发明名称 铜金属化之阻障层结构及形成该结构之方法
摘要 一种阻障层结构及形成该结构之方法。该阻障层结构包括一双层,其中第一层利用化学气相沉积形成及第二层利用物理气相沉积形成。该第一阻障层包括一种金属或一种金属氮化物及该第二阻障层包括一种金属或一种金属氮化物。该阻障双层可应用至铜金属化。
申请公布号 TW535254 申请公布日期 2003.06.01
申请号 TW090119424 申请日期 2001.08.08
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 陈岭;克里斯多夫马可达
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
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 1.一种铜金属化之方法,该方法至少包括下列步骤:(a)利用化学气相沉积形成第一阻障层;(b)于第一阻障层上利用物理气相沉积形成第二阻障层;及(c)于第二阻障层上形成一金属层。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一阻障层为一金属或金属氮化物。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该第一阻障层包括一金属,其选自钛、钽及钨。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一阻障层的厚度在约25及约100埃之间。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该第二阻障层包括一金属,其选自钽、钛或钨。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该第二阻障层为钽或氮化钽。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该第二阻障层之厚度在约25及约300埃之间。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该金属层为铜。9.如申请专利范围第8项之方法,其中步骤(c)至少包括:(d)于第二阻障层上利用物理气相沉积形成第一铜层;及(e)于第一铜层上形成第二铜层。10.如申请专利范围第8项之方法,其中该铜层具有较佳的(111)方位。11.如申请专利范围第9项之方法,其中该第二铜层使用电镀来沈积。12.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(c)至少包括:(d)于第二阻障层上形成一种子层;及(e)于该种子层上利用电镀形成一金属层。13.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(c)至少包括:(d)利用物理气相沉积形成第一金属层;及(e)于第一金属层上利用化学气相沉积形成第二金属层。14.如申请专利范围第1项之方法,其中该金属层利用化学气相沉积形成。15.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一阻障层为一金属或金属氮化物,其选自钛、钽、钨、氮化钛、氮化钽、氮化钨及氮化钛矽;及该第二阻障层包括一金属,其选自钽、钛及钨。16.一种阻障层结构,其至少包括:耐火金属阻障层,其利用化学气相沉积形成;及耐火金属氮化物阻障层,其利用物理气相沉积于该耐火金属阻障层上形成。17.如申请专利范围第16项之阻障层结构,其中该耐火金属阻障层包括一金属,其选自钛、钽及钨。18.如申请专利范围第16项之阻障层结构,其中该耐火金属氮化物阻障层包括一金属,其选自钽、钛及钨。19.一种金属化结构,其至少包括:耐火金属阻障层,其利用化学气相沉积形成;耐火金属氮化物阻障层,其利用物理气相沉积于该耐火金属阻障层上形成;及第一金属层,其于该耐火金属氮化物阻障层上形成。20.如申请专利范围第19项之金属化结构,其中该耐火金属阻障层选自钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、氮化钨及氮化钛矽。21.如申请专利范围第19项之金属化结构,其中该耐火金属氮化物阻障层包括一金属,其选自钽、钛及钨。22.如申请专利范围第19项之金属化结构,其中该第一金属层为于该耐火金属氮化物阻障层上形成之种子层,及该金属化结构进一步包括于该种子层上形成之第二金属层。23.如申请专利范围第22项之金属化结构,其中该第二金属层利用电镀来形成。24.如申请专利范围第23项之金属化结构,其中该种子层及该第二金属层二者均包含铜。25.如申请专利范围第19项之金属化结构,其中该第一金属层利用化学气相沉积或物理气相沉积形成。26.一种铜金属化之方法,该方法至少包括下列步骤:利用化学气相沉积法沉积耐火金属阻障层;于该耐火金属阻障层上利用物理气相沉积法沉积耐火金属氮化物阻障层;于该耐火金属氮化物阻障层上利用物理气相沉积法沉积一铜种子层;及在足以形成一(111)结晶方位的条件下沉积一铜层于该铜种子层上。27.如申请专利范围第26项之方法,其中该耐火金属阻障层包含一或更多金属,其选自钽、钛及钨所组成的群组中。28.如申请专利范围第26项之方法,其中该耐火金属阻障层的厚度在约25埃及约100埃之间。29.如申请专利范围第26项之方法,其中该耐火金属氮化物阻障层包括一金属,其选自钽、钛及钨所组成的群组中。30.如申请专利范围第26项之方法,其中该耐火金属氮化物阻障层为氮化钽、氮化钛、氮化钨、氮化钛矽或氮化钽矽。31.如申请专利范围第26项之方法,其中该耐火金属氮化物阻障层之厚度在约25埃及约300埃之间。32.如申请专利范围第26项之方法,其中该铜种子层系在足以形成一(111)结晶方位的条件下沉积而成。33.一种铜金属化之方法,该方法至少包括下列步骤:利用化学气相沉积法沉积耐火金属阻障层;于该耐火金属阻障层上利用物理气相沉积法沉积耐火金属氮化物阻障层;在足以形成一(111)结晶方位的条件下,于该耐火金属氮化物阻障层上利用物理气相沉积法沉积一铜种子层;及在足以形成一(111)结晶方位的条件下沉积一铜层于该铜种子层上。图式简单说明:第1图阐明合适用来实行本发明的具体实施例之整合的制造系统;第2图为合适用来实行本发明之具体实施例的物理气相沉积室之图式表示图;第3图为并入本发明之具体实施例的制造流程图;第4a-e图为进行金属化制程之基材的部分截面图;第5图为在氮化钽层上使用物理气相沉积形成之铜层,其X-射线绕射光谱图;第6图为在氮化钛层上使用化学气相沉积形成之铜层,其X-射线绕射光谱图;第7a-b图为沈积在二种不同基材上之铜层的扫描式电子显微图;第8图为合适用来实行本发明的具体实施例之化学气相沉积室的图式表示图;及第9图为合适用来实行本发明之具体实施例的另一种物理气相沉积室之图式表示图。
地址 美国