專利名稱：預(yù)防雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)的金屬漏電的氮化物阻障層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種集成電路與其它電子組件的制造方法，特別是有關(guān)于一種形成復(fù)合阻障層的改良方法，該改良方法降低了鑲嵌工藝中所制造的金屬(銅)內(nèi)聯(lián)機(jī)的漏電流。
背景技術(shù)：
微電子組件中的集成電路的制造包括形成數(shù)個(gè)圖案化的金屬層，這些圖案化的金屬層依序覆蓋在另一圖案化金屬層上，藉以提供水平與垂直的電子路徑，這些路徑通常稱為金屬線路，且一般呈水平線以及在金屬線之間形成垂直連接的介層窗與接觸窗。內(nèi)金屬介電(IMD)層通常形成于金屬線路之間，以隔離電子路徑，并防止干擾透過減緩電路速度來降低組件性能。
隨著對(duì)更高效能的微電子組件的持續(xù)需求，該工業(yè)朝縮減組件電路的金屬層的寬度與厚度的模式發(fā)展。此外，由于銅具有較高的導(dǎo)電率，因此利用銅取代鋁來作為線路系統(tǒng)的金屬選擇。不幸的是，銅的微電子組件在制造上具有一些障礙，銅不如鋁一般易于蝕刻，因此銅層一般利用鑲嵌工藝來制作，在鑲嵌工藝中，先于內(nèi)層介電(ILD)層中蝕刻出一開口，再進(jìn)行銅的沉積來填充此開口。銅離子具有相當(dāng)高的傾向會(huì)遷移至鄰近介電層中，因此通常在內(nèi)層介電層與銅層之間形成阻障層。由于硅化物無法阻隔銅離子，又容易與銅反應(yīng)而產(chǎn)生不希望得到且會(huì)降低銅層導(dǎo)電率的銅氧化物，因此阻障層常包括氮原子而呈金屬氮化物或氮化硅。
在鑲嵌工藝中，第二銅層通常覆蓋在位于基材中的第一銅層上，如此一來，當(dāng)施加電流時(shí)，這兩層之間就可能形成電性接觸。然而，在第一銅層上方的內(nèi)層介電層中形成開口的連串步驟中，第一銅層會(huì)暴露在蝕刻劑或化學(xué)物下，而這些蝕刻劑或化學(xué)物可能會(huì)侵蝕銅或與銅反應(yīng)。因此，阻障層亦具有蝕刻終止層的功能，而在內(nèi)層介電層形成前先沉積于第一銅層上。部分阻障層繼續(xù)留在組件中，藉以封鎖銅離子，而使銅離子不致擴(kuò)散至上方的內(nèi)層介電層中。作為蝕刻終止層的部分阻障層在于內(nèi)層介電層中形成開口期間暴露在碳氟基的等離子體蝕刻中，且在灰化步驟以移除內(nèi)層介電層上的光阻圖案期間暴露在氧等離子體中。重要的特征在于，蝕刻終止層可防止氧原子攻擊銅而形成氧化銅。舉例而言，用來移除氮化硅阻障層的暴露部分的后續(xù)蝕刻步驟可能使用二氟甲烷(CH2F2)化學(xué)物，而正好就在第二銅層沉積之前進(jìn)行。
利用等離子體增益化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝來沉積氮化硅阻障層于第一銅層上的普及方法中，有一個(gè)問題會(huì)產(chǎn)生。等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝通常包括利用硅甲烷(SiH4)、氮?dú)庖约鞍弊鳛槲g刻劑氣體，以及應(yīng)用射頻(RF)電力來形成等離子體，其中反應(yīng)物氣體的化學(xué)鍵斷裂，且反應(yīng)配方再重組，而在基材上形成穩(wěn)定的氮化硅層。在等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝中，硅甲烷容易轉(zhuǎn)變成易反應(yīng)的硅離子(Si+4)形式，其中硅離子容易與基材中的暴露銅層反應(yīng)，而在銅上形成硅化銅(CuSix)。位于第一銅層上的薄硅化銅層是造成產(chǎn)品組件的金屬漏電問題的原因。
氮化硅阻障層的另一問題就是氮化硅對(duì)銅的附著力不佳。附著力不足可能導(dǎo)致氮化硅阻障層剝落，如此一來對(duì)組件性能與可靠度均有不利影響。因此，需要一種免除銅附著力問題以及消除硅化銅生成的問題，以維持氮化硅層的良好阻障性質(zhì)的方法。
對(duì)阻障層的額外要求為，阻障層應(yīng)具有介電層的作用，而有助于將金屬層與另一金屬層隔離。如此一來，介電常數(shù)(k值)應(yīng)愈低愈好。大多數(shù)的含氮阻障層，例如氮化硅(k＝7)或氮氧化硅，其k值并沒有比傳統(tǒng)氧化硅(K＝4)內(nèi)層介電層低。
美國(guó)專利6,593,653有關(guān)于低漏電流的氮化碳硅(SiCN)阻障層的描述。雖然在摻雜氮的碳化硅(SiCN)中k值可降至約4.9，然此材料的阻障能力并沒有像氮化硅一般優(yōu)良，且可能仍會(huì)導(dǎo)致硅化銅的產(chǎn)生。
在美國(guó)專利6,465,366中，已在鑲嵌工藝中使用碳化硅層來作為阻障層。然而，在銅鑲嵌結(jié)構(gòu)中，碳化硅在防止銅擴(kuò)散上并未如同氮化硅一般有效。
在美國(guó)專利6,570,256中，碳含量漸增的一連串碳摻雜的二氧化硅層形成于基材與絕緣層之間。這些中間層雖改善了絕緣層的附著力，但卻無法期望這些中間層在銅鑲嵌結(jié)構(gòu)中具有良好的銅擴(kuò)散阻障層的功能。
美國(guó)專利6,602,806揭露一種雙重金屬鑲嵌設(shè)計(jì)，包括氮化硅硬罩幕層形成于硅基材上方的氧化層上。然而，于基材上形成氧化層時(shí)，基材包含有暴露的導(dǎo)電層，例如銅，而導(dǎo)致氧化銅形成，進(jìn)而造成組件的電阻增加，因此通常均不希望進(jìn)行這樣的步驟。
在美國(guó)專利6,597,081中，描述由非常薄的氮化硅層與較厚的氮氧化硅層所組成的復(fù)合蝕刻終止層。該復(fù)合層的設(shè)計(jì)主要在鑲嵌工藝的內(nèi)層介電層中形成開口的等離子體蝕刻期間，使何時(shí)終止于蝕刻終止層上的較佳的終點(diǎn)偵測(cè)成為可能。
在美國(guó)專利6,455,417中，形成另一復(fù)合蝕刻終止層，該復(fù)合蝕刻終止層包括一層摻雜碳的二氧化硅層位于一層摻雜碳的氮化硅層上。這兩層的厚度均介于10至1000之間，且均利用鑲嵌方式的等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝進(jìn)行沉積。
美國(guó)專利6,479,391描述一種雙重金屬鑲嵌方法，包括于有機(jī)介電層上形成雙重硬罩幕，介層窗與溝渠形成于這些硬罩幕中，接著將圖案蝕刻轉(zhuǎn)移至下方的介電層中。然并未提出有關(guān)形成非反應(yīng)性阻障層于銅層表面上的描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合阻障層，該復(fù)合阻障層對(duì)銅具有良好的附著力，并可防止銅離子擴(kuò)散至鄰近的介電層中。
本發(fā)明的目的還在于提供一種在鑲嵌工藝中形成復(fù)合阻障層的方法，其中此阻障層由氮化硅所構(gòu)成，且對(duì)銅具有良好的附著力。
本發(fā)明的目的還在于提供一種于銅層上形成由氮化硅所構(gòu)成的復(fù)合阻障層的方法，并不會(huì)形成硅化銅，因此可避免硅化銅(CuSix)漏電問題。
本發(fā)明的目的還在于提供一種復(fù)合阻障層，其中此復(fù)合阻障層具有蝕刻終止層的功能，而防止氧原子或其它化學(xué)物于鑲嵌工藝期間攻擊位于下方的銅層。
本發(fā)明的目的還在于提供一種鑲嵌結(jié)構(gòu)的復(fù)合阻障層，具有較氮化硅低的介電常數(shù)與漏電流。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，至少包括(a)利用注入硅與碳來源氣體來等離子體沉積碳化硅層于該基材上，其中該硅與碳來源氣體不會(huì)在等離子體中形成反應(yīng)性硅離子(Si4+)；(b)等離子體沉積氮化硅層于該碳化硅層上，以形成復(fù)合阻障層；(c)形成介電層于該復(fù)合阻障層上；(d)形成具有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁的開口于該介電層中，其中該開口穿過該復(fù)合阻障層；(e)形成擴(kuò)散阻障層于該開口的該些側(cè)壁上；(f)形成導(dǎo)電層于該擴(kuò)散阻障層上。
本發(fā)明還提供了一種在鑲嵌工藝中于基材上形成的復(fù)合阻障層，該復(fù)合阻障層由上述方法制得，該復(fù)合阻障層對(duì)銅具有良好的附著力，并可防止銅離子擴(kuò)散至鄰近的介電層中。
上述在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，優(yōu)選還包括利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝來平坦化該導(dǎo)電層；其中該方法中步驟(a)與步驟(c)在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室中進(jìn)行，且步驟(a)、步驟(b)與步驟(c)在同一化學(xué)氣相沉積工藝機(jī)臺(tái)中進(jìn)行；該碳化硅層的厚度介于100至150之間；其中基材還優(yōu)選至少包括銅層，且該銅層具有暴露上表面，而該開口形成于該銅層的上方；所述沉積該碳化硅層時(shí)利用一工藝，該工藝至少包括控制(1)三甲基硅烷或四甲基硅烷的流率介于每分鐘300立方厘米至500立方厘米(即，標(biāo)準(zhǔn)立方公分，sccm)，(2)氦氣的流率介于600sccm至1000sccm，(3)射頻電力介于300瓦(watts)至500瓦(watts)之間，(4)反應(yīng)室溫度介于200℃至450℃之間，(5)以及反應(yīng)室壓力介于10托耳(torrs)至12托耳之間；該氮化硅層的厚度介于300至500之間。
其中沉積該氮化硅層時(shí)，利用一工藝，該工藝至少包括控制硅甲烷的流率介于60sccm至100sccm之間；氮?dú)獾牧髀式橛?000sccm至5000sccm之間；氨的流率介于25sccm至45sccm之間；射頻電力約介于350瓦至500瓦之間；反應(yīng)室溫度介于200℃至450℃之間；反應(yīng)室壓力介于2托耳至5托耳之間。
上述導(dǎo)電層優(yōu)選由銅組成；碳化硅層優(yōu)選由非晶硅碳化物(α-SiC:H)組成；其中將該開口穿過該復(fù)合阻障層利用等離子體蝕刻，該等離子體蝕刻至少包括控制氮?dú)饬髀式橛?0sccm至100sccm之間；氟甲烷流率介于50sccm至150sccm之間；以及反應(yīng)室壓力介于100mTorr至200mTorr之間。
本發(fā)明還提供了一種鑲嵌結(jié)構(gòu)，該鑲嵌結(jié)構(gòu)包括形成于基材上的復(fù)合阻障層，該鑲嵌結(jié)構(gòu)至少括(a)該基材上；(b)該復(fù)合阻障層形成于該基材上，其中該復(fù)合阻障層由位于上方的氮化硅層以及位于下方的碳化硅層所構(gòu)成；(c)介電層于上方的該氮化硅層上；(d)具有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁的開口形成于該介電層中，其中該開口穿過該復(fù)合阻障層；(e)共形擴(kuò)散阻障層形成于該開口的該些側(cè)壁上；(f)平坦化導(dǎo)電層形成于該共形擴(kuò)散阻障層上并填充該開口，其中該平坦化導(dǎo)電層與該介電層的上表面共平面。
上述包括所述復(fù)合阻障層的鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中介電層優(yōu)選由氟硅玻璃(FSG)、摻雜碳的二氧化硅或倍半氧硅烷高分子聚合物(silsesquioxane polymer)所構(gòu)成，且該介電層的厚度優(yōu)選介于4000至10000之間；該開口至少包括接觸洞、介層窗、溝渠或溝渠形成于介層窗的上方；該擴(kuò)散阻障層的材質(zhì)選自于由鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮硅化鉭、鎢、氮化鎢及其組合所組成的族群。
本發(fā)明還提供了一種雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)，該雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)包括復(fù)合阻障層，且該雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)至少包括(a)基材；(b)該復(fù)合阻障層形成于該基材上，其中該復(fù)合阻障層由位于上方的氮化硅層以及位于下方的碳化硅層所構(gòu)成；(c)介電層于該復(fù)合阻障層上；(d)具有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁的開口位于該介電層中，其中該開口穿過該復(fù)合阻障層；(e)共形擴(kuò)散阻障層位于該開口的該些側(cè)壁上；(f)平坦化導(dǎo)電層位于該共形擴(kuò)散阻障層上。
上述鑲嵌結(jié)構(gòu)以及雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)還至少包括形成于該介電層上的覆蓋層，該覆蓋層與該導(dǎo)電層的上表面共平面；該覆蓋層優(yōu)選由氮化硅、碳化硅或氮氧化硅所組成。
本發(fā)明的金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)藉由上述方法制得的復(fù)合阻障層的結(jié)構(gòu)，使其具有較氮化硅低的介電常數(shù)與漏電流。
本發(fā)明藉由提供基材，其中第一金屬(銅)層形成在第一介電層中，且第一金屬(銅)層具有暴露的上表面。本發(fā)明的重要特征在于沉積復(fù)合阻障層于第一介電層與第一銅層上。該復(fù)合阻障層由底層的碳化硅層所構(gòu)成，其中底部碳化硅層的厚度介于約100至150之間，且底部碳化硅層的沉積利用等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝，而底部碳化硅層的沉積優(yōu)選是包括利用三甲基硅烷或四甲基硅烷作為硅與碳的來源氣體，以及利用氦氣作為載氣。在碳化硅來源氣體中，將硅-氫鍵的數(shù)量減至最小，以防止硅離子(Si4+)形成。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用硅烷、氮?dú)馀c氨作為蝕刻劑氣體，藉以沉積氮化硅層來當(dāng)作復(fù)合阻障層的上層。氮化硅層盡可能控制在愈薄愈好，以將復(fù)合阻障層的介電常數(shù)減到最小。
復(fù)合阻障層優(yōu)選是應(yīng)用在單或雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)中，其中第二介電層沉積在復(fù)合阻障層上。在雙重金屬鑲嵌工藝流程中，利用傳統(tǒng)的圖案化與等離子體蝕刻次序于第二介電層中形成介層窗開口，其中等離子體蝕刻終止于氮化硅層上。利用第二圖案化與蝕刻次序于第二介電層中的介層窗開口上方形成溝渠。接下來，利用等離子體蝕刻工藝移除位于介層窗開口底部的氮化硅層與碳化硅層。鑲嵌工藝的完成是利用一連串包括沉積共形擴(kuò)散阻障層于介層窗開口與溝渠所側(cè)壁與底部上；沉積第二金屬層填充介層窗開口與溝渠；平坦化第二金屬層以使第二金屬層與第二介電層共平面。
本發(fā)明提出一種鑲嵌結(jié)構(gòu)，至少包括基材；復(fù)合阻障層形成于基材上；內(nèi)層介電層形成于復(fù)合阻障層上；開口形成于內(nèi)層介電層中，其中開口延伸穿過復(fù)合阻障層；銅層形成于上述的開口內(nèi)，其中銅層與內(nèi)層介電層的上表面共平面。在優(yōu)選實(shí)施例中，銅層形成于開口內(nèi)的共形擴(kuò)散阻障層上。復(fù)合阻障層包括碳化硅層以及氮化硅層位于碳化硅層上。在實(shí)施例中，開口形成于第一銅層，而第二銅層形成于開口內(nèi)以與第一銅層接觸。


圖1本發(fā)明的復(fù)合阻障層的剖面圖，其中該復(fù)合阻障層形成于基材上，而基材包括介電層與第一金屬層；圖2至圖5在雙重金屬鑲嵌工藝中并入本發(fā)明的復(fù)合阻障層，而在第一金屬層上形成第二金屬層的工藝剖面圖；圖6施加氧氣/二氧化碳等離子體于阻障層上，以測(cè)定阻障層在防止下方的銅層氧化上的效力測(cè)試的剖面圖；圖7至圖8與傳統(tǒng)的氮化硅阻障層相較之下，包含本發(fā)明的復(fù)合阻障層的組件，具有較低漏電流的曲線圖；圖9具有本發(fā)明的復(fù)合阻障層的單鑲嵌結(jié)構(gòu)的剖面圖。
附圖標(biāo)號(hào)10基材 11第一介電層12介層窗13溝渠14第一共形擴(kuò)散阻障層15第一銅層16碳化硅層 17氮化硅層18第二介電層19第一光阻層20介層窗開口21第二光阻層22溝渠 23擴(kuò)散阻障層24導(dǎo)電層30基材31銅層 32阻障層33二氧化碳等離子體處理 40曲線41曲線 42曲線43曲線 50基材51碳化硅層 52氮化硅層53介電層54開口55擴(kuò)散阻障層56第二導(dǎo)電層d深度具體實(shí)施方式
本發(fā)明在形成微電子組件上有其特別效用，在該微電子組件中導(dǎo)電層形成于銅層上，且該組件包括一層復(fù)合阻障層介于銅層與內(nèi)層介電層之間。復(fù)合阻障層亦可作為鑲嵌工藝的蝕刻終止層。雖然附圖繪示一種雙重金屬蝕刻工藝，然本發(fā)明的復(fù)合阻障層可形成于單鑲嵌工藝或其它阻障層亦作為蝕刻終止層的應(yīng)用的基材上。所提供的附圖僅用以舉例，而非用以限制本發(fā)明的范圍。另外，附圖中的各式組件并不必然依比例繪示，其相對(duì)尺寸可不同于真實(shí)微電子組件的尺寸。
本發(fā)明首先將就復(fù)合阻障層的形成方法及其在鑲嵌工藝中的應(yīng)用的方面來做描述。接著，描述具有該復(fù)合阻障層的鑲嵌結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解本發(fā)明的方法與鑲嵌結(jié)構(gòu)可在基材上重作復(fù)數(shù)次，以形成具有數(shù)層堆棧排列的銅層的組件。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，其提供基材10，基材10一般為單晶硅，然可選擇性地建立在例如絕緣層上有硅或硅鍺技術(shù)上?；?0可進(jìn)一步包括主動(dòng)與被動(dòng)組件，其中為了簡(jiǎn)化附圖所以并未繪示于圖1中。并且，提供第一介電層11，第一介電層11已利用化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增益化學(xué)氣相沉積或旋涂法沉積在基材10上。第一介電層11優(yōu)選是由低介電常數(shù)材料，例如摻雜氟的二氧化硅，亦即已知的氟硅玻璃(FSG)、摻雜碳的二氧化硅、聚方基醚[poly(arylether)]、倍半氧硅烷高分子聚合物(silsesquioxane polymer)、或苯環(huán)丁烯(benzocyclobutene)。第一介電層11可替代性地由二氧化硅、磷硅玻璃(PSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)所組成。在示范方法中，利用傳統(tǒng)的圖案化與等離子體蝕刻技術(shù)，在第一介電層11中形成由介層窗12與上方的溝渠13所組成的開口。
利用等離子體增益化學(xué)氣相沉積、原子層沉積(ALD)或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積工藝形成第一共形擴(kuò)散阻障層14位于介層窗12與溝渠13的側(cè)壁與底部上；接下來，利用例如電鍍或無電電鍍法沉積第一銅層15來填充介層窗12與溝渠13；一般，利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝平坦化第一銅層15與第一共形擴(kuò)散阻障層14。雖然圖1所繪示的是第一銅層15填充溝渠13與介層窗12，然本領(lǐng)域技術(shù)人員所能了解的其它形狀，例如形成于復(fù)數(shù)個(gè)介層窗上方的溝渠或單鑲嵌結(jié)構(gòu)的溝渠本身，也是可允許的。
本發(fā)明的關(guān)鍵特征在于復(fù)合阻障層的形成，其中該復(fù)合阻障層由位于下方的碳化硅層16與位于上方的氮化硅層17所組成，且該復(fù)合阻障層形成于第一銅層15與第一介電層11上。復(fù)合阻障層優(yōu)選是于化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)，例如由位于加州圣克拉拉的應(yīng)用材料公司(Applied Materials)或位于加州圣荷西的諾發(fā)(Novellus)系統(tǒng)公司，所提供的工藝反應(yīng)室中形成。需了解的是，一個(gè)化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)可具有多個(gè)工藝反應(yīng)室，其中可在第一反應(yīng)室中沉積第一薄膜于基材上，并可于第二反應(yīng)室中沉積第二薄膜于第一薄膜上，而無須使基材暴露于空氣下或從化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)中移走該基材。
厚度介于100至150之間的碳化硅層16優(yōu)選是利用一系列的工藝來進(jìn)行沉積，其中該系列的工藝首先包括將上方具有第一介電層11、第一共形擴(kuò)散阻障層14與第一銅層15的基材10加載于化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室(未圖示)的承托盤上。利用真空裝置并透過出氣口來移除空氣，藉以在降低的壓力下穩(wěn)定工藝反應(yīng)室。在此同時(shí)，增加工藝反應(yīng)室的溫度，以在后續(xù)的工藝序列中提供較快速的沉積率。硅與碳的來源氣體透過散布盤等流入反應(yīng)室中，其中硅與碳的來源氣體優(yōu)選是三甲基硅烷(3MS)或四甲基硅烷(4MS)。將硅與碳的來源氣體中的硅-氫鍵的數(shù)量予以最小化，以防止硅離子(Si4+)在后續(xù)的沉積期間形成。應(yīng)該注意的是，硅-氫鍵的鍵結(jié)能(98電子伏特)小于硅-甲基鍵的鍵結(jié)能(102電子伏特)，因此硅-氫鍵較容易打斷。如此，當(dāng)四甲基硅烷未形成硅離子形式時(shí)，硅甲烷(SiH4)容易轉(zhuǎn)變成硅離子。
可選擇地運(yùn)用其它不會(huì)在碳化硅沉積工藝中形成硅離子的硅與碳來源氣體。另外，優(yōu)選是將氦氣或氬氣導(dǎo)入反應(yīng)室來作為硅與碳來源氣體的載氣。藉由施加射頻電力來產(chǎn)生等離子體。已了解的一點(diǎn)是，氦氣或氬氣與硅與碳來源氣體可在施加射頻電力前先流入工藝反應(yīng)室數(shù)秒鐘，以穩(wěn)定工藝反應(yīng)室的壓力。
優(yōu)選的沉積狀態(tài)為三甲基硅烷/四甲基硅烷的流率介于每分鐘約300立方厘米至500立方厘米(sccm)；氦氣的流率介于約600sccm至1000sccm；射頻電力介于約300瓦(watts)至500瓦之間；反應(yīng)室壓力介于約10托耳(torrs)至12托耳之間；以及反應(yīng)室溫度介于約200℃至450℃之間。在上述狀態(tài)下，碳化硅層16的沉積速率每分鐘約300至800；碳化硅層16的沉積通常持續(xù)一段預(yù)設(shè)期間，其中此預(yù)設(shè)期間約6秒至20秒。在另一替代實(shí)施例中，可在相似的工藝條件下形成非晶系的碳化硅(α-SiC:H)層16。
在實(shí)施例中，在與碳化硅層16相同的化學(xué)氣相沉積工藝反應(yīng)室中沉積氮化硅層17，一旦達(dá)到碳化硅層16的可接受厚度，關(guān)閉射頻電力，且硅甲烷、氮?dú)馀c氨流入反應(yīng)室并持續(xù)約10秒至20秒，直到氦氣與三甲基硅烷/四甲基硅烷純化且達(dá)到穩(wěn)定壓力；再施加射頻電力，以開始氮化硅的沉積。沉積步驟持續(xù)進(jìn)行直至達(dá)到氮化硅層17的可接受厚度為止，其中氮化硅層17的可接受厚度約為300至500之間；沉積氮化硅的優(yōu)選工藝狀態(tài)為硅甲烷的流率介于約60sccm至100sccm之間；氮?dú)獾牧髀式橛诩s3000sccm至5000sccm之間；氨的流率約介于25ccm至45sccm之間；射頻電力介于約350瓦至500瓦之間；反應(yīng)室壓力介于約2托耳至5托耳之間；以及反應(yīng)室溫度介于約200℃至450℃之間。在上述狀態(tài)下，氮化硅層17每分鐘約2500至3500的速率沉積；氮化硅的沉積溫度優(yōu)選是近似于碳化硅沉積的溫度，如此，在等候溫度以穩(wěn)定氮化硅沉積步驟上，不會(huì)有所延遲。
一旦獲得可接受的碳化硅層16，可替代性地從工藝反應(yīng)室中將基材10移開，并將基材10轉(zhuǎn)換到與使用上述工藝狀態(tài)沉積氮化硅層17相同的化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)的另一工藝反應(yīng)室中。應(yīng)該注意的是，氮化硅沉積通常進(jìn)行一段預(yù)設(shè)時(shí)間，其中此預(yù)設(shè)時(shí)間介于約5秒至15秒之間。
本發(fā)明的復(fù)合阻障層與現(xiàn)有技術(shù)相較之下，其優(yōu)點(diǎn)為由于所需性質(zhì)較少地遭減弱，因此碳化硅與氮化硅的最佳阻障性質(zhì)得以維持。舉例而言，碳化硅層16提供對(duì)第一銅層15優(yōu)異的附著能力，且結(jié)合氮化硅層17的優(yōu)異的阻障能力。由于在沉積序列中，先形成碳化硅層16，而硅化銅(CuSix)生成的問題通常與氮化硅的沉積有關(guān)，因此不會(huì)有關(guān)于硅化銅(CuSix)生成的問題產(chǎn)生；其次，在沉積步驟中，形成碳化硅層16時(shí)并不會(huì)產(chǎn)生硅離子，因此可避免硅化銅(CuSix)形成于第一銅層15上。硅與碳的來源氣體的硅-氫鍵的數(shù)量最小化亦使所沉積的碳化硅層具有較少的懸浮硅鍵，因此可使得碳化硅層16更為穩(wěn)定，進(jìn)而使得碳化硅層16不可能來搜尋氧原子而形成不穩(wěn)定的硅-氫氧鍵；再者，復(fù)合阻障層提供優(yōu)異的蝕刻終止性能，而可在后續(xù)工藝期間防止第一銅層15產(chǎn)生氧化。于復(fù)合阻障層應(yīng)用在鑲嵌工藝的描述中，該復(fù)合阻障層的其它優(yōu)點(diǎn)將更為明顯。
利用碳化硅層來取代位于銅層上的氮化硅層所實(shí)現(xiàn)的附著力改善可在傳統(tǒng)的旋拉測(cè)試(Stud Pull Test)中獲得證實(shí)。先將螺柱粘附在阻障層薄膜的上表面，而此阻障層薄膜已沉積于銅層上，再以垂直于阻障薄膜的方向拉螺柱，直至阻障層從銅層上分開為止。記錄使阻障層與銅層發(fā)生分離所需的負(fù)載，并將所需負(fù)載轉(zhuǎn)換成應(yīng)力值，如表1所示。所記錄的結(jié)果顯示出需要比將傳統(tǒng)的氮化硅阻障層從銅表面分開較高的負(fù)載(較高的壓力)來將銅層從本發(fā)明的復(fù)合阻障層分開。
表1 阻障層對(duì)銅的附著力的旋拉測(cè)試結(jié)果

請(qǐng)參照?qǐng)D2，利用化學(xué)氣相沉積法、等離子體增益化學(xué)氣相沉積法或旋涂法沉積第二介電層18于氮化硅層17上，以繼續(xù)鑲嵌工藝。第二介電層18選自于與第一介電層11相同的材料族群。在實(shí)施例中，第一介電層11與第二介電層18由厚度介于約4000至10000的氟硅玻璃所組成，于氟硅玻璃介電層的沉積后，可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的沉積工藝，包括在約300℃至450℃的惰性氣體環(huán)境下的回火、或等離子體處理，來使氟硅玻璃層更為致密，以在后續(xù)步驟中防止水分的吸收。此外，由碳化硅、氮化硅或氮氧化硅所構(gòu)成的覆蓋層(未圖示)可沉積于第二介電層18上。該覆蓋層在后續(xù)的平坦化步驟中作為終止層，并可在后續(xù)的圖案化步驟中作為抗反射覆蓋(Anti-reflection Coating；ARC)層。
接著，覆蓋第一光阻層19于第二介電層18上，并圖案化該第一光阻層19，藉以在第一銅層15上方形成介層窗開口20；于第二介電層18上選擇性地不生成覆蓋層時(shí)，可在涂布第一光阻層19前，先在第二介電層上利用旋轉(zhuǎn)涂布與烘烤商用抗反射覆蓋材料，以形成有機(jī)抗反射覆蓋層。利用等離子體蝕刻工藝將介層窗開口20轉(zhuǎn)移至第二介電層18中，其中此等離子體蝕刻工藝一般以碳氟化合物的化學(xué)物為基礎(chǔ)。由于氧化物蝕刻對(duì)氮化層具有高選擇比，因此等離子體蝕刻步驟終止于氮化硅層17上。氮化硅與其它由氧化物或碳化硅所構(gòu)成的蝕刻終止層相較之下，具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榈鑼?duì)主要成分為氧化物的第二介電層18具有較高的蝕刻選擇比。此外，在蝕刻工藝的終點(diǎn)訊號(hào)上，氮化硅蝕刻終止層較由氧化物所構(gòu)成的蝕刻終止層更為明顯，如此一來可防止過度蝕刻而傷害第一銅層15。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，利用氧灰化工藝剝除第一光阻層19。已經(jīng)了解的一點(diǎn)是，氧灰化工藝可包括其它氧化劑，例如二氧化碳(CO2)，由氮化硅層17與碳化硅層16所組成的復(fù)合阻障層可藉由防止反應(yīng)性氧配方攻擊銅而形成非所需的銅氧化物，來保護(hù)第一銅層15。在此實(shí)施例中，有機(jī)抗反射覆蓋層形成于第二介電層18上，而此有機(jī)抗反射覆蓋層與第一光阻層19同時(shí)移除。
表2所列為在氧灰化步驟中，碳化硅蝕刻終止層提供比氮化硅層更好的保護(hù)來防止銅氧化。表2所列的結(jié)果從圖6所示的測(cè)試中獲得。在圖6中，沉積銅層31于基材30上；接著，利用等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝形成阻障層32于銅層31上。以下列條件進(jìn)行持續(xù)15秒的二氧化碳等離子體處理步驟來仿真真實(shí)的灰化工藝二氧化碳的流率介于約300sccm至500sccm之間；射頻電力介于約100瓦至400瓦之間；反應(yīng)室壓力介于約2托耳至4托耳之間；以及基材溫度介于約200℃至450℃之間。在阻障層32沉積之前與之后以及二氧化碳等離子體處理33后，利用加州苗必達(dá)(Milpitas)的耐諾公司(Nanometrics)所提供的NanoSpec 9100機(jī)臺(tái)來測(cè)量銅層31的反射率。測(cè)量的結(jié)果從二氧化碳處理后的反射率的下降顯示出120厚的氮化硅構(gòu)成的阻障層32會(huì)使銅層31有點(diǎn)受到氧化；另一方面，按照前述形成碳化硅層16所使用的方法來沉積厚度80?；?20的碳化硅薄膜，藉以防止銅層31氧化，而經(jīng)二氧化碳處理后顯示出近似或稍高銅反射率。
表2 阻障層在防止銅氧化的效力

藉由結(jié)合前述氮化硅的蝕刻選擇比與碳化硅層所提供的高抗氧化能力，本發(fā)明的復(fù)合層具有單一阻障層或蝕刻終止層所無法提供的兩種有價(jià)值的性質(zhì)。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3，于第二介電層18上涂覆第二光阻層21，并圖案化該第二光阻層21，在介層窗開口20的上方形成溝渠22?？蛇x擇性地利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式于介層窗開口20中形成惰性插塞(未圖示)，藉以使第二光阻層21的涂覆更加平坦。此外，可在第二光阻層21涂覆前，先于第二介電層18上形成第二有機(jī)抗反射覆蓋層，以在圖案化步驟期間控制反射率，將溝渠22轉(zhuǎn)移至第二介電層18中，并使溝渠深度d介于約2500至4000之間；進(jìn)行溝渠22蝕刻時(shí)，利用氟碳化合物為主的等離子體，并利用氮化硅層17作為蝕刻終止層，以防止過度蝕刻可能對(duì)下方的第一銅層15所造成的傷害。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，利用氧氣等離子體剝除第二光阻層21。在另一替代實(shí)施例中，第二有機(jī)抗反射覆蓋層與選擇性形成的惰性插塞與第二光阻層21同時(shí)移除。如同先前所述，碳化硅層16于灰化工藝中，在阻隔含反應(yīng)性氧使其無法到達(dá)第一銅層15上特別有其效用，因而可防止銅氧化物形成。接著，可利用例如八氟化五碳(C5F8)/氬氣/一氧化碳化學(xué)物的等離子體蝕刻將介層窗開口20轉(zhuǎn)移至氮化硅層17中，以及優(yōu)選是在溫和的狀態(tài)下利用氮?dú)?氟甲烷/氬氣等離子體蝕刻，而將介層窗開口20轉(zhuǎn)移至碳化硅層16中，以避免對(duì)第一銅層15造成傷害。氮化硅層17與碳化硅層16的蝕刻可在同一步驟中進(jìn)行，在該蝕刻步驟中，氮?dú)饬髀始s為40sccm至100sccm，氟甲烷的流率約為50sccm至150sccm，而反應(yīng)室壓力從100mTorr至200mTorr。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，利用等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積工藝、或原子層沉積工藝沉積共形的擴(kuò)散阻障層23于介層窗開口20與溝渠22的側(cè)壁與底部上，其中擴(kuò)散阻障層23的材質(zhì)優(yōu)選為鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦、氮化鈦(TiN)、氮硅化鉭(TaSiN)、鎢(W)或氮化鎢(WN)等材料之一或多種。擴(kuò)散阻障層23可選擇性地形成溝渠22的側(cè)壁與底部以及介層窗開口20的側(cè)壁上。接著，利用傳統(tǒng)的方法，例如包括于利用電鍍或無電極電鍍工藝沉積導(dǎo)電層24前先于擴(kuò)散阻障層23上沉積晶種層(未圖示)，沉積導(dǎo)電層24于擴(kuò)散阻障層23上，其中導(dǎo)電層24的材質(zhì)優(yōu)選為銅。導(dǎo)電層24沉積至填滿介層窗開口20與溝渠22的高度。利用后續(xù)的平坦化工藝來降低導(dǎo)電層24與擴(kuò)散阻障層23的高度至與第二介電層18的上表面共平面，其中平坦化工藝通常采用化學(xué)機(jī)械研磨步驟。在實(shí)施例中，覆蓋層形成于第二介電層18上，覆蓋層可在平坦化工藝后仍留在第二介電層18上。
本發(fā)明的復(fù)合阻障層的另一優(yōu)點(diǎn)為鄰近于復(fù)合阻障層的導(dǎo)電層具有低漏電流。請(qǐng)參照?qǐng)D7，曲線41代表依照本發(fā)明的方法的一種鑲嵌工藝所形成的導(dǎo)電層24的漏電流。在實(shí)施例中，導(dǎo)電層24為銅，且復(fù)合層包括厚度約300至500的氮化硅層17位于厚度100至150的碳化硅層16上，如圖5所示，曲線40代表利用傳統(tǒng)厚度500的氮化硅阻障層來取代復(fù)合阻障層時(shí)所引發(fā)的較高漏電流。請(qǐng)參照?qǐng)D8，可觀測(cè)到與使用傳統(tǒng)氮化硅阻障層(曲線43)來鄰近M1銅層相較之下，制作包括如圖2至圖5所示的阻障層的鑲嵌結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層的M1銅層具有較低的漏電流(曲線42)。
本發(fā)明亦提供一種包括復(fù)合阻障層的鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中該復(fù)合阻障層由上方的氮化硅層與形成于基材上的位于下方的碳化硅層。雖然圖9所示為單鑲嵌結(jié)構(gòu)，復(fù)合阻障層亦可為雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)的一部分。此外，在雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明考慮到各種設(shè)計(jì)，包括一種依序形成于基材上的第一復(fù)合阻障層、第一介電層、第二復(fù)合阻障層與第二介電層。在此種形式中，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，第二復(fù)合阻障層主要在溝渠制作時(shí)用來提供蝕刻終止層的作用。
請(qǐng)參照?qǐng)D9，所示的基材50通常為單晶硅，但也可選擇性地采用硅鍺(Si-Ge)、絕緣層上有硅(Silicon-on-insulator；SOI)或其它在該產(chǎn)業(yè)所使用的基材?；?0還可包括具有導(dǎo)電層與介電層(未圖示)的主動(dòng)與被動(dòng)組件。在優(yōu)選實(shí)施例中，基材50具有第一導(dǎo)電層(未圖示)，其中該第一導(dǎo)電層具有暴露的上表面。
本發(fā)明的關(guān)鍵特征為復(fù)合阻障層包括位于下方的碳化硅層51與位于上方的氮化硅層52。復(fù)合阻障層優(yōu)選是依照先前所述的等離子體增益化學(xué)氣相沉積工藝順序來加以制造，其中碳化硅層51與氮化硅層52在化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(tái)的同一工藝反應(yīng)室中進(jìn)行沉積。碳化硅層51具有約100至150之厚度，在該實(shí)施例中特別有利，其中由于碳化硅對(duì)銅具有極佳的附著能力，因此位于基材50中的具有暴露表面的第一導(dǎo)電層使用銅。碳化硅層51使氮化硅層52并入復(fù)合阻障層中，而無需考慮氮化硅對(duì)銅的附著能力的問題，其中氮化硅對(duì)銅的附著能力通常是有問題的。在另一替代實(shí)施例中，復(fù)合阻障層的底層為非晶硅碳化物(α-SiC:H)層。
氮化硅層52具有約250至500的厚度。當(dāng)復(fù)合阻障層形成于下方的第一導(dǎo)電層上時(shí)，氮化硅層52作為阻障來防止金屬擴(kuò)散至上方的介電層。氮化硅層52的厚度愈薄愈好，以縮減復(fù)合阻障層的介電常數(shù)。
于氮化硅層52上形成介電層53，介電層53優(yōu)選是由低介電常數(shù)的介電材料，例如摻雜碳的二氧化硅、摻雜氟的二氧化硅、倍半氧硅烷高分子聚合物(silsesquioxane polymer)、聚方基醚[poly(arylether)]、或苯環(huán)丁烯(benzocyclobutene)所組成。介電層53的厚度約為4000至10000之間。在另一替代實(shí)施例中，介電層53由氮化硅、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃所組成。
在介電層53中，具有可能為介層窗、接觸洞或溝渠的開口54。在另一替代實(shí)施例中，復(fù)合阻障層形成于雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)中，且開口54為溝渠形成于介層窗上；開口54穿過復(fù)合阻障層。在該實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層與基材50的上表面共平面，而開口54對(duì)準(zhǔn)第一導(dǎo)電層，如此一來暴露出部分的第一導(dǎo)電層；共形的擴(kuò)散阻障層55位于開口54的側(cè)壁與底部，其中擴(kuò)散阻障層55由鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮硅化鉭、鎢或氮化鎢等材料中之一或一個(gè)以上所構(gòu)成；擴(kuò)散阻障層55可選擇性地形成于開口54的側(cè)壁上；形成第二導(dǎo)電層56于共形的擴(kuò)散阻障層55上，其中第二導(dǎo)電層56填滿開口54，且第二導(dǎo)電層56的上表面與介電層53的上表面共平面。第二導(dǎo)電層56的材質(zhì)優(yōu)選為銅，但也可以為鋁/銅、鎢或本領(lǐng)域所使用的另一導(dǎo)電材料。
在單層阻障層中并無優(yōu)異的附著能力(來自碳化硅)與優(yōu)良的阻障能力(來自于氮化硅)等寶貴特性，本發(fā)明的具有復(fù)合層的鑲嵌結(jié)構(gòu)更擁有低漏電流的優(yōu)勢(shì)。如圖7所示，曲線41代表由本發(fā)明的鑲嵌結(jié)構(gòu)中的第二導(dǎo)電層56所產(chǎn)生的漏電流，曲線40代表由傳統(tǒng)鑲嵌結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電層所產(chǎn)生的較大漏電流，其中傳統(tǒng)鑲嵌結(jié)構(gòu)中，其利用傳統(tǒng)的氮化硅阻障層來取代本發(fā)明的碳化硅層51與氮化硅層52。請(qǐng)參照?qǐng)D8，可觀測(cè)到本發(fā)明的鑲嵌結(jié)構(gòu)的阻障層的M1銅層具有較低的漏電流(曲線42)，而曲線43則顯示出具氮化硅阻障層的傳統(tǒng)鑲嵌結(jié)構(gòu)中的M1銅層具有較高的漏電流。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例揭示與描述如上，然本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種形式或細(xì)節(jié)上的變更。
權(quán)利要求
1.一種在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，至少包括(a)利用注入硅與碳來源氣體來等離子體沉積碳化硅層于該基材上，其中該硅與碳來源氣體不會(huì)在等離子體中形成反應(yīng)性硅離子；(b)等離子體沉積氮化硅層于該碳化硅層上，以形成復(fù)合阻障層；(c)形成介電層于該復(fù)合阻障層上；(d)形成具有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁的開口于該介電層中，其中該開口穿過該復(fù)合阻障層；(e)形成擴(kuò)散阻障層于該開口的該些側(cè)壁上；(f)形成導(dǎo)電層于該擴(kuò)散阻障層上。
2.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，還包括利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝來平坦化該導(dǎo)電層。
3.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中該步驟(a)與該步驟(c)在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室中進(jìn)行，且該步驟(a)、步驟(b)與該步驟(c)在同一化學(xué)氣相沉積工藝機(jī)臺(tái)中進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中該碳化硅層的厚度介于100至150之間。
5.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中該基材還包括銅層，且該銅層具有暴露上表面，而該開口形成于該銅層的上方。
6.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中沉積該碳化硅層時(shí)利用一工藝，該工藝包括控制三甲基硅烷或四甲基硅烷的流率介于每分鐘300立方厘米至500立方厘米；氦氣的流率介于600立方厘米至1000立方厘米；射頻電力介于300瓦至500瓦之間；反應(yīng)室溫度介于200℃至450℃之間；以及反應(yīng)室壓力介于10托耳至12托耳之間。
7.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中該氮化硅層的厚度介于300至500之間。
8.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中沉積該氮化硅層時(shí)，利用一工藝，該工藝包括控制硅甲烷的流率介于60立方厘米至100立方厘米之間；氮?dú)獾牧髀式橛?000立方厘米至5000立方厘米之間；氨的流率介于25立方厘米至45立方厘米之間；射頻電力介于350瓦至500瓦之間；反應(yīng)室溫度介于200℃至450℃之間；反應(yīng)室壓力介于2托耳至5托耳之間。
9.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中該導(dǎo)電層由銅組成。
10.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中該碳化硅層由非晶硅碳化物組成。
11.如權(quán)利要求1所述的在鑲嵌工藝中于基材上形成復(fù)合阻障層的方法，其中將該開口穿過該復(fù)合阻障層利用等離子體蝕刻，該等離子體蝕刻包括控制氮?dú)饬髀式橛?0立方厘米至100立方厘米之間；氟甲烷流率介于50立方厘米至150立方厘米之間；以及反應(yīng)室壓力介于100mTorr至200mTorr之間。
12.一種鑲嵌結(jié)構(gòu)，該鑲嵌結(jié)構(gòu)包括形成于基材上的復(fù)合阻障層，該鑲嵌結(jié)構(gòu)包括(a)基材；(b)該復(fù)合阻障層形成于該基材上，其中該復(fù)合阻障層由位于上方的氮化硅層以及位于下方的碳化硅層所構(gòu)成；(c)介電層于上方的該氮化硅層上；(d)具有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁的開口形成于該介電層中，其中該開口穿過該復(fù)合阻障層；(e)共形擴(kuò)散阻障層形成于該開口的該些側(cè)壁上；(f)平坦化導(dǎo)電層形成于該共形擴(kuò)散阻障層上并填充該開口，其中該平坦化導(dǎo)電層與該介電層的上表面共平面。
13.如權(quán)利要求12所述的鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中該介電層由氟硅玻璃、摻雜碳的二氧化硅或倍半氧硅烷高分子聚合物所構(gòu)成，且該介電層的厚度介于4000至10000之間。
14.如權(quán)利要求12所述的鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中該開口還包括接觸洞、介層窗、溝渠或溝渠形成于介層窗的上方。
15.如權(quán)利要求12所述的鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中該擴(kuò)散阻障層的材質(zhì)選自由鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮硅化鉭、鎢、氮化鎢及其組合所組成的族群。
16.如權(quán)利要求12所述的鑲嵌結(jié)構(gòu)，還至少包括覆蓋層形成于該介電層上，其中該覆蓋層與該導(dǎo)電層的上表面共平面。
17.如權(quán)利要求16所述的鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中該覆蓋層由氮化硅、碳化硅或氮氧化硅所組成。
18.一種雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)，該雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)包括復(fù)合阻障層，且該雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)至少包括(a)基材；(b)該復(fù)合阻障層形成于該基材上，其中該復(fù)合阻障層由位于上方的氮化硅層以及位于下方的碳化硅層所構(gòu)成；(c)介電層于該復(fù)合阻障層上；(d)具有復(fù)數(shù)個(gè)側(cè)壁的開口位于該介電層中，其中該開口穿過該復(fù)合阻障層；(e)共形擴(kuò)散阻障層位于該開口的該些側(cè)壁上；(f)平坦化導(dǎo)電層位于該共形擴(kuò)散阻障層上。
19.如權(quán)利要求18所述的雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電層由銅構(gòu)成，且該導(dǎo)電層與該開口的上端共平面。
20.如權(quán)利要求18所述的雙重金屬鑲嵌結(jié)構(gòu)，還至少包括覆蓋層形成于該介電層上，其中該覆蓋層與該導(dǎo)電層的上表面共平面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種形成復(fù)合阻障層的方法，其中該復(fù)合阻障層可在鑲嵌工藝中作為蝕刻終止，其為于基材上在化學(xué)氣相沉積工藝反應(yīng)室中沉積碳化硅層，接下來沉積氮化硅層，藉以完成復(fù)合阻障層；碳化硅層對(duì)基材中的銅層顯現(xiàn)出極佳的附著能力，且形成碳化硅層時(shí)利用避免產(chǎn)生反應(yīng)性硅離子(Si
文檔編號(hào)H01L23/52GK1638091SQ20051000059
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者鄭義榮, 王英郎 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司