发明名称 铜合金金属化之溅镀沉积与退火及种层
摘要 本发明一种铜金属化结构及其制法,其中铜合金层,例如Cu-Mg或Cu-Al沉积在以氧化矽为基质的氧化矽上,而且几乎是纯的铜层沉积在铜合金层上。铜合金层作为接续以纯铜填充通道孔或沟道所用的种层或湿润层而且也介电底层及覆盖纯铜在界面提供障蔽层。铜合金可以在溅射程序里冷沉积,但是在沉积纯铜层或在各别退火步骤后,温度升高到足以使铜的合金元素移入介电层。另一作法是,铜合金可以沉积在保持于提高温度下的晶圆。已移入富含氧表面的合金元素氧化形成安定的薄层,例如薄氧化镁或氧化铝,作为抵抗铜扩散进入及经过介电层的障蔽层。内障蔽层也促进合金层对介电层的黏附性,藉此形成接续完全填充铜技术所用的优越湿润层及种层。以合金为线的特性可以利用PVD,CVD或电/无电式电镀完成填充。
申请公布号 TW574393 申请公布日期 2004.02.01
申请号 TW087107083 申请日期 1998.05.07
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 东尼 姜;丁培军;巴利 金;颖兰 哈辛;孙彬喜
分类号 C23C14/14;C23C33/00 主分类号 C23C14/14
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种于延伸通经一氧化矽层之小孔中形成一铜 垂直互连之方法,该方法包含下列步骤: 一第一步骤,将具有厚度不超过100nm且包含铜及小 于10原子%选自铝、镁、硼、钽、碲与钛群组之合 金元素之铜合金层溅射沉积至该孔之侧面上;及 一后续之第二步骤,将实质上纯的铜层沉积在该铜 合金层上。2.一种金属化结构,其包括: 一包括矽与氧的介电层; 一沉积在该介电层上面的铜合金层,其包括铜及小 于10原子%选自镁、铝、硼与碲群组之合金元素;及 一沉积在该铜合金层上面,实质上纯的铜层。3.如 申请专利范围第2项之金属化结构,进一步在该铜 合金层及该介电层之间包含一界面氧化物层,其包 括矽,该合金元素及氧。4.如申请专利范围第2项之 金属化结构,其中该合金元素包括镁。5.如申请专 利范围第4项之金属化结构,其中该镁的数量为0.05 到6原子%。6.如申请专利范围第2项之金属化结构, 其中该合金元素包括铝。7.如申请专利范围第6项 之金属化结构,其中该铝的数量为0.05到0.3原子%。8 .如申请专利范围第2项之金属化结构,其中该合金 元素系选自由硼,钽,碲及钛所构成之群组。9.如申 请专利范围第2项之金属化结构,其中该介电层包 含伸入该介电层的小孔及其中该铜合金层涂覆在 该小孔的侧面上。图式简单说明: 第1图系为传统PVD反应器的概略剖面图。 第2及3图系为说明传统封包铜合金体的剖面图。 第4图系为介电层里填充孔时所形成之通道的剖面 图。 第5图系为根据本发明具体实施例,填满铜之通道 的剖面图。 第6及7图系为Mg及O穿过本发明铜合金膜的原子分 布图。 第8图系为对冷沉积,然后在指定温度退火的CuMg合 金而言,电阻率对退火时间的函数图。 第9图系为在适当温度下冷沉积,然后在保持在该 温度下的CuMg合金而言,电阻率对退火时间的函数 图。 第10图系为根据本发明的第二具体实施例,填满铜 之通道的剖面图。 第11图系为根据本发明的其中一个具体实施例,填 满铜之通道的剖面图。 第12图系为由第11图之12-12圆圈所指的部分在形成 障蔽层后的放大剖面图。
地址 美国
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