发明名称 铜导线阻障层之制作方法
摘要 一种铜导线阻障层之制作方法,系在制作钽金属与氮化钽之复层结构的阻障层时,降低沈积钽薄膜时反应腔之钽离子/氩气离子的比例,如此,可使所沈积之薄膜均匀性增加,亦使其附着性增加,同时,由于钽薄膜厚度降低,因此,相对的可增加氮化钽之厚度,亦即增加了阻障层的阻障能力。
申请公布号 TW439195 申请公布日期 2001.06.07
申请号 TW089106950 申请日期 2000.04.14
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林俊成;眭晓林;余振华
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
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 1.一种铜导线阻障层之制作方法,系包括:(a)提供一基板,其中所述之基板上系形成有一介电层,且已定义出所述介电层中导线之相关位置;(b)沈积一第一钽金属层(Ta)于所述之基板之上,其中沈积所述钽金属层时,系降低反应腔中钽离子/氩气离子的比例;(c)沈积氮化钽层(TaN)于所述钽金属层之上;(d)沈积第二钽金属层(Ta)于所述之氮化钽层(TaN)之上,其中沈积所述第二钽金属层时,系降低反应腔中钽离子/氩气离子的比例。2.如申请专利范围第1项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述之介电层系为Black Diamond(BD)。3.如申请专利范围第1项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述第一钽金属层及第二钽金属层之厚度介于10埃至40埃之间。4.如申请专利范围第1项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述第一钽金属层及第二钽金属层时,其直流电之能量(DC power)介于50W至300W之间。5.如申请专利范围第1项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述第一钽金属层及第二钽金属层时,其射频(Radio frequence;RF)能量介于2000W至3000W之间。6.如申请专利范围第1项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述第一钽金属层及第二钽金属层时,所使用之偏压(bias)介于400W至600W之间。7.如申请专利范围第1项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述氮化钽层(TaN)之厚度介于220埃至260埃之间。8.一种铜导线阻障层之制作方法,系包括:(a)提供一基板,其中所述之基板上系形成有一介电层,且已定义出所述介电层中导线之相关位置;(b)沈积一第一氮化钽层(TaN)于所述之基板上,其中沈积所述第一氮化钽层时,系降低反应腔中钽离子/氩气离子的比例;(c)沈积一第二氮化钽层(TaN)于所述第一氮化钽层之上;(d)沈积一钽金属层(Ta)于所述之氮化钽层(TaN)之上,其中沈积所述钽金属层时,系降低反应腔中钽离子/氩气离子的比例。9.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述之介电层系为含氟矽玻璃(FSG)。10.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述第一氮化钽层之厚度介于10埃至40埃之间。11.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述第一氮化钽层时,其直流电之能量(DC power)介于50W至300W之间。12.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述第一氮化钽层时,其射频频率(Radio frequence;RF)介于2000W至3000W之间。13.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述第一氮化钽层时,所使用之偏压(bias)介于400W至600W之间。14.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述第二氮化钽层之厚度介于220埃至260埃之间。15.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述钽金属层之厚度介于10埃至40埃之间。16.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述钽金属层时,其直流电之能量(DC power)介于50W至300W之间。17.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述钽金属层时,其射频频率(Radio frequence; RF)介于2000W至3000W之间。18.如申请专利范围第8项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述钽金属层时,所使用之偏压(bias)介于400W至600W之间。19.一种铜导线阻障层之制作方法,系沈积由钽与氮化钽组成之三层结构的复层阻障层于低介电常数介电层上,其特征在于沈积所述复层阻障层之第一及第三层时,降低反应腔中钽离子/氩气离子的比例,系利用降低直流电之能量(DC power)、增高射频频率(Radio frequence; RF)及增加偏压(bias)来达成。20.如申请专利范围第19项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述之介电层系为Black Diamond(BD)。21.如申请专利范围第20项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述之介电层为BlackDiamond(BD)时,其阻障层之结构系为钽/氮化钽/钽(Ta/TaN/Ta)之三明治结构。22.如申请专利范围第19项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述之介电层系为含氟矽玻璃(FSG)。23.如申请专利范围第22项所述铜导线阻障层之制作方法,其中所述之介电层为含氟矽玻璃(FSG)时,其阻障层之结构系为氮化钽/氮化钽/钽(TaN/TaN/Ta)之三明治结构。24.如申请专利范围第19项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述复层阻障层之第一及第三层时,其直流电之能量(DC power)介于50W至300W之间。25.如申请专利范围第19项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述复层阻障层之第一及第三层时,而射频频率(Radiofrequence;RF)介于2000W至3000W之间。26.如申请专利范围第19项所述铜导线阻障层之制作方法,其中沈积所述复层阻障层之第一及第三层时,所使用之偏压(bias)介于400W至600W之间。图式简单说明:第一图A为习知技术中应用于低介电常数之介电层上形成阻障层之制程剖面示意图。第一图B为习知技术中应用于低介电常数之介电层上形成金属导线之制程剖面示意图。第一图C为习知技术中应用于低介电常数之介电层上形成阻障层/金属导线后,其附着力不佳之剖面示意图。第二图A为本发明实施例中应用于低介电常数之介电层上形成作为阻障层结构之一的钽金属层(Ta)的制程剖面示意图。第二图B为本发明实施例中应用于低介电常数之介电层上形成作为阻障层结构之一的氮化钽层(TaN)的制程剖面示意图。第二图C为本发明实施例中应用于低介电常数之介电层上形成作为阻障层结构之一的钽金属层(Ta)的制程剖面示意图。第二图D为本发明实施例中应用于低介电常数之介电层上形成阻障层/金属导线后的制程剖面示意图。
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