发明名称 铜金属镶嵌之制造方法
摘要 一种铜金属镶嵌之制造方法,系先形成表面具有矽层之导线,此导线被之后形成的一介电衬层所保护,然后形成多层介电层覆盖此导线,接着,定义此多层介电层以形成一介层窗,并暴露此导线表面之矽层,再于此介层窗的侧壁形成金属阻障层间隙壁,之后,进行一铜金属置换制程,将导线表面之矽属置换成一铜金属层,再去除同时形成于金属阻障层间隙壁表面之铜金属层,而后以此由矽层置换而成之铜金属层做为植种属,进行一无电镀铜制程,使在介层窗中,非等向性地由介层窗底部向上形成铜金属插塞。
申请公布号 TW432546 申请公布日期 2001.05.01
申请号 TW088120586 申请日期 1999.11.25
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 罗吉进
分类号 H01L21/44;H01L21/768 主分类号 H01L21/44
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种铜金属镶嵌之制造方法,包括: 提供一基底; 形成一导电结构于该基底表面,该导电结构是由一 矽层与一金属导线堆积而成,该矽层位于该金属导 线之上方; 形成一介电衬层覆盖该导电结构与该基底; 形成一第一介电层覆盖该介电衬层; 形成一介电盖层覆盖该第一介电层; 形成一第二介电层覆盖该介电盖层; 定义该第二介电层、该介电盖层、该第一介电层 、与该介电衬层,以于其中形成一介层窗,该介层 窗并暴露出该导电结构之该矽层; 形成一金属阻障层间隙壁覆盖该介层窗的侧壁; 进行一铜金属置换制程,将该矽层置换成一第一铜 金属层,同时,部分该金属阻障层间隙壁亦会被置 换为一第二铜金属层; 去除形成于该金属阻障层间隙壁表面之该第二铜 金属层;以及 以该第一铜金属层为植种层,进行一无电镀铜制程 ,使在该介层窗中形成一铜金属插塞。2.如申请专 利范围第1项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中 该矽层所使用的材料包括非晶矽。3.如申请专利 范围第1项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中该 介电衬层与该第二介电层所使用的材料包括氮化 矽。4.如申请专利范围第1项所述之铜金属镶嵌之 制造方法,其中该第一介电层所使用的材料包括具 有低介电常数之介电材料。5.如申请专利范围第1 项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中该介电盖层 所使用的材料包括氧化矽。6.如申请专利范围第1 项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中形成该金属 阻障层间隙壁的方法包括: 形成一金属阻障层覆盖该第二介电层表面、该介 层窗的侧壁、与该导电结构中之该矽层表面;以及 进行一回蚀刻制程,将覆盖在该第二介电层表面与 该导电结构中之该矽层表面之该金属阻障层的部 分去除。7.如申请专利范围第1项所述之铜金属镶 嵌之制造方法,其中该铜金属置换制程所使用之溶 液包括氧化蚀刻液、去离子水以及硫酸铜。8.如 申请专利范围第1项所述之铜金属镶嵌之制造方法 ,其中去除形成于该金属阻障层间隙壁表面之该第 二铜金属层所使用之方法包括一湿式蚀刻制程。9 .如申请专利范围第8项所述之铜金属镶嵌之制造 方法,其中该湿式蚀刻制程所使用之蚀刻溶液包括 稀氢氟酸。10.如申请专利范围第8项所述之铜金属 镶嵌之制造方法,其中该湿式蚀刻制程所使用之蚀 刻溶液包括氨水。11.一种铜金属镶嵌之制造方法, 包括: 提供一基底; 形成一金属层覆盖该基底; 形成一非晶矽层覆盖该金属层; 定义该非晶矽层与该金属层,以形成一导电结构于 该基底表面; 形成一氮化矽衬层覆盖该导电结构与该基底; 形成一具有低介电常数之介电层覆盖该氮化矽衬 层; 形成一介电盖层覆盖该具有低介电常数之介电层; 形成一氮化矽层覆盖该介电盖层; 定义该氮化矽层、该介电盖层、该具有低介电常 数之介电层、与该氮化矽衬层,以于其中形成一介 层窗,该介层窗并暴露出该导电结构之该非晶矽层 ; 形成一金属阻障层覆盖该氮化矽层表面、该介层 窗的侧壁、与该导电结构中之该非晶矽层表面; 进行一回蚀刻制程,将覆盖在该氮化矽层表面与该 导电结构中之该非晶矽层表面之该金属阻障层的 部分去除,以形成一金属阻障层间隙壁覆盖该介层 窗的侧壁; 进行一铜金属置换制程,将该非晶矽层置换成一第 一铜金属层,同时,部分该金属阻障层间隙壁亦会 被置换为一第二铜金属层; 去除形成于该金属阻障层间隙壁表面之该第二铜 金属层;以及 以该第一铜金属层为植种层,进行一无电镀铜制程 ,使在该介层窗中形成一铜金属插塞。12.如申请专 利范围第11项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中 该介电盖层所使用的材料包括氧化矽。13.如申请 专利范围第11项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其 中该金属阻障层包括氮化钛。14.如申请专利范围 第11项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中该铜金 属置换制程所使用之溶液包括氧化蚀刻液、去离 子水以及硫酸铜。15.如申请专利范围第11项所述 之铜金属镶嵌之制造方法,其中去除形成于该金属 阻障层间隙壁表面之该第二铜金属层所使用之方 法包括一湿式蚀刻制程。16.如申请专利范围第15 项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其中该湿式蚀刻 制程所使用之蚀刻溶液包括稀氢氟酸。17.如申请 专利范围第15项所述之铜金属镶嵌之制造方法,其 中该湿式蚀刻制程所使用之蚀刻溶液包括氨水。 图式简单说明: 第一图A至第一图F系绘示传统铜金属镶嵌之制造 流程结构剖面示意图;以及 第二图A至第二图F系绘示依据本发明之一种铜金 属镶嵌之制造流程结构剖面示意图。
地址 新竹科学工业园区园区三路一二一号