电浆处理之阻障层之制造方法

摘要

本发明提出一种电浆处理之阻障层之制造方法，形成积体电路制程中之阻障层，以阻绝铜金属化制程时铜金属之扩散。本方法透过在物理气相沉积耐火金属层(钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、铬(Cr)、铌(Nb)、钒(V)、铼(Re))后，藉由氮(氧)化(N2，NH3，N2O，NO，O2)电浆表面处理，于原先之耐火金属层上形成一微晶质化(nanocrystalline)之氮(氧)化金属层(TaNxOy，TiNxOy，...等)，而形成Ta/TaNxOy，Ti/TiNxOy，...等层状结构，此层状结构具有与原先单层金属层相当接近之电阻值，而有远较一般反应式溅镀沉积之耐火金属氮化物层(TaN， TiN，...等)低之电阻率，复由于经氮(氧)化电浆表面处理后，乃形成一微晶质化之氮(氧)化金属表层，因此较多晶结构之扩散阻障层具备有更佳之扩散阻障效果。

主权项

1.一种电浆处理之阻障层之制造方法,适用于一基底上,包括下列步骤:于该基底上沉积一耐火金属层;以及施行氮(氧)化电浆表面处理,于该耐火金属层上形成一微晶质化之氮(氧)化金属层。2.如申请专利范围第1项所述之电浆处理之阻障层之制造方法,其中,沉积该耐火金属层是使用物理气相沉积法。3.如申请专利范围第1项所述之电浆处理之阻障层之制造方法,其中,该耐火金属层是由钽(Ta)、钛(T)、钼(MO)、铬(Cr)、铌(Nb)、钒(V)及铼(Re)中选用。4.如申请专利范围第1项所述之电浆处理之阻障层之制造方法,其中,该施行氮(氧)化电浆表面处理是由N2,NH3,N2O,NO及O2中选用。5.如申请专利范围第1项所述之电浆处理之阻障层之制造方法,其中,所形成之该微晶质化之氮(氧)化金属层是由TaNxOy、TiNxOy、MoNxOy、CrNxOy、NbNxOy、VNxOy及ReNxOy中选用,而形成Ta/TaNxOy、Ti/TiNxOy、Mo/MoNxOy、Cr/CrNxOx、Nb/NbNxOy、V/VNxOy或Re/ReNxOy之层状结构。图式简单说明:第1图系显示耐火金属层所形成之柱状晶体结构。第2至4图系代表本发明实施例之电浆处理之阻障层其制造方法之制程剖面图。第5图系显示反应式溅镀TaN及WN之电阻率随溅镀过程中氮流量比例改变而改变之情形。第6图系显示不同时间N2电浆处理后之Ta/TaNx之电阻率变化。第7图系显示不同时间N2,NH3,N2O电浆处理后之W/WNx之电阻率变化。第8图系显示经N2电浆处理后之Ta薄膜之Auger纵深成分分析图。第9图系显示以不同氮流量所沉积出之TaN为阻障层之铜/阻障层/n+-p接面二极体之漏电流分析图。第10图系显示以氮气电浆处理之Ta(Ta/TaNx)为阻障层之铜/阻障层/n+-p接面二极体之漏电流分析图。第11图系显示Ta经过N2电浆处理后之穿透式电子显微镜分析照片。