发明名称 避免金属导线产生缺陷之结构与方法
摘要 一种避免金属导线产生缺陷之结构与方法,且特别是有关于一种避免金属导线与阻障层之间因应力迁移而在介层窗插塞底部产生孔洞缺陷之结构与方法。本发明提供一层矽化金属层,有效地转化介层窗插塞底部之阻障层与金属层间之接触面特性,保有原阻障层避免电致迁移效应与高温扩散之优点;更进一步避免上述接触面发生应力迁移效应,造成孔洞缺陷。
申请公布号 TW550745 申请公布日期 2003.09.01
申请号 TW091102031 申请日期 2002.02.05
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 包天一;章勋明
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种避免金属导线产生缺陷之方法,该方法至少包含下列步骤:提供一第一金属层,该第一金属层系作为金属导线之用;形成一介电层覆盖于该第一金属层上;定义一介层窗于该介电层上,使得该第一金属层于该介层窗底部暴露出一表面;矽化该表面,使成为一矽化金属层;形成一阻障层覆盖该介层窗之周边介面,该阻障层并与该矽化金属层接触;以及沈积一第二金属层于该阻障层上,填满该介层窗;藉由该矽化金属层以避免该第一金属层与该阻障层之接触面产生孔洞缺陷。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一金属层包含铜。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该介电层包含低介电常数之材料。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中定义该介层窗时,通常伴随导线沟槽之制程,以形成双镶嵌结构。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中矽化该表面之方法包含沈浸该表面于如矽烷、矽烯、一甲基矽烷、二甲基矽烷、三甲基矽烷、或四甲基矽烷等之含矽气体中;以及调整温度于大约摄氏10度至大约摄氏800度之间反应,形成该矽化金属层。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中矽化该第一金属层表面之方法包含沈浸该表面于如矽烷、矽烯、一甲基矽烷、二甲基矽烷、三甲基矽烷、或四甲基矽烷等之含矽气体中;以及利用电浆反应,形成该矽化金属层。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该矽化金属层包含矽化铜。8.如申请专利范围第5或6项所述之方法,其中于矽化该表面之前,更包含一预先去除该表面上之一金属氧化物之步骤。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该金属氧化物包含氧化铜。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该阻障层包含金属阻障层。11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该阻障层包含氮化钛。12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二金属层包含铜。13.一种金属导线结构,具有一金属导线及至少一插塞,该金属导线与该插塞之间具有一阻障层,该插塞适用于连接该金属导线及位于该金属导线上方之一导体层,其特征在于:一矽化金属层,位于该阻障层与该金属导线之间,以避免该阻障层与该金属导线间产生孔洞缺陷。14.如申请专利范围第13项所述之金属导线结构,其中该金属导线之材质为铜。15.如申请专利范围第13项所述之金属导线结构,其中该插塞为双镶嵌结构。16.如申请专利范围第13项所述之金属导线结构,其中该矽化金属层之材质为矽化铜。17.如申请专利范围第13项所述之金属导线结构,其中该阻障层为金属阻障层。18.如申请专利范围第13项所述之金属导线结构,其中该阻障层之材质为氮化钛。19.如申请专利范围第13项所述之金属导线结构,其中该导体层之材质为铜。图式简单说明:第1图系绘示介层窗底部暴露出第一金属层表面之剖面示意图;第2图系绘示介层窗底部所暴露之第一金属层表面,经本发明矽化后形成矽化金属层之剖面示意图;及第3图系绘示本发明介层窗于周边覆盖一阻障层后,沈积第二金属层填满介层窗之剖面示意图。
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