发明名称 在一半导体装置上形成金属线路的方法
摘要 本发明系提供一种在一半导体装置中形成使用铜作为金属线路材料之金属线路的方法。在镶埋金属层被形成于超细镶埋图案中后,当铜被使用为镶埋于该超细线路结构 (铜难以藉由物理气相沈积或电镀法镶埋)中时,藉由远程电浆和/或腔室电浆制程,根据本发明之方法将移除存在于阻障金属层表面上的诸如氧化物、氮化物等界面杂质。因此,本发明可改良铜的黏着特性。
申请公布号 TW486746 申请公布日期 2002.05.11
申请号 TW089123263 申请日期 2000.11.04
申请人 现代电子工业股份有限公司 发明人 表成奎
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 郑煜腾 台北巿松德路一七一号二楼
主权项 1.一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,包含下列步骤:形成一个介层绝缘膜于一基层被形成于其上的基板上;形成一个镶埋图案于该介层绝缘膜上,并接着进行一道清洗制程;沿着包含该镶埋图案之该介层绝缘膜表面,形成一个阻障金属层;进行一道电浆制程,而将形成于该阻障金属层表面上的界面杂质层移除;藉由以化学气相沈积法所形成的铜将该镶埋图案镶埋,而形成一个铜层;以及进行一道氢气还原热制程于该铜层,并接着进行一道化学机械抛光而形成铜金属线路。2.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该基层为具有一个多晶矽结构、一个多晶矽化物结构及一个金属结构(诸如钨、铝、铜等)的导电性图案。3.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该介层绝缘层系使用具有个介电常数的介电材料所形成。4.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该清洗制程可使用射频电浆(在基层为诸如钨、铝等金属时),并可使用活性清洗制程(在基层为铜时)。5.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该阻障金属层系以离子化物理气相沈积氮化钛膜、化学气相沈积氮化钛膜、金属有机化学气相沈积氮化钛膜、离子化物理气相沈积钽、离子化氮化钽、化学气相沈积钽、化学气相沈积氮化钽及化学气相沈积氮化钨膜之任何一种所形成。6.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该电浆加工可使用远程电浆加工法、腔室电浆加工法,以及一种同时进行远程电浆加工与腔室电浆加工的方法其中之一种。7.如申请专利范围第6项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该远程电浆加工法,条件为进行10秒至10分钟,50至700瓦范围的远程电浆功率,使用的气体为氢气、氮气、氩气及氦气中之至少一种且其流速被维持在50至500sccm的范围中,该晶圆的温度被维持在150至350℃的范围中,该晶圆与喷头间的距离为20至50mm,以及该腔室的压力为0.3至2托耳。8.如申请专利范围第6项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该远程电浆加工法可使用单独步骤进行,其使用一单独气体或一混合气体作为被使用的气体。9.如申请专利范围第6项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该远程电浆加工法可使用重复该制程的多重步骤进行,藉此一单独氩气或一混合气体被使用,而氢气接着被使用,1至10次。10.如申请专利范围第6项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该腔室电浆加工法,条件为进行10秒至10分钟,50至700瓦范围的腔室电浆功率,使用的气体为氢气、氮气、氩气及氦气中之至少一种且其流速被维持在50至500sccm的范围中,该晶圆的温度被维持在150至350℃的范围中,该晶圆与喷头间的距离为20至50mm,以及该腔室的压力为0.3至2托耳。11.如申请专利范围第6项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该同时进行远程电浆加工与腔室电浆加工的方法首先进行腔室电浆加工,并接着进行远程电浆加工。12.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该铜镶埋可使用直接液态注入(DLI)、CEM以及使用诸如(hfac)Cu(VTMOS)系列、(hfac)Cu(TMVS)系列、(hfac)Cu(DMB)系列之所有铜预制体种类之所有的锐孔型与喷洒型蒸发器,其中铜系以金属有机化学气相沈积(MOCVD)法沈积。13.如申请专利范围第12项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该金属有机化学气相沈积法的条件如下:铜预制体被维持在0.1至5.0sccm的流速,传输气体系使用氢气、氮气、氩气及氦气中之至少一种且其流速被维持在50至500sccm的范围中,反应腔室的温度被维持与汽化器相同,喷头的温度被维持为定値,沈积温度被维持在150至300℃的范围中,该感受器与喷头间的距离为20至50mm,以及该腔室的压力为0.5至5托耳之间。14.如申请专利范围第1项所述之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法,其中该氢气还原热制程系藉由在室温至450℃范围于氢气中进行1分钟至3小时的热制程,其中该氢气可使用纯氢气或诸如氢气加氩气(0至95%)、氢气加氮气(0至95%)等氢气混合气体。图式简单说明:第1A至1D图系为用于说明根据本发明之较佳实施例之一种在一半导体装置中形成金属线路的方法。
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