[发明专利]复合铜线互连结构及形成方法

权利要求书

1.一种互连结构，包括：

具有凹口的衬底，所述凹口具有底表面和侧壁；

在衬底中凹口内形成的复合铜线，所述复合铜线包括：

在所述凹口的底表面和侧壁之上的衬垫层；

在所述衬垫层之上的第一铜层，所述第一铜层具有大约两微米或更大的第一厚度；

在所述第一铜层之上的铜晶粒生长阻挡层；以及

在所述铜晶粒生长阻挡层之上的第二铜层，所述第二铜层具有基本上比第一厚度小的第二厚度，所述第二厚度抑制第二铜层中的表面粗糙度。

2.如权利要求1所述的互连结构，其中第二厚度等于大约1微米或者更小。

3.如权利要求1所述的互连结构，还包括：

在所述复合铜线之上的铜扩散层；

覆盖所述铜扩散层的绝缘体层；以及

延伸通过绝缘体层并接触复合铜线的通孔触点。

4.如权利要求3所述的互连结构，其中通孔触点在第二铜层接触复合铜线。

5.如权利要求3所述的互连结构，其中铜扩散层包括氮化硅（SiN）、金属或者钴钨磷化物（CoWP）中的至少一种。

6.如权利要求3所述的互连结构，还包括隔开绝缘体层与衬底的边界层。

7.如权利要求3所述的互连结构，还包括覆盖绝缘体的导线，其中通孔触点从所述导线延伸到衬底中的复合铜线。

8.如权利要求1所述的互连结构，其中第二铜层具有与第一铜层的宽度基本上相等的宽度。

9.如权利要求8所述的互连结构，其中第二铜层相对于第一铜层有偏移。

10.如权利要求1所述的互连结构，其中第二铜层具有比第一铜层的宽度更小的宽度，并且，除在第二铜层的上表面上之外，第一铜层基本上包围第二铜层。

11.如权利要求1所述的互连结构，其中铜晶粒生长阻挡层给凹口中第一铜层的上表面加衬。

12.如权利要求11所述的互连结构，其中铜晶粒生长阻挡层沿凹口的侧壁接触衬垫层。

13.一种互连结构，包括：

具有凹口的衬底，所述凹口具有底表面和侧壁；

在所述凹口的底表面和侧壁之上的衬垫层；

在所述衬垫层的第一部分之上的第一铜层，所述第一铜层具有大约两微米或更大的厚度；

在所述第一铜层和所述衬垫层的第二部分之上的铜晶粒生长阻挡层，其中所述第二部分与衬垫层的第一部分不同；以及

在所述铜晶粒生长阻挡层之上的第二铜层，所述第二铜层具有大约一微米或更小的厚度和小于第一铜层宽度的宽度。

14.如权利要求13所述的互连结构，其中第二铜层的厚度抑制第二铜层中的表面粗糙度。

15.如权利要求13所述的互连结构，还包括：

在所述第二铜层之上的铜扩散层；

覆盖所述铜扩散层的绝缘体层；以及

延伸通过绝缘体层并且接触第二铜层的通孔触点。

16.如权利要求15所述的互连结构，还包括覆盖绝缘体的导线，其中所述通孔触点从所述导线延伸到衬底中的第二铜层。

17.如权利要求13所述的互连结构，其中铜晶粒生长阻挡层基本上包围第二铜层。

18.一种方法，包括：

提供其中具有沟槽的衬底；

沿衬底中的沟槽形成衬垫；

在沟槽中的衬垫之上形成具有大约2微米或更大厚度的第一铜层；

在所述第一铜层之上形成铜晶粒生长阻挡层；以及

在铜晶粒生长阻挡层之上形成具有大约1微米或更小厚度的第二铜层，其中第二铜层的厚度抑制第二铜层中的表面粗糙度。

19.如权利要求18所述的方法，其中第一铜层的形成包括电镀第一铜层，在第一铜层中留下凹口，

其中铜晶粒生长阻挡层的形成包括利用铜晶粒生长阻挡层给凹口加衬，以便只填充凹口在第一铜层中的一部分，以及

其中第二铜层的形成包括填充凹口中没有被铜晶粒生长阻挡层填充的剩余部分。

20.如权利要求18所述的方法，其中衬垫的形成进一步包括在衬底的上表面之上形成衬垫，

其中第一铜层的形成包括沉积第一铜层至基本上填满沟槽，

其中所述方法还包括蚀刻第一铜层至低于沟槽顶部的水平，以及

其中铜晶粒生长阻挡层的形成进一步包括在衬底的上表面之上衬垫的一部分之上直接形成铜晶粒生长阻挡层。