发明名称 半导体元件之铜导线镶嵌制程
摘要 本发明揭示一高可靠性的铜导线镶嵌制程,藉由选择性的化学沈积法,覆盖一金属阻障层于平坦化后的铜导线上。如此能有效地增强该铜导线之抗电子迁移的能力、降低碟状凹陷对平坦度的影响以及降低导线间层在介面处的漏电流。除此之外,利用具有低介电常数的介电层作为该铜导线的盖层,能进一步地降低该铜导线系统之整体有效介电常数。
申请公布号 TW541651 申请公布日期 2003.07.11
申请号 TW091112049 申请日期 2002.06.04
申请人 行政院国家科学委员会 发明人 刘柏村;张鼎张;潘扶民;戴宝通;林鸿志;施敏
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
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 1.一种半导体元件之铜导线镶嵌制程,包含下列步骤:于一半导体基板上形成至少一介电层及至少一金属导线层,且该介电层包含至少一沟渠及至少一介层洞;沈积一第一金属阻障层于该介电层及该金属导线层;覆盖一铜金属层于该第一金属阻障层;进行表面平坦化至曝露出该介电层为止;形成一第二金属阻障层于该铜金属层上及形成一氮化物层于该介电层上;以及覆盖一介电质盖层。2.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该第二金属阻障层系由氮化钨组成。3.如申请专利范围第2项之铜导线镶嵌制程,其中该氮化钨层系先利用WF6和SiH4气体反应形成一钨金属层,再利用氮气电浆反应而成。4.如申请专利范围第2项之铜导线镶嵌制程,其中该氮化钨层系先利用WF6和SiH4气体反应形成一钨金属层,再利用氨气电浆反应而成。5.如申请专利范围第2项之铜导线镶嵌制程,其中该氮化钨层系利用WF6.SiH4及N2气体反应而成。6.如申请专利范围第2项之铜导线镶嵌制程,其中该氮化钨层系利用WF6.SiH4及NH3气体反应而成。7.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层及介电质盖层系由低介电常数之材质组成。8.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层系由具有低介电常数的矽酸盐类材质组成。9.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电质盖层系由碳化矽组成。10.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该第一金属阻障层系由氮化钽组成。11.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该氮化物层系由氮氧化矽组成。12.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其系利用化学机械研磨技术进行平坦化。13.如申请专利范围第3项之铜导线镶嵌制程,其中于形成该钨金属层前,先行通入SiH4气体1-3分钟。14.如申请专利范围第3项之铜导线镶嵌制程,其中该WF6和SiH4气体流量分别介于40-100sccm及60-150sccm,且于300-400℃下进行反应。15.如申请专利范围第5项之铜导线镶嵌制程,其中该WF6.SiH4及N2之气体流量分别介于40-100sccm、60-150sccm及20-50sccm,且于300-400℃下进行反应。16.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层系由FSG组成。17.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层系由HSQ组成。18.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层系由MSQ组成。19.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层系由HOSP组成。20.如申请专利范围第1项之铜导线镶嵌制程,其中该介电层系由SiOC组成。图式简单说明:图1(a)至图1(d)系习知之铜导线镶嵌制程;以及图2(a)至图2(e)系本发明之铜导线镶嵌制程。
地址 台北市大安区和平东路二段一○六号