发明名称 降低化学气相沉积铜膜电阻率及提高铜膜Cu(111)/Cu (200)晶向比之电浆处理制程PLASMA TREATMENT TO LOWER CVD CU FILM RESISTIVITY AND ENHANCE Cu (111)/Cu(200) PEAK RATIO
摘要 本发明关于一种新颖的半导体制程,其特征在于基板的电浆前置处理及/或后续的铜膜退火处理,利用此项处理步骤可以沉积出具有低电阻率及Cu(111)/Cu(200)高晶向比的化学气相沉积铜膜,而改善化学气相沉积铜膜之特性。
申请公布号 TWI261873 申请公布日期 2006.09.11
申请号 TW094114627 申请日期 2005.05.06
申请人 国立交通大学 发明人 陈茂杰;林成利;陈鹏森
分类号 H01L21/205;C23C16/513 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;林荣琳 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种化学气相沉积铜膜之方法,其特征在于以化 学气相沉积法沉积铜膜之前,先对基板进行双重电 浆前处理,以降低化学气相沉积铜膜之电阻率及提 高铜膜之Cu(111)/Cu(200)晶向比。 2.如申请专利范围第1项之方法,更包括于化学气相 沉积铜膜步骤之后,作一适当的退火处理。 3.如申请专利范围第1或2项之方法,其中双重电浆 前处理至少包括第一道物理性之溅镀电浆处理后, 接着再以第二道化学性电浆处理。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中物理性之溅镀 电浆处理为氩气电浆,化学性电浆为选自氢气电浆 、氮气电浆或氦气电浆其中之一。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中物理性溅镀电 浆处理,其条件至少包括:压力在5 mTorr~500 mTorr之间 、基板温度在20℃~300℃之间、处理时间在5秒~20分 钟之间。 6.如申请专利范围第4项之方法,其中化学性电浆处 理之条件至少包括:压力在5 mTorr~500 mTorr之间、基 板温度在20℃~300℃之间,处理时间在5秒~20分钟之 间。 7.如申请专利范围第1或2项之方法,其中基板至少 包括Ta、TaN、TaSiN、Ti、TiN、TiSiN或其他可以做为Cu 扩散障碍层的材料。 8.如申请专利范围第1或2项之方法,其中铜膜沉积 之液态铜源的注入方式可为气泡式或直接注入式 。 9.如申请专利范围第1或2项之方法,其中铜膜沉积 之条件至少包括:沉积压力为10 mTorr~2 Torr、基板温 度为100℃~300℃、液态铜源流量为0.1~2.0 ml/min、运 载气体为He、Ar、H2、N2或其中任何比例混合之气 体,其中运载气体流量为5~100 sccm。 10.如申请专利范围第2项之方法,其中退火处理之 条件至少包括:退火温度为150℃~500℃、退火处理 时间为10分钟~3小时、退火用之气体为N2、Ar、H2或 其中任何比例混合之气体。 图式简单说明: 第1图 显示铜晶粒成核1分钟在(a)未经任何电浆处 理的TaN基板上,与(b)成核1分钟及(c)成核2分钟在经 过Ar+H2双重电浆处理过之TaN基板上的扫描式电子 显微镜横截面分析图。 第2图 显示氮化钽(TaN)基板未经任何电浆处理及经 Ar+H2双重电浆处理后,所沉积铜膜之X光绕射分析图 (XRD spectra)。
地址 新竹市大学路1001号