发明名称 积体电路中铜金属之阻障层的制作方法
摘要 本发明系揭露一种积体电路中铜金属之阻障层(barrier layer)的制作方法,所述制作方法系于沉积铜金属层之前,依序利用物理气相沉积法(PVD)及化学气相沉积法(CVD)形成铜金属沟填制作时之阻障层,系藉由物理气相沉积阻障层提供较佳之附着力,化学气相沉积阻障层提供较佳之阶梯覆盖能力,故利用本发明制作之堆叠式复层阻障层结构具有稳固且不易剥离的特性,而且可避免因铜矽界面的尖峰(spike)现象而造成短路的问题,并具有较低及均匀分布的电阻性质。
申请公布号 TW407321 申请公布日期 2000.10.01
申请号 TW088109665 申请日期 1999.06.10
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 刘重希;余振华
分类号 H01L21/3205 主分类号 H01L21/3205
代理机构 代理人 郑煜腾 台北巿松德路一七一号二楼
主权项 1.一种积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,包括下列步骤:(a)提供一表面已形成有一介电层的基板;(b)于所述介电层中形成一个或数个沟槽(tench);(c)利用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition;PVD)形成一第一阻障层(barrierlayer);(d)利用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition;CVD)形成一第二阻障层;(e)沉积一铜金属成核层(nucleation layer);(f)沉积一铜金属层以填满所述沟槽;(g)移除所述介电层上之所述铜金属层、所述铜金属成核层、所述第一阻障层及所述第二阻障层。2.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第一阻障层系利用离子化金属电浆(Ionized Metal Plasma;IMP)溅镀形成。3.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第一阻障层系为一钽金属(Ta)层。4.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第一阻障层系为一氮化钽(TaN)层。5.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第一阻障层于所述介电层上方之厚度系介于100至400之间。6.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为一氮化钽(TaN)层。7.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为一氮化钛(TiN)层。8.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为一氮化钨(WNx)层。9.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为一氮矽化钽(TaSiN)层。10.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为一氮矽化钛(TiSiN)层。11.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为一氮矽化钨(WSiN)层。12.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层系为金属之四元化合物(ternary compound)。13.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述第二阻障层于所述介电层上方之厚度系介于50至200之间。14.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述铜金属成核层系利用化学气相沉积法(CVD)形成。15.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述铜金属成核层系利用离子化金属电浆(Ionized Metal Plasma;IMP)溅镀形成。16.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述铜金属成核层于所述介电层上方之厚度系介于1000至2500之间。17.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述铜金属层系利用电化学沉积法(Electro-Chemical Deposition;ECD)形成。18.如申请专利范围第1项所述积体电路中铜金属之阻障层的制作方法,其中所述(g)步骤之移除所述介电层上之所述铜金属层、所述铜金属成核层、所述第一阻障层及所述第二阻障层系采用化学机械研磨法(CMP)。图式简单说明:第一图为习知技艺于铜金属成核层与矽基板接面间形成单一阻障层之剖面示意图。第二图为本发明实施例中于基板上形成沟槽之剖面示意图。第三图为本发明实施例中依序形成PVD/CVD复层阻障层结构之剖面示意图。第四图为本发明实施例中于阻障层上依序形成一铜金属成核层及铜金属层之剖面示意图。第五图为本发明实施例中经化学机械研磨之平坦化处理后之剖面示意图。
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