半导体装置中金属配线之形成方法(三)

摘要

本发明揭示一种在半导体装置内形成金属配线之方法。在处理技术中，其中铜配线是以形成铜沈积速度加速之化学强化物层的CECVD法来形成，而金属镶嵌使用铜初级粒子之M0CVD法来充填，使得以CVD法来使得超细微结构之金属镶嵌图型充填铜的加工处理技术中改善低沈积速度，虽然其使得铜沈积加速，因为化学强化物具有高电阻特性，所以在铜沈积之后，在铜表面所产生化学强化物层作用降低铜配线之特性。为了避免本问题，本发明以CECVD法来沈积铜，然后以电浆处理来去除铜表面所产生化学强化物。因此，本发明可快速地及容易地以铜来充填超细微金属镶嵌图型，而且使得铜配线之电气特性最大。

主权项

1.一种半导体装置中金属配线之形成方法,包括下列步骤:提供半导体基体,其中形成具有金属镶嵌图型之绝缘膜;在该绝缘膜上形成扩散防止膜;在该扩散防止膜上形成铜种子层;在该铜种子层上形成化学强化物层;以化学蒸汽沈积法来形成铜层;以电浆法来去除在该铜之表面上所产生之化学强化物层;及以铜电镀法来完全地充填该金属镶嵌图型,然后以实施氢还原退火过程及化学机械抛光过程来形成铜金属配线。2.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中在该下金属层是由W及A1所制成之情形中,在该金属镶嵌图型形成后所实施清洗过程使用RF电浆。3.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中在该下金属层是由铜所制成之情形中,在该金属镶嵌图型形成后所实施清洗过程使用反应清洁法。4.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中使用离子化合物PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、离子化PVD Ta、离子化PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN、CVD WN、CVD TiA1N、CVD TiSiN及CVD TaSiN中至少其一来形成该扩散防止膜。5.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中进一步包括在形成该扩散防止膜之后,实施表面之电浆处理。6.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中该铜种子层形成50~500之厚度。7.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中含I(碘)液体混合物诸如Hhfacl/2H2O、Hhfac、TMVS、纯I2.含I气体水蒸气中其一做为触媒,在-20至300℃之温度来处理1~600秒而形成50~500厚度之该化学强化物层。8.如申请专利范围第7项半导体装置中金属配线之形成方法,其中含I(碘)液体混合物是CH3I、C2H5I、CD3I及CH2I2中之其一。9.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中以液态之F、C1.Br、I及At中其一做为触媒,在-20~300℃之温度来处理1~600秒而形成50~500厚度之该化学强化物层。10.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中以气态之F、C1.Br、I及At中其一做为触媒,在-20~300℃温度来处理1~600秒而形成50~500厚度之该化学强化物层。11.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中在沈积装置内使用诸如(hfac)CuVTMOS序、(hfac)CuDMB序、(hfac)CuTMVS序等任一者的hfac之全部初级粒子,以金属有机化学蒸汽沈积(MOCVD)法来形成该铜层。12.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中在气体流量在50-500sccm范围内、电浆产生功率在50-7000W范围内经10~600秒之条件下,在包括H2.Ar、O2.O3.NH3.N2.H2+Ar及H2+NH3及其混合气体之大气中至少一者的单一气体大气下来实施该电浆处理。13.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中用于半导体基体之该电浆处理以温度10-350℃在0.3~10Torr室压下来实施。14.如申请专利范围第1项半导体装置中金属配线之形成方法,其中去除该化学强化物层之步骤实施该电浆处理步骤及清洁步骤至少一次或多次。图式简单说明:第1A~1E图是根据本发明所顺序图示在半导体装置中形成金属配线之方法的横剖面图示。