用以作为一阻障层与蚀刻中止层之碳化矽层及其沉积方法

摘要

本发明系提供了沉积碳化矽层之改良方法，其利用矽烷基底之材料作为某些制程参数而将其沉积在例如半导体之电子元件上，此碳化矽层极适合作为IC应用中的阻障层、蚀刻中止层、和保护层等。于较佳实施例中，若作为阻障层，则此特殊的碳化矽材料系用来降低铜金属的扩散，且也可用来作为减少阻障层在内连线之间电容耦合效应之贡献。若碳化矽层作为蚀刻中止层，则可位于例如内金属介电层(IMD)之下，特别是此IMD为低k，矽烷基底之IMD时。于另一实施例中，碳化矽层亦可做为保护层，并用来抵抗湿气和其它不利的环境因素。这些态样均可用于双重镶嵌结构中。

主权项

1.一种于基板上形成碳化矽阻障层的方法,该方法至少包含:a)导入矽、碳、和隋性气体到反应室中;b)初始化反应室中的电浆;c)将该矽和该碳于该电浆中反应而形成碳化矽;及d)沉积碳化矽阻障层于反应室中的基板上。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之矽至少包含有矽烷。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之矽和碳系由一般的甲基烷中所取得,和其它碳来源无关。4.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含了在约100到约450℃的温度之间沉积碳化矽阻障层。5.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含了在约300到约400℃的温度之间沉积碳化矽阻障层。6.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含了产生介电常数不大于6以上之碳化矽阻障层。7.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含了产生介电常数不大于3以上之碳化矽阻障层。8.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含了产生具有铜金属扩散抵抗能力之碳化矽阻障层。9.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含了产生具有约300A或更少之铜金属扩散程度的碳化矽阻障层。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述将该矽和碳反应的步骤至少包含反应该矽和碳而维持反应室压力约在6到10Torr之间。11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述将该矽和碳反应的步骤至少包含反应该矽和碳而利用射频功率源提供约0.67到约1.55watts/cm2之功率密度到反应室的阳极和阴极上。12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中提供该矽至少包含供应矽烷之流率约在10到1000sccm之间及提供该隋性气体至少包含供应氦气或氩气之流率约在50到5000sccm之间。13.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之提供该矽、该碳、和该隋性气体至少包含供应甲基矽烷之流率约在30到500sccm作为该矽和碳来源,且氦气或氩气流率约100到2000sccm作为该隋性气体来源,且更包含将该矽和该碳在反应室中反应且压力范围约在3到10Torr之间,且供应之射频功率源提供约0.67到1.55watts/cm2之功率密度到反应室的阳极和阴极上,且基板表面的温度约在200到400℃之间,且喷洒头到基板表面的距离约300到600mil之间。14.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之碳化矽阻障层至少包含蚀刻选择比至少约40比1以上。15.一种于基板上形成碳化矽保护层的方法,该方法至少包含:a)导入矽、碳、和隋性气体到反应室中;b)初始化反应室中的电浆;c)将该矽和该碳于该电浆中反应而形成碳化矽;及d)沉积碳化矽保护层于反应室中的基板上。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述之矽和碳至少包含有甲基矽烷。17.如申请专利范围第15项所述之方法,更包含沉积该碳化矽保护层在约300到400℃之间的温度。18.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述将该矽和碳反应的步骤至少包含反应该矽和碳而维持反应室压力约在6到8Torr之间。19.如申请专利范围第15项所述之方法,更包含生产具有湿气抵抗能力之碳化矽保护层。20.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述将该矽和碳反应的步骤至少包含反应该矽和碳且利用射频功率源提供约1.33到2.22watts/cm2之功率密度到反应室之阳极和阴极上。21.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述之提供该矽、该碳、和该隋性气体至少包含供应甲基矽烷之流率约在100到500sccm作为该矽和碳来源,且氦气或氩气流率约1000到2000sccm作为该隋性气体来源,且更包含将该矽和该碳在反应室中反应且压力范围约在6到8Torr之间,且供应之射频功率源提供约1.33到2.22watts/cm2之功率密度到反应室的阳极和阴极上,且基板表面的温度约在200到400℃之间,且喷洒头到基板表面的距离约200到600mil之间。22.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述之矽和碳系由一般的甲基矽烷所取得,和其它碳来源无关。23.一种具有碳化矽层之基板,至少包含:a)一半导体基板;b)一介电层沉积于该基板之上;及c)一碳化矽层具有介电常数値约为6或者更小。24.如申请专利范围第23项所述之基板,其中上述之碳化矽层至少包含了有效的介电常数値约为3或者更小。25.如申请专利范围第23项所述之基板,其中上述之碳化矽层至少包含铜金属之扩散约300A或者更小。26.如申请专利范围第23项所述之基板,其中上述之碳化矽层至少包含蚀刻选择比至少约40比1以上。27.如申请专利范围第23项所述之基板,其中上述之碳化矽层之制造系由提供矽、碳、和隋性气体的制程,至少包含供应甲基矽烷之流率约在30到500sccm作为该矽和碳来源,且氦气或氩气流率约100到2000sccm作为该隋性气体来源,且更包含将该矽和该碳在反应室中反应且压力范围约在3到10Torr之间,且供应之射频功率源提供约0.67到1.55watts/cm2之功率密度到反应室的阳极和阴极上,且基板表面的温度约在200到400℃之间,且喷洒头到基板表面的距离约300到600mil之间。图式简单说明:第一图所示为镶嵌结构范例之图示;第二图所示为本发明之碳化矽层的FTIR图形,其指示了特别的接合结构;第三图所示为先前之碳化矽层的FTIR图形,其指示了不同于本发明之碳化矽层的接合结构;第四图所示为多层基板结构之图示;第五图所示为铜金属扩散到碳化矽阻障层中的图示,其中阻障层系以电浆增强化学气相沉积法加以沉积;第六图所示为本发明之碳化矽层作为蚀刻中止层的穿透式电子显微镜之图示;第七图所示为本发明之碳化矽层作为保护层的穿透式电子显微镜之图示。