一种铜互连结构及其制备方法

摘要

本发明属于半导体技术领域，具体为一种铜互连结构以及制备方法。本发明依托于原有的铜互连结构，采用双层Ru/TiAlN结构作为扩散阻挡层/粘附层/籽晶层结构。具体制备步骤为：使用原子层淀积方法，先在绝缘介质层上淀积一层TiAlN薄膜，再淀积一层Ru薄膜，最后可直接电镀铜获得铜互连结构。由于在TiN薄膜中加入了Al，可以获得非晶态的TiAlN薄膜，使其能够有比TiN薄膜更好的Cu扩散阻挡性能。本发明使用致密度高的非晶态TiAlN薄膜，不存在晶界这样的可供快速扩散的通道，提供了理想的扩散阻挡性和热稳定性，为22nm及其以下工艺技术节点的铜互连技术提供了一种更为切实可靠的方案。

主权项

一种铜互连结构的制备方法，该铜互连结构采用双层Ru/TiAlN结构作为铜扩散阻挡层和籽晶层；其特征在于具体步骤为：（1）采用RCA标准清洗工艺清洗硅基衬底；（2）在硅衬底上依次形成一层刻蚀阻挡层、绝缘介质层；（3）通过光刻、刻蚀工艺，定义出互连位置，形成金属沟槽、接触孔或通孔；（4）在上述步骤形成的结构上，利用原子层淀积方法交替生长TiN层和AlN层获得TiAlN薄膜, 再接着生长Ru薄膜，从而形成Ru/TiAlN双层扩散阻挡层；（5）在上述步骤形成的结构上，直接电镀铜，得到铜互连结构；（6）最后用化学机械抛光工艺平整化晶片表面。