发明名称 来自卤化钽先质之化学气相沉积氮化钽柱塞的形成
摘要 本发明说明以来自无机五卤化钽(TaX5)先质及含氮气体沈积高品质保形性氮化钽(TaNx)膜之电浆处理化学蒸气沉积法(PTTCVD),以填充具有TaNx膜之高纵横比部件之小接点及减少铜沉积步骤。无机五卤化钽先质是五氟化钽(TaF5)、五氯化钽(TaCl5)及五溴化钽(TaBr5)。在热CVD法中,将TaX5传送至加热室中。将蒸气与含有氮气之处理气体组合,以便于在部件中沉积TaNx膜。在一个具体实施例中,将氢气引入产生射频之电浆中,以电浆处理TaNx膜。以周期性进行电浆处理,直到部件以TaNx膜填充为止。经沉积之TaNx膜有用于含有铜膜之积体电路板。本方法会在高纵横比结构中产生无缝TaN柱塞填充。
申请公布号 TW593733 申请公布日期 2004.06.21
申请号 TW089107862 申请日期 2000.04.26
申请人 东京威力科创有限公司 发明人 强J 侯搭拉;乔汉尼斯F M 魏斯登朶普
分类号 C23C16/34;H01L21/285 主分类号 C23C16/34
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种填充具有介于300℃-500℃范围内之温度的基 板中的部件之方法,该方法包含将卤化钽先质以加 热至足以使该先质蒸发之温度,以于无载体气体下 提供该选自由五氟化钽及五氯化钽所组成之群之 卤化钽先质蒸气至含有该基板之反应室内,接着将 该蒸气与含有氮气之处理气体组合,以热化学蒸气 沉积(CVD)法将该TaNx膜沉积在该部件中的方式在该 部件中沉积氮化钽(TaNx)膜及以电浆处理该沉积之 TaNx,并重复该沉积及电浆处理,直到该部件完全填 充为止。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中该 提供的蒸气包括在至少3托的压力下产生的该蒸气 。3.根据申请专利范围第1项之方法,其中先质是五 氟化钽及该温度是95℃。4.根据申请专利范围第1 项之方法,其中先质是五氯化钽及该温度是145℃。 5.根据申请专利范围第1项之方法,其中该先质的加 热是至足以提供至少3托之该卤化钽先质蒸气压力 的温度。6.根据申请专利范围第1项之方法,其中该 部件具有大于8.0之纵横比。7.根据申请专利范围 第1项之方法,其中该部件具有小于0.16微米之直径 。8.根据申请专利范围第1项之方法,其中以1-50 sccm 为范围的速度提供该先质。9.根据申请专利范围 第1项之方法,其中该含有氮气之气体是氨气。10. 根据申请专利范围第9项之方法,其中该氨气具有 以0.1-5.0 slm为范围的流速。11.根据申请专利范围 第1项之方法,其中该处理气体系包含选自由氢、 氩、氦及其组合物所组成之群之气体。12.根据申 请专利范围第1项之方法,其中该沉积发生在以0.2-5 .0托为范围之该室压力下。13.根据申请专利范围 第1项之方法,其中该薄膜是与该基板之铜层整合 。14.根据申请专利范围第1项之方法,其中在开始 该电浆处理之前,先停止该沉积。15.根据申请专利 范围第14项之方法,其中以中止在该室中的该先质 气体及该处理气体的流动使沉积停止。16.根据申 请专利范围第14项之方法,其中以更改在该室中的 该先质气体及该处理气体的流动使沉积停止。17. 根据申请专利范围第1项之方法,其中以射频能量 来源产生该电浆处理。18.根据申请专利范围第1项 之方法,其中以氢气用于该电浆处理。19.根据申请 专利范围第1项之方法,其进一步包含接着以钽膜 沉积及处理该TaNx膜。图式简单说明: 图1是电浆处理热化学蒸气沉积作用(PTTCVD)之装置 图示。 图2是蒸气压对卤化钽(Ta)温度之作图。 图3是利用标准的柱塞填充制造之代表性结构的图 示 图4是以TaF5为主之热CVD沉积之TaNx之柱塞填充之扫 描式电子显微照像(SEM)照片。 图5是以TaF5为主之电浆处理热CVD(PTTCVD)沉积之TaNx 之柱塞填充之SEM照片。 图6是以TaBr5为主之热CVD沉积之TaNx之柱塞填充之SEM 照片。 图7是以TaBr5为主之PTTCVD沉积之TaNx之柱塞填充之SEM 照片。 图8是以1150埃之TaF5为主之CVD TaNx膜之SEM照片。 图9是以3700埃之TaCl5为主之CVD TaNx膜之SEM照片 图10是以1350埃之TaBr5为主之CVD TaNx膜之SEM照片。 图11是在铜(Cu)层上沉积以TaF5为主之CVD Ta/TaNx膜之 SEM照片。 图12是在铜层上沉积以TaCl5为主之CVD TaNx膜之SEM照 片。 图13是在铜层上沉积以TaBr5为主之CVD Ta/TaNx膜之SEM 照片。 图14是在铜层上沉积以TaBr5为主之CVD TaNx膜之俄歇( Auger)光谱。
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