发明名称 积体电路互连之金属-金属氧化物蚀刻停止/屏障之形成方法及装置
摘要 本发明揭示一种用于形成具有金属-金属氧化物电移屏障及蚀刻停止之互连的方法及装置。在本发明一项具体实施例中,该方法包括在一平坦的互连层之顶部沈积一金属层,该互连层具有一层间介电质(interlayerdielectric; ILD),其具有一平坦之顶部且与一导电互连的顶部平齐。在本发明一项具体实施例中,该方法包括使该金属层与该 ILD发生反应,以在该ILD之顶部形成一金属氧化物层。同时,该金属层不会明显受到该导电互连的氧化,从而在该导电互连上形成一金属屏障,以改善电移性能。该金属屏障及金属氧化物层共同包括一保护层。随后可在该保护层上形成一第二ILD,并且在随后蚀刻该第二ILD期间,该保护层可用作一蚀刻停止。
申请公布号 TWI239069 申请公布日期 2005.09.01
申请号 TW092124471 申请日期 2003.09.04
申请人 英特尔公司 发明人 晓荣 摩罗;杰鹏 刘;玛可斯 库恩;荷西A. 梅斯
分类号 H01L21/768;H01L23/532 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种形成互连之方法,其包括: 藉由于一第一介电层(ILD)之曝露部份上及该第一 ILD内形成之一互连之曝露部份上沈积一金属层而 在一互连层上形成一金属氧化物层,而该金属层与 该第一ILD发生反应以形成该金属氧化物层,其中该 第一ILD为一材料,其所包含的氧足以在沈积该金属 层时与该金属层自动反应,以形成该金属氧化物层 ;以及 沈积一第二ILD于该金属氧化层上。 2.如申请专利范围第1项之方法,进一步包括: 在该第二ILD中蚀刻一通道,该金属氧化物层用作一 蚀刻停止。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中蚀刻该通道包 括利用一蚀刻剂,其将蚀刻该第二ILD材料,但不会 明显蚀刻该金属氧化物层。 4.如申请专利范围第1项之方法,包括沈积该金属层 之厚度约介于10至100之间。 5.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一互连包 括铜。 6.如申请专利范围第1项之方法,其中该金属层包括 一选自由钴、铝、钽、铬及钛所组成之群组中的 材料。 7.一种形成互连之方法,其包括: 在一基板上沈积一第一ILD; 在该第一ILD中形成一第一通道及一第一沟渠; 用一导电材料填充该第一通道及第一沟渠; 使该导电材料之顶部平坦化至该第一ILD的顶部,从 而在该第一ILD中形成一第一互连,该互连具有一曝 露的上部,且该第一ILD具有一曝露的上部;及 在该第一ILD之曝露的上部与该互连之曝露的上部 上沈积一金属,该金属系一材料,其与该第一ILD接 触反应,以在该第一ILD上形成一金属氧化物,且该 金属系一材料,其在该第一互连上形成一电移屏障 ,其中该第一ILD为一材料,其所包含的氧足以在沈 积该金属层时与该金属层自动反应,以形成该金属 氧化物层;以及 沈积一第二ILD于该金属氧化物及该电移屏障之上 。 8.如申请专利范围第8项之方法,其中该金属氧化物 及该电移屏障共同界定该第一互连层上的一保护 层,且进一步包括: 在该第二ILD中蚀刻并清洁一第二通道与第二沟渠, 在蚀刻与清洁期间,该保护层用作一蚀刻停止。 9.如申请专利范围第8项之方法,进一步包括: 在该第二通道与沟渠内形成一第二互连,该电移屏 障用以防止该第一互连扩散进入该第一ILD与该第 二ILD之任意之一。 10.如申请专利范围第9项之方法,其中形成该第二 通道包括利用一蚀刻剂,其将蚀刻该第二ILD材料, 但不会明显蚀刻该保护层。 11.如申请专利范围第7项之方法,其中该金属并不 与该第一ILD完全反应,从而在该金属氧化物上产生 一多余金属层,且进一步包括回蚀该多余金属层至 该金属氧化物之顶部。 12.如申请专利范围第7项之方法,包括沈积该金属 之一厚度约介于10至100之间。 13.如申请专利范围第7项之方法,其中该第一互连 包括铜。 14.如申请专利范围第7项之方法,其中该金属包括 一选自由钴、铝、钽、铬及钛所组成之群组中的 材料。 15.如申请专利范围第7项之方法,其中该第一ILD包 括一选自由SiO2、SiOF及CDO所组成之群组中的材料 。 16.一种形成互连之装置,其包括: 一第一ILD; 一位于该第一ILD中的互连,该互连具有一顶部,其 平坦化至该第一ILD之顶部; 一位于该互连之项部及该第一ILD之顶部的保护层, 该保护层包括一覆盖该第一ILD的金属氧化物部分, 及一覆盖该互连的电移屏障,其中该电移屏障系一 大部份未经反应之金属层;以及 一第二ILD。 17.如申请专利范围第16项之装置,其中在蚀刻及清 洁一第二ILD期间,该保护层能够用作一蚀刻停止。 18.如申请专利范围第16项之装置,其中该电移屏障 包括一金属,且系用于改善该互连的电移性能。 19.如申请专利范围第16项之装置,其中该第一ILD部 分包括一氧化物材料。 20.如申请专利范围第16项之装置,其中该第一ILD部 分包括一选自由SiO2、SiOF及CDO所组成之群组中的 材料。 21.如申请专利范围第16项之装置,其中覆盖该互连 的该电移屏障包括一选自由钴、铝、钽、铬及钛 所组成之群组中的材料。 22.如申请专利范围第16项之装置,其中该保护层之 一厚度约介于10至100之间。 23.一种形成互连之装置,其包括: 一基板; 一覆盖该基板的互连层,该互连层包括一导电互连 ,其一顶部平坦化至一ILD之顶部; 一位于该互连层上的保护层,该保护层包括一覆盖 该第一ILD的金属氧化物部分,及一覆盖该互连的电 移屏障,其中该电移屏障系一大部份未经反应之金 属层;以及 一第二ILD。 24.如申请专利范围第23项之装置,其中该保护层能 够用作一蚀刻停止。 25.如申请专利范围第23项之装置,其中该电移屏障 包括一金属,且系用于改善该互连的电移性能。 26.如申请专利范围第23项之装置,其中该ILD包括一 氧化物材料。 27.如申请专利范围第23项之装置,其中覆盖该互连 的该电移屏障包括一材料,其可与一氧化物材料接 触反应,以形成金属氧化物。 图式简单说明: 图1说明依据先前技术形成互连的典型方法;以及 图2A至2Q说明依据本发明一项具体实施例形成一互 连的方法。
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