铜互连结构及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种结构以及制造该结构的方法。该结构包括在基板上的电介质层；第一配线，形成在电介质层中的第一沟槽中，第一沟槽的侧壁和底部上的第一衬垫和第一铜层填充第一沟槽中的所有其余空间；第二配线，形成在电介质层中的第二沟槽中，第二沟槽的侧壁和底部上的第二衬垫和第二铜层填充第二沟槽中的所有其余空间；以及电迁移停止层，形成在电介质层中的第三沟槽中，第三沟槽的侧壁和底部上的第三衬垫和第三铜层填充第三沟槽中的所有其余空间，电迁移停止层位于第一和第二配线之间且邻接其各自端部。
【专利说明】铜互连结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路技术的领域；特别是，它涉及铜互连结构以及制造铜互连结构的方法。
【背景技术】
[0002]铜互连用于将半导体装置互连成电路。然而，通过互连流动的电流可导致铜从互连的阳极端迁移到阴极端，其在互连的阳极端耗尽铜导致电阻增加，这将导致电路故障。从而本领域中需要消除前述的缺陷和限制。
【发明内容】
[0003]本发明的第一方面是一种结构,包括:在基板上的电介质层；第一配线，形成在电介质层中的第一沟槽中，第一沟槽的侧壁和底部上的第一衬垫以及填充第一沟槽中的所有其余空间的第一铜层；第二配线，形成在电介质层中的第二沟槽中，第二沟槽的侧壁和底部上的第二衬垫和第二铜层填充第二沟槽中的所有其余空间；以及电迁移停止层，形成在电介质层中的第三沟槽中，第三沟槽的侧壁和底部上的第三衬垫和第三铜层填充第三沟槽中的所有其余空间，电迁移停止层位于第一配线和第二配线的各自端部之间且与其邻接。
[0004]本发明的第二方面是一种方法，包括:在基板上形成电介质层；在电介质层中同时形成第一沟槽和第二沟槽；同时形成在第一沟槽的侧壁和底部上的第一衬垫和在第二沟槽的侧壁和底部上的第二衬垫；同时用第一铜线层填充第一沟槽中的所有其余空间以在第一电介质层中形成第一配线且用第二铜层填充第二沟槽中的所有其余空间以在电介质层中形成第二配线；在电介质层中形成第三沟槽；在第三沟槽的侧壁和底部上形成第三衬垫；以及用第三铜层填充第三沟槽中的所有其余空间以在电介质层中形成电迁移停止层，电迁移停止层位于第一配线和第二配线之间且邻接其各端部。
[0005]下面将描述本发明的这些和其它方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]本发明的特征阐述在所附权利要求中。然而，本发明自身结合附图阅读时通过下文所示实施例的详细描述将更容易理解，附图中:
[0007]图1A、2A、3A、4A、5A、6A、7A、8A、9A 和 IOA 是俯视图，并且图 1B、2B、3B、4B、5B、6B、7B、8B、9B和IOB是对应的截面图，示出了制造根据本发明实施例的铜互连结构；
[0008]图1OBl和10B2是通过图1OA的线10B-10B剖取的替代性截面图；以及
[0009]图11A、11B、12、13A、13B、14、15A、15B和16示出了根据本发明实施例的示范性铜
互连结构的布置。
【具体实施方式】
[0010]根据本发明实施例的互连结构由铜镶嵌电迁移停止层连接的至少两个铜镶嵌配线形成。至少两个铜镶嵌配线和铜镶嵌电迁移停止层形成在同一层间电介质层中。至少两个铜镶嵌配线和铜镶嵌电迁移停止层包括各自的铜芯和铜扩散阻挡层衬垫。在优选实施例中，在两个或多个镶嵌配线的铜芯和铜镶嵌电迁移停止层的铜芯之间有两个铜扩散阻挡层衬垫。电迁移停止层有效地限制了适合于电迁移的铜源。电迁移停止层设置在两个、三个或四个配线的交叉点，或者周期地形成在短配线段之间，以形成包括短配线段和电迁移停止层的较长配线。相同的镶嵌工艺用于形成铜镶嵌配线和铜镶嵌电迁移停止层二者。铜扩散阻挡层衬垫是导电的。
[0011]镶嵌工艺是在电介质层中形成配线沟槽或通孔开口的工艺，厚度足以填充沟槽的电导体形成在沟槽中和电介质的顶表面上。执行化学机械抛光(CMP)工艺以去除过多的导体，并且使导体的表面与电介质层的表面共面以形成镶嵌配线(或镶嵌通孔)。当仅形成沟槽和配线(或者通孔开口和通孔)时，该工艺称为单一镶嵌。
[0012]通孔首先双镶嵌工艺是通孔开口形成为通过电介质层的整个厚度，之后在任何给定的截面图中形成部分通过电介质层的沟槽的工艺。沟槽首先双镶嵌工艺是沟槽形成为部分通过电介质层厚度，之后在任何给定的截面图中在沟槽内形成通孔使其通过电介质层的其余部分的工艺。所有的通孔开口通过集成上面的配线沟槽和下面的配线沟槽而交叉，但不是所有的沟槽需要交叉通孔开口。厚度足够填充沟槽和开口通孔的电导体形成在电介质的顶表面上，并且执行CMP工艺以使沟槽中导体的表面与电介质层的表面共面，以形成双镶嵌配线和具有集成双镶嵌通孔的双镶嵌配线。
[0013]术语“镶嵌配线”意在包括单一镶嵌配线和双镶嵌配线。互连由层间电介质(InterLevel dielectric, ILD)层中埋设的镶嵌配线组成。配线层由其ILD层和镶嵌配线组成，并且通常有多个配线层彼此堆叠且由通孔或双镶嵌配线的通孔杆(bar)部分互连。
[0014]图1A、2A、3A、4A、5A、6A、7A、8A、9A 和 IOA 是俯视图，并且图 1B、2B、3B、4B、5B、6B、7B、8B、9B和IOB是对应的截面图，示出了制造根据本发明实施例的铜互连结构。图1A是俯视图，并且图1B是通过图1A的线1B-1B的截面图。在图1A和IB中，ILD层100形成在基板105上。电介质层100可由一个或多个层形成，所述一个或多个层选自由氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)和NBLok (SiC (N, H))以及相对介电常数约为4或更低的低K (介电常数)材料组成的组，其示例包括但不限于氢硅倍半氧烷聚合物(HSQ)、甲基倍半硅氧烷聚合物(MSQ)、聚亚苯基低聚物、甲基掺杂硅土或SiOx (CH3)y或SiCxOyHy或SiOCH、有机硅酸盐玻璃(SiCOH)和多孔SiCOH。其它示例包括多孔或无孔二氧化硅(SiO2)、氟化SiO2 (FSG)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC)等离子体增强氮化硅(PSiNx)或 NBLock(SiC(N, H))。
[0015]图2A是俯视图，并且图2B是通过图2A的线2B-2B剖取的截面图。在图2A和2B中，沟槽IlOA和IlOB蚀刻进入但不完全通过ILD层100。ILD层100的全部厚度区域介于沟槽IlOA和IlOB各自的端部112A和112B之间。在一个示例中，采用光刻工艺形成图案化光致抗蚀剂层，反应离子蚀刻(RIE) ILD层100，并且随后去除图案化光致抗蚀剂层，形成沟槽IlOA和IlOB0
[0016]图3A是俯视图，并且图3B是通过图3A的线3B-3B剖取的截面图。在图3A和3B中，导电层115A沉积在沟槽IlOA和IlOB的各自的底部116A和116B及侧壁117A和117B上以及ILD层100的顶表面118上。因为层115A遵循(B卩，符合)沟槽IIOA和IlOB的形状，所以它是共形层。在一个示例中，层115A是对铜的扩散阻挡层。层115A可包括一层或多个层。在一个示例中，层115A由接触ILD层100的TaN层和TaN层上的Ta层组成。在一个示例中，层115A由接触ILD层100的钛TiN层和在TiN层上的Ti层组成。在一个示例中，层115A由接触ILD层100的氮化钨WN层和在WN层上的W层组成。层115A的其它材料包括钴钨磷化物(CoWP)和硅化钴(CoSi)。层115A的其它材料包括硅化钴(CoSi2) /Co、氮化钴(CoN) /Co、磷化钴(CoP) /Co、硼化钴(CoB) /Co、氮化钌(RuN) /Ru、磷化钌(Ru3P4) /Ru以及硼化钌(RuB) /Ru的双层。
[0017]图4A是俯视图，并且图4B是通过图4A的线4B-4B剖取的截面图。在图4A和4B中，导电铜层120A形成在层115A的顶表面122上。在一个示例中，铜层120A通过沉积(例如，蒸发或溅射)薄种子铜层在层115A上随后在种子层上电镀足够厚度的铜层以填满沟槽IlOA和IlOB而形成。
[0018]图5A是俯视图，并且图5B是通过图5A的线5B-5B剖取的截面图。在图5A和5B中，执行CMP以形成镶嵌配线125A和125B，每一个镶嵌配线包括衬垫115和铜芯120且具有各自的顶表面127A和127B。在CMP后，配线125A和125B的各自的顶表面127A和127B与ILD层100的顶表面128共面。
[0019]图6A是俯视图，并且图6B是通过图6A的线6B-6B剖取的截面图。在图6A和6B中，盖层130选择性地沉积在配线125A和125B的铜芯120上。尽管盖层130可重叠配线125A和125B的衬垫115，但是它不沉积在衬垫115上。盖层130不沉积在ILD层100上。盖层130的示范性材料包括但不限于Co、Ru、W、铑(Rh)和钼(Pt)。
[0020]图7A是平面图，并且图7B是通过图7A的线7B-7B剖取的截面图。在图7A和7B中，图案化阻挡掩模135形成在盖层130、衬垫115的任何暴露的边缘和ILD层100的顶表面之上。图案化阻挡掩模135具有开口 140。各个配线125A和125B的相对端部142A和142B暴露在开口 140中。ILD层100的顶表面128在端部142A和142B之间的区域也暴露在开口中。在一个示例中，图案化的阻挡掩模是光致抗蚀剂，并且开口 140通过光刻形成。
[0021]图8A是平面图，并且图8B是通过图8A的线8B-8B剖取的截面图。在图8A和8B中，沟槽145形成在ILD层100中，位于ILD层没有由阻挡掩模135或配线125A和125B保护的位置。盖层130在用于形成沟槽145的蚀刻工艺期间保护配线125A和125B。在一个示例中，沟槽145通过RIE工艺形成。在图8B中，沟槽145的底表面147与配线125A和125B的各自的底表面148A和148B共面。换言之，沟槽145与配线125A和125B延伸进入ILD层100中相同的距离。作为选择，沟槽145可比配线125A和125B延伸进入ILD层100中更大或更小的距离。
[0022]图9A是平面图，并且图9B是通过图9A的线9B-9B剖取的截面图。在图9A和9B中，导电层150A沉积在盖层130、配线125A和125B以及ILD层100的暴露表面上。因为层150A遵循(即符合)沟槽145的外形，所以它是共形层。接下来，导电铜层155A形成在层150A的顶表面157上。在一个示例中，铜层155A通过在层150A上沉积薄种子铜层随后在种子层上电镀足够厚度的铜层以填满沟槽145而形成。在一个示例中，层150A是对铜的扩散阻挡层。层150A可包括一层或多层。层150A的示范性材料与前面描述的层115A的示范性材料相同。
[0023]图1OA是俯视图，并且图1OB是通过图1OA的线10B-10B剖取的截面图。在图1OA和IOB中，执行CMP以形成电迁移停止层160，电迁移停止层160包括衬垫150和铜芯155并具有顶表面162。在CMP后，电迁移停止层160的顶表面162与配线125A和125B的各自的顶表面127A和127B (以及ILD层100的顶表面)共面。电迁移停止层160直接与各配线125A和125B的端部142A和142B物理接触且电接触。电迁移停止层160阻止铜从配线125A到配线125B以及从配线125B到配线125A的迁移。在图1OB中，电迁移停止层160的底表面163与配线125A和125B的各自的底表面148A和148B共面。换言之，电迁移停止层160与配线125A和125B延伸进入ILD层100相同的距离。作为选择，电迁移停止层160可比配线125A和125B延伸进入ILD层100中更大或更小的距离，如图1OBl和10B2所示。
[0024]图1OBl和10B2是通过图1OA的线10B-10B剖取的选择性截面图。在图1OBl中，电迁移停止层160的底表面163延伸进入ILD层100中比配线125A和125B延伸进入ILD层100中更小的距离。在图10B2中，电迁移停止层160的底表面163延伸进入ILD层100中比配线125A和125B延伸进入ILD层100更大的距离。
[0025]图1lA和IlB示出了根据本发明实施例的示范性铜互连结构的布置。图1lA中，一组配线200A、200B、200C和200D(由铜芯205和铜扩散阻挡层衬垫210组成)由电迁移停止层215A、215B和215C (由铜芯220和铜扩散阻挡层衬垫225组成)电互连且物理互连。衬垫210和225的材料可相同或不同。配线200B具有电迁移停止层215A和125B之间测得的长度LI，并且配线200C具有电迁移停止层215B和125C之间测得的长度L2。在一个示例中，LI和L2小于布莱什长度(Blech length)。长度在布莱什长度之下的配线不会被电迁移损坏，因为机械应力集中导致原子返回流，其减轻或补偿朝着阳极的电迁移原子流。图1lB示出了电迁移停止层可用于单一邻接配线的拐角区域。在一个示例中，铜扩散阻挡层衬垫210和225是导电的。衬垫210和225可包括一个层或多个层。衬垫210和225的示范性材料与上述的层115A的示范性材料相同。
[0026]图12示出了根据本发明实施例的示范性铜互连结构的布置。在图12中，三个配线200E、200F和200G (由铜芯205和铜扩散阻挡层衬垫210组成)由电迁移停止层21? (由铜芯220和铜扩散阻挡层衬垫225组成)电互连且物理互连。配线200E是在电迁移停止层21?的与配线200F和200G相对的一侧。衬垫210和225的材料可相同或不同。配线数(三个)应看作示范性的，并且可为少于三个配线或多于三个配线，只要至少一个配线位于电迁移停止层的第一侧上，并且至少两个配线位于电迁移停止层的不同侧(在一个示例中，在相对侧)上。
[0027]图13A和13B示出了根据本发明实施例的示范性铜互连结构的布置。图13A示出了四个相互垂直的配线125H、1251、125J和125K，它们由电迁移停止层互连。虚线255表示图案化光致抗蚀剂层的开口，其限定图13B (以及图14)的电迁移停止层(例如，见图7A)的拓扑延伸。在图13B中，四个配线125H、1251、125J和125K(由铜芯120和铜扩散阻挡层衬垫115组成)由电迁移停止层235 (由铜芯155和铜扩散阻挡层衬垫150组成)互连。衬垫115和150可相同或不同。配线125Η和125J具有共同的第一纵向轴227，并且配线1251和125Κ具有共同的第二纵向轴228。第一轴227垂直于第二轴228。电迁移停止层235因此形成在配线125H、1251、125J和125K的轴的主交叉点。
[0028]图14与图13B类似，除了只有三个配线125H、125I和125J由电迁移停止层240(由铜芯155和铜扩散阻挡层衬垫150组成)互连外。[0029]图15A和15B示出了根据本发明实施例的示范性铜互连结构的布置。图15A示出了与图13A相同的四个相互垂直的配线125H、1251、125J和125K，它们由电迁移停止层互连，只是它们相距更远。虚线260表示图案化光致抗蚀剂中的开口，其限定图15B的电迁移停止层(例如，见图7A)的拓扑延伸。在图15B中，四个配线125H、1251、125J和125K (由铜芯120和铜扩散阻挡层衬垫115组成)由电迁移停止层250互连。电迁移停止层250因此形成在配线125H、1251、125J和125K的轴的主交叉点。电迁移停止层250与图13的电迁移停止层235的区别在于，电迁移停止层250包括主体255 (由铜芯150和铜扩散阻挡层衬垫155组成)以及由铜芯150和铜扩散阻挡层衬垫155组成的拐角凸起(corner projection)265A、265B、265C和265D。拐角凸起265A、265B、265C和265D的衬垫(115)与电迁移停止层250的衬垫(115)同时形成且与其相邻，但是与电迁移停止层250的铜芯(120)同时形成的拐角凸起265A、265B、265C和26?的铜芯(120)与电迁移停止层250的铜芯(120)不相邻。再者，仅三个配线125HU25I和125J可形成为如图14所示，在这种情况下，拐角区域265A和26?不再出现。
[0030]图16与图15类似，除了拐角凸起265A、265B、265C和26?的铜芯(120)与主体255的铜芯(120)相邻外。
[0031]因此，本发明的实施例提供了铜互连结构，其根据互连结构的几何形状抵抗且可防止电迁移故障。
[0032]为了说明的目的已经给出了对本发明的各种实施例的描述，但是不意味着穷举了本发明的实施例或者将本发明限制为所公开的实施例。在不脱离所述实施例的范围和精神的情况下，很多修改和变化对本领域的普通技术人员来说是显见的。这里所用的术语选择为更好地说明实施例的原理、市场上发现的技术上的实际应用或技术改善或者能使本领域的普通技术人员理解所公开的实施例。
【权利要求】
1.一种结构，包括: 在基板上的电介质层； 形成在所述电介质层中的第一沟槽中的第一配线，所述第一沟槽的侧壁和底部上的第一衬垫和填充所述第一沟槽中的所有其余空间的第一铜层； 形成在所述电介质层中的第二沟槽中的第二配线，所述第二沟槽的侧壁和底部上的第二衬垫和填充所述第二沟槽中的所有其余空间的第二铜层；以及 形成在所述电介质层中的第三沟槽中的电迁移停止层，所述第三沟槽的侧壁和底部上的第三衬垫和填充所述第三沟槽中的所有其余空间的第三铜层，所述电迁移停止层位于所述第一配线和所述第二配线各自端部之间且与其邻接。
2.如权利要求1所述的结构，其中所述第一衬垫在所述第一沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第一侧壁上的区域，并且所述第二衬垫在所述第二沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第二侧壁上的区域，第二侧壁与第一侧壁相对。
3.如权利要求1所述的结构，其中所述第一衬垫在所述第一沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第一侧壁上的区域，并且所述第二衬垫在所述第二沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第二侧壁上的区域，第二侧壁与第一侧壁相邻。
4.如权利要求1所述的结构，其中所述第一配线邻接所述电迁移停止层的第一区域和所述第二配线邻接所述电迁移停止层的第二区域从所述电介质层的顶表面延伸进入所述电介质层中第一距离，并且所述电迁移停止层从所述电介质层的顶表面延伸进入所述电介质层中第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。
5.如权利要求1所述的结构，其中所述第一配线邻接所述电迁移停止层的第一区域和所述第二配线邻接所述电迁移停止层的第二区域从所述电介质层的顶表面延伸进入所述电介质层中第一距离，并且所述电迁移停止层从所述电介质层的顶表面延伸所述电介质层中第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。
6.如权利要求1所述的结构，还包括: 形成在所述电介质层中的第四沟槽中的第三配线，所述第四沟槽的侧壁和底部上的导电第四衬垫和填充所述第四沟槽中的所有其余空间的第四铜层； 其中所述第一配线在所述电迁移停止层的第一侧邻接所述电迁移停止层，并且所述第二配线和第三配线在所述电迁移停止层的第二侧邻接所述电迁移停止层； 其中所述第一衬垫、所述第二衬垫、所述第三衬垫和所述第四衬垫是铜扩散阻挡层；并且 其中所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线、所述电迁移停止层和所述电介质层的顶表面是共面的。
7.如权利要求1所述的结构，还包括: 形成在所述电介质层中的第四沟槽中的第三配线，所述第四沟槽的侧壁和底部上的导电第四衬垫和填充所述第四沟槽中的所有其余空间的第四铜层； 其中所述第一配线在所述电迁移停止层的第一侧邻接所述电迁移停止层，所述第二配线在所述电迁移停止层的第二侧邻接所述电迁移停止层，并且所述第三配线在所述电迁移停止层的第三侧邻接所述电迁移停止层； 其中所述第一衬垫、所述第二衬垫、所述第三衬垫和所述第四衬垫是铜扩散阻挡层；并且 其中所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线、所述电迁移停止层和所述电介质层的顶表面是共面的。
8.如权利要求1所述的结构，还包括: 形成在所述电介质层中的第四沟槽中的第三配线，所述第四沟槽的侧壁和底部上的导电第四衬垫和填充所述第四沟槽中的所有其余空间的第四铜层； 形成在所述电介质层中的第五沟槽中的第四配线，所述第五沟槽的侧壁和底部上的导电第五衬垫和填充所述第五沟槽中的所有其余空间的第五铜层； 其中所述第一配线在所述电迁移停止层的第一侧邻接所述电迁移停止层，所述第二配线在所述电迁移停止层的第二侧邻接所述电迁移停止层，所述第三配线在所述电迁移停止层的第三侧邻接所述电迁移停止层，所述第四配线在所述电迁移停止层的第四侧邻接所述电迁移停止层； 其中所述电迁移停止层的所述第一侧与所述电迁移停止层的所述第二侧相对，并且所述电迁移停止层的第三侧与所述电迁移停止层的第四侧相对； 其中所述第一衬垫、所述第二衬垫、所述第三衬垫和所述第四衬垫是铜扩散阻挡层；并且 其中所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线、所述第四配线、所述电迁移停止层和所述电介质层的顶表面是共面的。
9.如权利要求8所述的结构，其中所述电迁移停止层包括主体部分和四个整体拐角凸起，每个拐角凸起沿着所述第一和第二配线、所述第二和第三配线、所述第三和第四配线以及所述第四和第一配线的各对的相邻侧延伸，所述拐角凸起包括所述第三衬垫和所述第三铜层的区域。
10.如权利要求1所述的结构，还包括: 形成在所述电介质层中的第四沟槽中的第三配线，所述第四沟槽的侧壁和底部上的导电第四衬垫和填充所述第四沟槽中的所有其余空间的第四铜层； 附加电迁移停止层，形成在所述电介质层中的第五沟槽中，所述第五沟槽的侧壁和底部上的导电第五衬垫和填充所述第五沟槽中的所有其余空间的第五铜层，所述附加电迁移停止层位于所述第二配线和所述第三配线各自端部之间且与其邻接，所述第二配线邻接所述附加电迁移停止层的所述端部与所述第三配线邻接所述电迁移停止层的所述端部相对。
11.一种方法，包括: 在基板上形成电介质层； 在所述电介质层中同时形成第一沟槽和第二沟槽； 同时在所述第一沟槽的侧壁和底部上形成第一衬垫且在所述第二沟槽的侧壁和底部上形成第二衬垫； 同时用第一铜层填充所述第一沟槽中的所有其余空间以在所述电介质层中形成第一配线且用第二铜层填充所述第二沟槽中的所有其余空间以在所述电介质层中形成第二配线在所述电介质层中形成第三沟槽； 在所述第三沟槽的侧壁和底部上形成第三衬垫；以及 用第三铜层填充所述第三沟槽中的所有其余空间以在所述电介质层中形成电迁移停止层，所述电迁移停止层位于所述第一配线和所述第二配线各自端部之间且与其邻接。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一衬垫在所述第一沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第一侧壁上的区域，并且所述第二衬垫在所述第二沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第二侧壁上的区域，第二侧壁和第一侧壁相对。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述第一衬垫在所述第一沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第一侧壁上的区域，并且所述第二衬垫在所述第二沟槽的侧壁上的区域邻接所述第三衬垫在所述第三沟槽的第二侧壁上的区域，第二侧壁和第一侧壁相邻。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述第一配线邻接所述电迁移停止层的第一区域和所述第二配线邻接所述电迁移停止层的第二区域从所述电介质层的顶表面延伸进入所述电介质层中第一距离，并且所述电迁移停止层从所述电介质层的所述顶表面延伸进入所述电介质层中第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述第一配线邻接所述电迁移停止层的第一区域和所述第二配线邻接所述电迁移停止层的第二区域从所述电介质层的顶表面延伸进入所述电介质层中第一距离，并且所述电迁移停止层从所述电介质层的所述顶表面延伸进入所述电介质层中第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。
16.如权利要求 11所述的方法，还包括: 在形成所述第一和第二沟槽的同时，在所述电介质层中形成第四沟槽； 在形成所述第一和第二衬垫的同时，在所述第四沟槽的侧壁和底部上形成导电第四衬垫； 在填充所述第一和第二沟槽中的所述其余空间的同时，用第四铜层填充所述第四沟槽中的所有其余空间以在所述电介质层中形成第三配线； 其中所述第一配线在所述电迁移停止层的第一侧邻接所述电迁移停止层，并且所述第二配线和第三配线在所述电迁移停止层的第二侧邻接所述电迁移停止层； 其中所述第一衬垫、所述第二衬垫、所述第三衬垫和所述第四衬垫是铜扩散阻挡层；并且 其中所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线、所述电迁移停止层和所述电介质层的顶表面是共面的。
17.如权利要求11所述的方法，还包括: 在形成所述第一和第二沟槽的同时，在所述电介质层中形成第四沟槽； 在形成所述第一和第二衬垫的同时，在所述第四沟槽的侧壁和底部上形成导电第四衬垫； 在填充所述第一和第二沟槽中的所述其余空间的同时，用第四铜层填充所述第四沟槽中的所有其余空间以在所述电介 质层中形成第三配线； 其中所述第一配线在所述电迁移停止层的第一侧邻接所述电迁移停止层，所述第二配线在所述电迁移停止层的第二侧邻接所述电迁移停止层，并且所述第三配线在所述电迁移停止层的第三侧邻接所述电迁移停止层； 其中所述第一衬垫、所述第二衬垫、所述第三衬垫和所述第四衬垫是铜扩散阻挡层；并且 其中所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线、所述电迁移停止层和所述电介质层的顶表面是共面的。
18.如权利要求11所述的方法，还包括: 在形成所述第一和第二沟槽的同时，在所述电介质层中形成第四沟槽和第五沟槽；在形成所述第一和第二衬垫的同时，在所述第四沟槽的侧壁和底部上形成导电第四衬垫以及在所述第五沟槽的侧壁和底部上形成导电第五衬垫； 在填充所述第一和第二沟槽中的所述其余空间的同时，用第四铜层填充所述第四沟槽中的所有其余空间以形成第三配线且用第五铜层填充所述第五沟槽中的所有其余空间以形成第四配线； 其中所述第一配线在所述电迁移停止层的第一侧邻接所述电迁移停止层，所述第二配线在所述电迁移停止层的第二侧邻接所述电迁移停止层，所述第三配线在所述电迁移停止层的第三侧邻接所述电迁移停止层，所述第四配线在所述电迁移停止层的第四侧邻接所述电迁移停止层； 其中所述电迁移停止层的所述第一侧与所述电迁移停止层的所述第二侧相对，并且所述电迁移停止层的所述第三侧与所述电迁移停止层的所述第四侧相对； 其中所述第一衬垫、所述第二衬垫、所述第三衬垫和所述第四衬垫是铜扩散阻挡层；并且 其中所述第一配线、所述第二配线、所述第三配线、所述第四配线、所述电迁移停止层和所述电介质层的顶表面是共面的。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述电迁移停止层包括主体部分和四个整体拐角凸起，每个拐角凸起沿着所述第一和第二配线、所述第二和第三配线、所述第三和第四配线以及所述第四和第一配线的各对的相邻侧延伸，所述拐角凸起包括所述第三衬垫和所述第三铜层的区域。
20.如权利要求11所述的方法，还包括: 在形成所述第一和第二沟槽的同时，在所述电介质层中形成第四沟槽； 在形成所述第一和第二衬垫的同时，在所述第四沟槽的侧壁和底部上形成导电第四衬垫； 在填充所述第一和第二沟槽的所述其余空间的同时，用第四铜层填充所述第四沟槽中的所有其余空间以在所述电介质层中形成第三配线； 在形成所述第三沟槽的同时，在所述电介质层中形成第五沟槽； 在形成所述导电第三衬 垫的同时，在所述第五沟槽的侧壁和底部上形成导电第五衬垫； 在填充所述第三沟槽中的所述所有其余空间的同时，用第五铜层填充所述第五沟槽中的所有其余空间以形成附加电迁移停止层，所述附加电迁移停止层位于所述第二配线和所述第三配线各自端部之间且与其邻接，所述第二配线邻接所述附加电迁移停止层的所述端部与所述第三配线邻接所 述电迁移停止层的所述端部相对。
【文档编号】H01L21/768GK103811464SQ201310548278
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】杨智超, M.A.伯根达尔, D.V.霍勒克, 李保振, S.波诺思 申请人:国际商业机器公司