[发明专利]用于后端工艺应用的钌衬垫和帽盖物

说明书

描述了使用钌或掺杂钌衬垫和帽盖层的电子装置和形成电子装置的方法。具有钌层和钴层的衬垫形成在阻挡层上。导电填充物形成与第一导电线路接触的第二导电线路。

技术领域

本公开内容的实施方式大体涉及形成电子装置中的互连的方法。更具体地，本公开内容的实施方式涉及使用含钌双层用于衬垫和帽盖的方法和电子装置。

背景技术

半导体电路元件的微型化已经达到在商业规模上制造20nm和更小的特征尺寸的位点。随着临界尺寸持续在尺寸上减少，对于像是填充电路元件之间的间隙的处理步骤产生新的挑战。随着元件之间的宽度持续缩减，元件之间的间隙通常变得更高且更窄，使得间隙更难以填充且触点更难以变得稳固。

从20nm节点至3nm节点，钴(Co)衬垫和Co帽盖已经是增进铜(Cu)间隙填充和可靠性的主要材料。对于3nm加(3nm plus)节点和更进阶的节点，钴衬垫上的间隙填充已经显示出数种限制。

钌(Ru)衬垫上的铜回流已经显示出对于小结构的潜在扩展性。然而，存在使用钌的可靠性问题。例如，已经观察到互连的铜腐蚀造成减少的装置寿命。

因此，存在对于在电子装置中改善的互连形成的方法的需求。

发明内容

本公开内容的一个或多个实施方式涉及电子装置。第一导电线路沿着第一方向延伸。介电材料形成在第一导电线路上的基板表面上。介电材料具有顶表面，顶表面带有形成在介电材料的表面中的表面结构。表面结构具有侧壁和过孔(via)底部。过孔底部包括第一导电线路的顶表面。阻挡层形成在介电材料的顶表面和侧壁上。衬垫形成在阻挡层上。衬垫具有衬垫底表面，衬垫底表面与第一导电线路的顶表面间隔开一距离。导电填充物在表面结构内。导电填充物形成沿着第二方向延伸的第二导电线路且接触第一导电线路。

本公开内容的额外实施方式涉及形成电子装置的方法。钝化层形成在表面结构的过孔部分中，表面结构形成在介电材料中。钝化层形成在第一导电材料的表面上并且通过形成在侧壁上的阻挡层、表面结构的沟槽部分的底部和介电材料的顶部而与介电材料间隔开。第一导电材料沿着第一方向延伸。衬垫形成在阻挡层上。衬垫具有接触过孔部分中的钝化层的衬垫底表面。移除钝化层以留下与第一导电线路的顶表面间隔开一距离的衬垫的底表面。表面结构以导电填充物填充以形成过孔部分中的过孔和沟槽部分中的第二导电线路。第二导电线路沿着第二方向延伸。过孔接触过孔部分中的第一导电线路。帽盖层形成在导电填充物上。

附图说明

通过参照实施方式，其中一些实施方式绘示在附图中，可获得简要概述于上的本公开内容的更具体的说明，而可详细理解本公开内容的上述特征。然而，将注意到附图仅绘示本公开内容的典型实施方式且因而不当作限制本公开内容的范围，本公开内容可允许其他等效实施方式。本文所述的实施方式作为实例而绘示且不限制于附图中的图示，在附图中类似符号指示类似元件。

图1显示根据本公开内容的一个或多个实施方式所形成的电子装置的局部剖视图；

图2显示根据本公开内容的一个或多个实施方式所形成的电子装置的局部剖视图；

图3A显示根据本公开内容的一个或多个实施方式所形成的电子装置的局部剖视图；

图3B显示图3A的区域3的扩大视图；

图4A显示根据本公开内容的一个或多个实施方式所形成的电子装置的局部剖视图；

图4B显示图4A的区域3的扩大视图；

图5A显示根据本公开内容的一个或多个实施方式所形成的电子装置的局部剖视图；

图5B显示图5A的区域3的扩大视图；

图6A显示根据本公开内容的一个或多个实施方式所形成的电子装置的局部剖视图；和

图6B显示图6A的区域6的扩大视图。