| 主权项 |
1.一种铜镶嵌结构的制作方法,该方法至少包含下列步骤:形成介电层于半导体底材上;定义开口图案于该介电层上,以曝露部份该半导体底材上表面;沉积铜层于该半导体底材上,且填充于该开口图案中;对该半导体底材进行第一次热回火程序,以提升该铜层的导电特性;对该半导体底材进行化学机械研磨程序,以移除位于该介电层上表面之部份铜层,并定义铜镶嵌结构于该开口图案中;且对该半导体底材进行第二次热回火程序,以释放该铜镶嵌结构之应力,并使该铜镶嵌结构中的铜原子具有较稳定的特性。2.如申请专利范围第1项之方法,其中在沉积上述铜层前,更包括下列步骤:形成阻障层于该开口图案的表面上;且形成铜晶种层于该阻障层的上表面。3.如申请专利范围第2项之方法,其中上述之铜层是使用化学电镀法(ECP)所形成。4.如申请专利范围第3项之方法,其中上述之化学电镀程序是将该半导体底材沉浸于硫酸铜溶液中,并藉着将该铜晶种层电性连接至阴极导线,以便位于硫酸铜溶液中之铜离子,可还原并沉积于该铜晶种层表面。5.如申请专利范围第1项之方法,其中在形成该介电层之前,更包括形成各式元件或材料层于该半导体底材上之步骤。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一次热回火程序,是在温度大于250℃的环境中,进行约15至45分钟而完成。7.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第二次热回火程序,是在温度约300至400℃的环境中,进行约15至45分钟而完成。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述第一次热回火程序,可使用加热板(hot plate)或加热炉管(furnace)来进行。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述第二次热回火程序中,可将该半导体底材放于加热炉管而进行。10.如申请专利范围第1项之方法,其中上述热回火程序可使该铜镶嵌结构中的铜原子进行晶粒成长而趋于稳定。11.一种铜镶嵌结构的制作方法,该方法至少包含下列步骤:形成介电层于半导体底材上;定义开口图案于该介电层中,以曝露部份该半导体底材上表面;沉积铜层于该半导体底材上,且填充于该开口图案中;对该半导体底材进行化学机械研磨程序,以移除位于该介电层上表面之部份铜层,并定义铜镶嵌结构于该开口图案中;且对该半导体底材进行热回火程序,以有效释放该铜镶嵌结构之应力,且让该铜镶嵌结构中的铜原子具有较稳定的特性,其中该热回火程序是在温度约350至400℃的环境中,进行约15至45分钟的时间。12.如申请专利范围第11项之方法,其中在沉积上述铜层前,更包括下列步骤:形成阻障层于该开口图案的表面上;且形成铜晶种层于该阻障层的上表面。13.如申请专利范围第12项之方法,其中上述之铜层是使用化学电镀法(ECP)所形成。14.如申请专利范围第13项之方法,其中上述之化学电镀程序是将该半导体底材沉浸于硫酸铜溶液中,并藉着将该铜晶种层电性连接至阴极导线,以便位于硫酸铜溶液中之铜离子,可还原并沉积于该铜晶种层表面。15.如申请专利范围第11项之方法,其中在形成该介电层之前,更包括形成各式元件或材料层于该半导体底材上之步骤。16.如申请专利范围第11项之方法,其中在进行上述化学机械研磨程序前,更包括对该半导体底材进行温度大于250℃、且时间约15至45分钟的第一次热回火程序。17.如申请专利范围第11项之方法,其中上述第一次热回火程序,可使用加热板或加热炉管来进行。图式简单说明:第一图为半导体晶圆之截面图,显示根据目前业界技术沉积铜层于半导体底材上之步骤;第二图为半导体晶圆之截面图,显示使用化学机械研磨程序移除部份铜层之步骤;第三图为半导体晶圆之截面图,显示在后续沉积金属间介电层时,形成于铜镶嵌结构表面之山丘状凸起;第四图为半导体晶圆之侧视图,显示使用电子显微镜观察金属间介电层表面之山丘凸起;第五图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明所提供之方法,沉积铜层于半导体底材上之步骤;第六图为半导体晶圆之截面图,显示根据本发明所提供之方法进行化学机械研磨程序,以移除部份铜层之步骤;及第七图A、第七图B为半导体晶圆之俯视图,显示根据传统方法与本发明方法制作铜镶嵌结构时,产生山丘状凸起的差异情形。 |
