发明名称 形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法以及多层半导体装置
摘要 本发明揭示一种形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,该方法包括下列步骤:提供半导体基板,包括具有含铜金属内连线之介电绝缘层,其中介电绝缘层以及含铜金属内连线具有一露出之表面;形成第一覆盖层于该露出之表面上;于第一覆盖层上进行处理以增加覆盖层以及介电绝缘层之层间附着力。以及,形成第二覆盖层于第一覆盖层上。
申请公布号 TWI260738 申请公布日期 2006.08.21
申请号 TW094101131 申请日期 2005.01.14
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林耕竹;包天一;章勋明
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,包括下列步骤:提供一半导体基板,包括一具有含铜金属内连线之介电绝缘层,其中该介电绝缘层以及该含铜金属内连线具有一露出之表面;形成第一覆盖层于该露出之表面上;于该第一覆盖层上进行处理以增加该覆盖层以及该介电绝缘层之层间附着力;以及形成第二覆盖层于该第一覆盖层上。2.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理包括一能量源,其系择自由电浆以及电子束所组成之族群。3.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理增加至少部分该第一覆盖层的每单位体积矽-氧键数。4.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第一覆盖层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。5.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第一覆盖层主要系由下列前驱物所形成之二氧化矽所组成,其系择自由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物所组成之族群。6.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第二覆盖层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。7.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第一、第二覆盖层具有相同之原子成分。8.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理主要包括一含氢气之电浆处理。9.如申请专利范围第8项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该含氢气之电浆处理的压力大体为0.5-10托耳。10.如申请专利范围第8项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该含氢气之电浆处理的电浆源气体系择自由氢气以及氨气所组成之族群。11.如申请专利范围第8项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该含氢气之电浆处理的主要电浆源气体组成系择自由氢气、氨气、氦气、氮气以及氩气所组成之族群。12.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理包括一电子束处理,而该电子束之加速电压大体为100-8000电子伏特。13.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理步骤系在温度大体为100-400度下进行。14.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第一覆盖层所形成之厚度大体为10-500。15.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第二覆盖层所形成之厚度大体为10-500。16.如申请专利范围第1项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该介电绝缘层系由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物之一形成,且该介电常数小于4.0。17.一种形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,包括下列步骤:提供一半导体晶圆,包括一含铜金属内连线之低介电常数介电绝缘层,其中该低介电常数介电绝缘层以及含铜金属内连线具有一露出之表面;形成一黏着层于该露出之表面上;利用一能量源处理该黏着层,其中该能量源系择自由电浆以及电子束所组成之族群,以增加部分该黏着层之每单位体积矽-氧键数;以及形成一覆盖层于该黏着层上。18.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中每单位体积之该矽-氧键数高于介电绝缘层以及覆盖层其中之一。19.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该黏着层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。20.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该第一覆盖层主要系由下列前驱物所形成之二氧化矽所组成,其系择自由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物所组成之族群。21.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该覆盖层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。22.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该覆盖层具有与该黏着层相同之原子成分。23.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该电浆主要包括一含氢气之电浆处理。24.如申请专利范围第23项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该含氢气之电浆处理的来源气体系择自由氢气以及氨气所组成之族群。25.如申请专利范围第23项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该含氢气电浆之主要电浆源气体的组成系择自由氢气、氨气、氦气、氮气以及氩气所组成之族群。26.如申请专利范围第23项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该含氢气之电浆处理的压力大体为0.5-10托耳。27.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理包括一电子束处理,而该电子束之加速电压大体为100-8000电子伏特。28.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该处理步骤系在温度大体为100-400度下进行。29.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该黏着层所形成之厚度大体为10-500。30.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该覆盖层所形成之厚度大体为10-500。31.如申请专利范围第17项所述之形成覆盖层于含铜金属内连线上的方法,其中该低介电常数介电绝缘层系由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物之一形成,且该介电常数小于4.0。32.一种多层半导体装置,包括:一介电绝缘层于一半导体基板上,该介电绝缘层具有一上改良表面部分以及一较低部分,该上改良表面部分之每一单位体积具有比该覆盖层更多之矽氧键;一含铜金属内连线于该介电绝缘层中;以及一覆盖层于该含铜金属内连线以及该上改良表面部分上。33.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该上改良表面部分之每一单位体积具有比该较低部分更多之矽氧键。34.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该上改良表面部分系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。35.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该上改良表面部分主要系由二氧化矽形式之前驱物组成,其系择自由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物所组成之族群。36.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该覆盖层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。37.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该上改良表面部分以及覆盖层具有相同之原子成分。38.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该上改良表面部分之厚度大体为10-500。39.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该覆盖层之厚度大体为50-1000。40.如申请专利范围第32项所述之多层半导体装置,其中该介电绝缘层系由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物之一形成,且该介电常数小于4.0。41.一种多层半导体装置,包括:一介电绝缘层于一半导体基板上,该介电绝缘层中包括一含铜金属内连线;一黏着层于该介电绝缘层上;一覆盖层于该黏着层上;以及其中该黏着层具有每一单位体积比该介电绝缘层以及该覆盖层其中之一更多之矽氧键。42.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该黏着层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。43.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该黏着层主要系由二氧化矽形成之前驱物组成,其系择自由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物所组成之族群。44.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该覆盖层系择自由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽,以及碳氧化矽所组成之族群。45.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该黏着层以及覆盖层具有相同原子之成分。46.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该黏着层之厚度大体为10-500。47.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该覆盖层之厚度大体为50-1000。48.如申请专利范围第41项所述之多层半导体装置,其中该介电绝缘层系由有机矽烷以及有机矽氧烷前驱物之一形成,且该介电常数小于4.0。图式简单说明:第1A-1E图系绘示出根据本发明多层半导体装置之各阶段步骤实施例之剖面图。第2图系绘示出根据本发明实施例于提供电场于具有铜内线之积体电路与习知技术对照之Weibull分布之失败率对依时介电层崩溃测试。第3图系绘示出本发明实施例之制作流程图。
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