[发明专利]互连结构及其形成方法

说明书

一种互连结构及其形成方法，其中互连结构包括：基底，所述基底中形成有通孔；所述通孔内形成有Cu插塞，所述Cu插塞在所述通孔开口边缘形成了凹陷；第一扩散阻挡层和第二扩散阻挡层，所述第一扩散阻挡层覆盖所述凹陷，所述第二扩散阻挡层覆盖所述基底、Cu插塞和第一扩散阻挡层；位于所述第二扩散阻挡层上的互连线。本发明提供的互连结构可以防止Cu插塞中的Cu扩散进入互连线中。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别设计到一种互连结构及其形成方法。

背景技术

随着集成电路的集成度的不断提高，单位芯片区上的半导体元件数量不断增加。使用立体（3D）集成电路及芯片堆叠（stacked chips）已成为趋势。立体集成电路中普遍应用到硅穿通孔（Through Silicon Via），以连接芯片正面和背面的集成电路，此外，硅穿通孔也用于提供较短的接地路径以连接集成电路的接地端至芯片的背面。

硅穿通孔一般具有较大的深宽比，因此填充性能好，且电导率高的Cu成了填充硅穿通孔的优选材料，以形成Cu插塞。

但实践发现，现有技术中形成的Cu插塞及其上形成的互连线容易导致可靠性问题。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中，Cu插塞及其上形成的互连线容易导致可靠性问题。

为解决上述问题，本发明提供一种互连结构的形成方法，包括：

提供基底；

在所述基底中形成通孔；

在所述通孔内形成Cu插塞，所述Cu插塞在所述通孔开口边缘形成了凹陷；

形成Cu插塞后，形成第一扩散阻挡层，所述第一扩散阻挡层覆盖所述凹陷；

在所述基底、Cu插塞和第一扩散阻挡层上表面形成第二扩散阻挡层；

在所述第二扩散阻挡层上形成互连线；或者，

形成Cu插塞后，在所述基底和Cu插塞上形成第二扩散阻挡层，所述第二扩散阻挡层暴露出所述凹陷；

形成第一扩散阻挡层，所述第一扩散阻挡层覆盖所述凹陷；

在所述第一扩散阻挡层和第二扩散阻挡层上形成互连线。

可选的，形成Cu插塞的方法包括：

使用电镀法在所述通孔内和所述基底上表面形成Cu层；

使用化学机械研磨去除高出所述基底上表面的Cu层，在所述通孔内形成Cu插塞。

可选的，所述第一扩散阻挡层为树脂层。

可选的，所述第一扩散阻挡层为BCB树脂层。

可选的，所述第二扩散阻挡层为Ta层、Ti层、TiN层和TaN层中的一层或几层。

可选的，所述第二扩散阻挡层的厚度为

可选的，在所述通孔内形成Cu插塞前，在所述通孔侧壁和底部形成第三扩散阻挡层，所述Cu插塞形成在所述第三扩散阻挡层上。

可选的，在第三扩散阻挡层上形成所述Cu插塞前，在所述第三扩散阻挡层上形成SiO₂层，所述Cu插塞形成在所述SiO₂层上。

可选的，所述第三扩散阻挡层为Ta层、Ti层、TiN层和TaN层中的一层或几层。

可选的，所述互连线为Al互连线或W互连线。

可选的，所述基底为硅基底，所述通孔为硅穿通孔。

本发明还提供一种互连结构，包括：