封孔层的铜互连结构制备方法，其特征在于，

形成所述PTCDA薄膜的步骤具体包括：

在管式炉的首尾两端分别放置所述沟槽/通孔结构和PTCDA粉末，

加热PTCDA粉末产生PTCDA蒸汽，使之覆盖所述沟槽/通孔结构表面，从而形成一层PTCDA薄膜。

8.根据权利要求7所述的带有封孔层的铜互连结构制备方法，其特征在于，

所述加热温度介于200～400℃之间。