專利名稱:在半導體器件中形成銅布線的方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及在半導體器件中形成銅布線的方法,特別涉及通過利用1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-3-基(pentadionato)銅·乙烯三甲氧基硅烷(I){(hfac)Cu(VTMOS)}化合物作銅前體,建立金屬有機化學汽相淀積(MOCVD)工藝技術(shù),在半導體器件中形成銅布線,從而形成優(yōu)質(zhì)的薄銅膜及實現(xiàn)銅淀工藝的重復性。
隨著半導體工業(yè)向著超大規(guī)模集成(ULSI)方向發(fā)展,且器件的幾何尺寸減小到亞半微米面積,從性能改進和可靠性方面考慮電路密度提高。根據(jù)這種需求,由于薄銅膜的熔點比鋁的溫度高,且這種膜的抗電遷移(EM)力高,所以薄銅膜可以提高半導體器件的可靠性。另外,由于因其比電阻低,薄銅膜可以提高信號傳輸速度,所以這種膜用作在集成電路中非常有用的互連材料。
在形成銅布線的方法中,銅淀積工藝是獲得快速器件和高集成器件的重要工藝。銅淀積所用技術(shù)包括物理汽相淀積(PVD)、電鍍、無電極電鍍和MOCVD。關(guān)于上述方法中利用MOCVD的銅淀積,由于受銅前體的影響很大,所以應開發(fā)便于淀積的銅前體。另外,重要的是研制能夠穩(wěn)定地供給用于這種方法的銅前體的供給系統(tǒng)。
關(guān)于利用MOCVD的銅淀積,采用例如由“MKS”制造的直接液體注入器(DLI)和“Brongkhorst”制造的控制蒸發(fā)混合器(CEM)等液體供給系統(tǒng)(LDS)。利用MOCVD的銅淀積是在這種LDS中將含銅的化合物即所謂的前體進行分解而完成的。關(guān)于用于MOCVD的銅前體,自從開發(fā)出低蒸汽壓的CuII化合物例如1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-3-基銅(II){Cu(hfac)2}化合物以來,又研制出CuI化合物,由于蒸汽壓高,其淀積速度比CuII化合物快,允許在150℃至250℃的低溫下淀積高純度的薄銅膜。迄今所開發(fā)出的CuI化合物中,“Schmacher”研制出的1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-3-基銅·三甲氧基硅烷(I){(hfac)Cu(TMVS)}化合物室溫下以液體形式存在,由于這種化合物能夠在低溫下淀積高純度的薄銅膜,所以這是目前世界上MOCVD最常用的的典型前體。然而盡管其具有上述優(yōu)點,但(hfac)Cu(TMVS)化合物的問題是,在室溫下存儲時會降解。因此,在將這種化合物應用于半導體器件的制造工藝時,從化合物的工藝重復性方面來說存在一些困難。在已研制出的前體中由于這種化合物的蒸汽壓相當高,而在現(xiàn)有LDS中為了保持可重復性蒸汽壓相當?shù)停圆婚_發(fā)出新的穩(wěn)定供給的LDS那就很難保持重復性。另外,另一困難是,由于{(hfac)Cu(TMVS)}化合物的汽化溫度和冷凝溫度間隔很短,所以應保持嚴格恒溫。“Schmacher”宣稱在采用穩(wěn)定劑的情況下,(hfac)Cu(TMVS)化合物可穩(wěn)定使用一年。
為解決(hfac)Cu(TMVS)化合物的問題,“Up Chemical”開發(fā)出了(hfac)Cu(VTMOS)化合物作為前體。已知與(hfac)Cu(TMVS)化合物相比,由于利用甲氧基配位體加強了結(jié)合能力,所以(hfac)Cu(VTMOS)化合物在室溫下不會產(chǎn)生化合物的降解和蛻變。還已知,由于這種化合物在應用于半導體器件的制造工藝時還能夠保持工藝重復性,所以(hfac)Cu(VTMOS)化合物是一種價廉和穩(wěn)定性能很好的具有商業(yè)競爭力的化合物。然而,由于在現(xiàn)有LDS使用(hfac)Cu(VTMOS)前體的MOCVD工藝技術(shù)還未建立起來,所以(hfac)Cu(VTMOS)化合物尚未商業(yè)化。
因此,本發(fā)明旨在提供在半導體器件中形成銅布線從而形成具有優(yōu)異膜質(zhì)量的薄銅膜的方法,由于在設定了銅淀積設備的最佳淀積工藝條件后,通過建立利用(hfac)Cu(VTMOS)化合物作銅前體的MOCVD工藝技術(shù),這種方法不僅可以在不開發(fā)新LDS的情況下實現(xiàn)銅淀積工藝的重復性,而且能夠在銅淀積時產(chǎn)生完美的表面吸收反應。
為實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點,根據(jù)本發(fā)明的目的,本發(fā)明的在半導體器件中形成銅布線的方法的特征在于包括以下步驟提供包括反應室和液體供給系統(tǒng)的銅淀積設備;在反應室中裝載晶片;在液體供給系統(tǒng)中蒸發(fā)(hfac)Cu(VTMOS)前體;使蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)前體流入反應室;以及利用MOCVD法在晶片上淀積銅。
液體供給系統(tǒng)是直接液體注入系統(tǒng)、控制蒸發(fā)混合器、具有孔板(Orifice)型汽化器的系統(tǒng)和具有噴霧型汽化器的系統(tǒng)中的一種。
在液體供給系統(tǒng)是直接液體注入系統(tǒng)時,工藝條件如下設定直接液體注入系統(tǒng)中的汽化器的溫度為70℃到120℃之間;控制流入汽化器中載氣的溫度在70℃到140℃之間;保持從汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與汽化器的溫度相同。
在所說液體供給系統(tǒng)是控制蒸發(fā)混合器時,工藝條件如下將控制蒸發(fā)混合器中的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;設定汽化器中熱交換器的溫度為50℃到120℃之間;將流入控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及保持從汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
在液體供給系統(tǒng)是具有孔板型汽化器的系統(tǒng)或具有噴霧型汽化器的系統(tǒng)時,工藝條件如下設定汽化器的溫度為70℃到120℃之間;將流入汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及保持從汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與汽化器的溫度相同。
載氣可以是氦(He)、氫(H2)和氬(Ar)中至少一種,該氣體的流量在100sccm到700sccm之間。
晶片是通過以下步驟形成的,在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,以及在包括接觸孔和溝槽在內(nèi)的層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層。
利用低介電常數(shù)的絕緣膜形成層間絕緣膜,接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。在下層是例如鎢(W)或鋁(Al)等金屬時,采用等離子體清洗,或在下層是銅(Cu)時,采用反應清洗。擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVDTaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
反應室內(nèi)的溫度和反應室的噴頭的溫度在70℃到120℃之間,反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。反應室內(nèi)壓力在0.5乇到5乇之間。反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量為0.1sccm到2.0sccm之間,(hfac)Cu(VTMOS)前體中可以加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
以下說明中記載了本發(fā)明的附加特點和優(yōu)點,它們中的一部分可以從說明書中得知,或可以通過實施本發(fā)明獲知。通過所撰寫的本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
應理解,上述概括性說明和以下詳細說明都是例示性和解釋性的,意在提供對權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的進一步解釋。
通過對照
本發(fā)明的優(yōu)選實施例,會使本發(fā)明的上述目的和其它特點及優(yōu)點變得更清楚。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的方法的銅淀積工藝的流程圖;圖2是具有反應室的DLI的大概結(jié)構(gòu),用于說明根據(jù)本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的方法;圖3是具有反應室的CEM的大概結(jié)構(gòu),用于說明根據(jù)本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的方法;以及圖4是展示薄銅膜的膜質(zhì)量特性與汽化器的溫度條件關(guān)系的曲線圖。
各附圖中類似的參考標記表示類似的部件。
下面詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例,它們的實例展示于各附圖中。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的方法的銅淀積工藝的流程圖。
關(guān)于本發(fā)明銅淀積的工藝步驟,步驟100,從起始步驟開始初始化銅淀積設備;步驟200,在完成了初始化步驟100后,將用于銅淀積的晶片裝入反應室;步驟300,完成了晶片裝載步驟200后,建立銅淀積設備的淀積工藝條件;步驟400,完成了工藝條件步驟300后,通過利用(hfac)Cu(VTMOS)作前體的MOCVD工藝,在晶片上淀積銅。于是完成了銅淀積工藝。
在所說的各工藝步驟中,建立銅淀積設備的淀積工藝條件的步驟300是實現(xiàn)本發(fā)明目的重要工藝。即,這是由于只有在設定了最佳淀積工藝條件后,才可以實現(xiàn)利用(hfac)Cu(VTMOS)化合物的MOCVD工藝技術(shù)的緣故。
為了建立銅淀積設備的最佳淀積工藝條件,應該用作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的特性來考證銅淀積設備的特性。
以下首先是作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)的特性。
具有結(jié)構(gòu)式(C5HO2F6)Cu(C5H12O3Si)的(hfac)Cu(VTMOS)化合物,利用乙烯三甲氧基硅烷(VTMOS)加強Cu-L耦合,乙烯三甲氧基硅烷的具有較大電子施予能力的甲基作為路易斯(Lewis)堿配體,代替(hfac)Cu(TMVS)化合物中三甲基硅烷(TMVS)中的甲基。結(jié)果,(hfac)Cu(VTMOS)化合物可以在室溫下長時間存儲,表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。從熱穩(wěn)定性考慮,(hfac)Cu(VTMOS)化合物的淀積速率相當慢,但該化合物具有提高工藝重復性的優(yōu)點。
(hfac)Cu(VTMOS)化合物在60℃/10-2乇開始分解,在室溫下為暗微黃的淡綠色液體。該化合物63℃的蒸汽壓為0.29乇,所以該化合物具有足夠淀積用的蒸汽壓。另外,VTMOS在760乇下的沸點是123℃。所以,由于在淀積時反應室的壓力為6乇時VTMOS的理論沸點為0℃,所以可以很好地抽出所產(chǎn)生的VTMOS自由配位體。
如上所述,(hfac)Cu(VTMOS)化合物具有比其它用作銅前體的化合物優(yōu)異的特性。然而,盡管由于CuI化合物的特性,該化合物可能易降解,根據(jù)拉薩德利爾(Le Chaterlier)原理,(hfac)Cu(VTMOS)化合物應是穩(wěn)定的。另外,通過在工藝中使(hfac)Cu(VTMOS)化合物穩(wěn)定,從而在處理或在室中淀積時供給源,應該在淀積中引起很好的表面吸收反應。
以下是利用(hfac)Cu(VTMOS)化合物執(zhí)行MOCVD的銅淀積設備的特性。
MOCVD工藝中使用的銅淀積設備一般包括LDS和反應室。
用于供給銅前體的典型LDS是由“MKS”制造的DLI和“Brongkhorst”制造的CEM。此外,還有不同的LDS,例如具有孔板型或噴霧型汽化器的LDS。
圖2是具有反應室的DLI的大概結(jié)構(gòu),用于說明根據(jù)本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的方法。
DLI230包括微型泵20和汽化器30,具有使液體材料在金屬盤32中蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)。將安瓿19中的液體材料加壓到約20psi,并通過第一閥21送到微型泵20。然后,用第一步進電機22提升第一活塞23,液體材料充入第一汽缸24。同時執(zhí)行第一閥21關(guān)閉;第二閥25打開;第一活塞23下落;和用第二步進電機26提升第二活塞27的動作,使充入第一汽缸24中的液體材料通過第二閥25送到第二汽缸28,并充入其中。當?shù)诙y25關(guān)閉,第三閥29打開時,液體材料在第二活塞27的下降作用下通過第三閥29送到汽化器30。然后,當?shù)谝婚y21打開,第一活塞23提升時,液體材料再次充入第一汽缸24。通過這種重復動作,液體材料通過微型泵20供應到汽化器30。流量控制由第一和第二步進電機22和26循環(huán)的次數(shù)決定。如上所述,上述從微型泵供應的液體材料通過安裝在液體流入管34上的供給閥31流入金屬盤32,并通過加熱區(qū)33蒸發(fā)。蒸發(fā)的氣體通過蒸發(fā)氣流入/流出管36流到反應室890中,同時載氣通過載氣流入管35流入。
反應室890包括噴射從DLI 230供應的蒸發(fā)材料的噴頭80,和裝載晶片10的基座板90。
由于液體材料流入汽化器30中的堆疊金屬盤32后被蒸發(fā),所以熱交換區(qū)很寬,因而,DLI 230做成具有良好的熱交換效率的結(jié)構(gòu)。由于根據(jù)流量DLI以幾十到幾百psi供給流入液體材料,但汽化器30內(nèi)的壓力保持很低,在十乇內(nèi),所以,由于根據(jù)壓差可以實現(xiàn)體積膨脹效應,因而DLI做成使蒸發(fā)效率最高的結(jié)構(gòu)。該DLI具有上述優(yōu)點,但由于要根據(jù)流入的液體材料驅(qū)動金屬盤32,且將DLI的結(jié)構(gòu)制造成使微型泵20可以形成壓力,所以很難保持液體材料的恒定壓力。另外,要花很長時間(幾十分鐘)才能使液體材料的壓力達到平衡狀態(tài)。由于如果在初始態(tài)抽吸液體材料,則大量液體材料流到金屬盤32并保持未蒸發(fā),所以汽化器30可能會被堵塞。
圖3是具有反應室的CEM的大概結(jié)構(gòu),用于說明根據(jù)本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的方法。
CEM 567包括液體質(zhì)流控制器(LMFC)49和汽化器50,具有使液體材料在熱交換器70中蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)。汽化器50包括控制閥60和熱交換器70。控制閥60包括孔板61、混合器62和致動器63。閥60還具有用于供應液體材料的液體流入管64、用于供應載氣的載氣流入管65和液體排出管66。熱交換器70具有螺旋管71。
在載氣通過混合器62時,該氣體形成強螺旋氣流,并借助噴霧將液體材料經(jīng)過孔板61送到熱交換器70。在混合器62中與載氣混合的液體材料在穿過螺旋管71時蒸發(fā)。蒸發(fā)的氣體通過蒸發(fā)氣流入/流出管72流到反應室890中。
反應室890包括噴射來自CEM 567的蒸發(fā)材料的噴頭80和裝載晶片10的基座板90。
由于孔板61不被直接加熱,所以CEM 567的汽化器50孔板堵塞的可能性相當?shù)?,但由于傳輸很慢,并且在長螺旋管71內(nèi)產(chǎn)生蒸發(fā),所以由于液體材料的冷凝和分解而形成顆粒。
如上所述,作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的特性在60℃/10-2乇開始降解,化合物在63℃的蒸汽壓是0.29乇。另外,用作(hfac)Cu(VTMOS)化合物的路易斯堿配體的VTMOS在760乇的沸點是123℃。因此,如果反應室內(nèi)壓力在淀積時為6乇,則理論沸點約為0℃。
下面示出了在利用具有反應室890的DLI 230,通過MOCVD淀積具有上述特性的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的銅時,實現(xiàn)銅淀積工藝重復性的銅淀積工藝條件。
用來蒸發(fā)作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的汽化器30的溫度在70℃到120℃之間。流入汽化器30中的載氣的溫度應與汽化器30的溫度相同或略高一點,為70℃到140℃之間,所以能夠進行化合物的很好汽化??赡懿捎玫妮d氣可以是氦(He)、氫(H2)和氬(Ar)中的一種。載氣的流量應在100sccm到700sccm間。從汽化器30到反應室890的所有氣體管道和源管道的溫度應保持與汽化器30的溫度相同,以防止在汽化器30中蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)化合物分解和冷凝,以便于更好地傳輸。反應室890內(nèi)的內(nèi)部溫度和噴頭80的溫度應保持與汽化器30的溫度相同,從而只有純銅可以通過使流到反應室890中蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)化合物降解而淀積在晶片10上,而雜質(zhì)被很好地抽出。其上裝載有晶片10的基座板90的溫度應在150℃至280℃之間。反應室890內(nèi)的壓力應保持0.5乇到5乇之間。噴頭80和基座板90間的間隔應為20mm到50mm之間。作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的流量應為0.1sccm到2.0sccm之間。上述工藝中,(hfac)Cu(VTMOS)化合物中可以加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
另外,下面示出了在利用具有反應室890的CEM 567,通過MOCVD淀積具有上述特性的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的銅時,實現(xiàn)銅淀積工藝重復性的銅淀積工藝條件。
由于在穿過用于蒸發(fā)作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的汽化器50中的混合器62時,載氣形成強螺放氣流,且通過孔板61的(hfac)Cu(VTMOS)化合物在噴霧的作用下被送到熱交換器70,熱交換器70的溫度應低于DLEI 230的汽化器50的溫度或與其溫度相同,為50℃到120℃之間,并保持控制閥60的溫度為室溫。同理,流到汽化器50的控制閥60中的載氣的溫度應在20℃到140℃之間,低于或高于汽化器50的熱交換器的溫度??赡懿捎玫妮d氣可以是氦(He)、氫(H2)和氬(Ar)中的一種。載氣的流量應在100sccm到700sccm之間。從汽化器50到反應室890的所有氣體管道和源管道的溫度應保持與汽化器50的熱交換器70的溫度相同,或高于其5℃到20℃,以防止在汽化器50的熱交換器中已被蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)化合物分解和冷凝,以便于更好地傳輸。反應室890內(nèi)和噴頭80的溫度應保持與汽化器50的熱交換器70的溫度相同,從而只有純銅可以通過使流到反應室890中的已蒸發(fā)(hfac)Cu(VTMOS)化合物降解淀積在晶片10上,而雜質(zhì)被很好地抽出。其上裝載有晶片10的基座板90的溫度應在150℃到280℃之間。反應室890的內(nèi)壓力應保持0.5乇到5乇。噴頭80和基座板90間的間隔應為20mm到50mm之間。作為銅前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物的流量應為0.1sccm到2.0sccm之間。上述工藝中,(hfac)Cu(VTMOS)化合物中可以加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
圖4示出了一曲線圖,用于分析在利用所說銅淀積工藝條件形成薄銅膜時,在保持反應室和氣體管道的溫度在合適條件的狀態(tài)下,將作為銅淀工藝的核心的汽化器(CEM的情況下為汽化器的熱交換器)的溫度變到80℃、90℃和100℃,所形成的薄銅膜的膜質(zhì)量的特性。
如圖4所示,薄銅膜的電阻(Rs),在80℃時為0.433μΩcm,在90℃時為0.430μΩcm,在100℃時為0.384μΩcm。薄銅膜的均勻性Rs%,在80℃時為8.7%,在90℃時為7.5%,在100℃時為6.0%。
以下以所說銅淀積條件為基礎,以幾種方式說明在半導體器件中形成銅布線的方法。
下面說明本發(fā)明的在半導體器件中形成布線的第一方法,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過采用具有圖2所示的反應室的DLI的MOCVD淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜上形成擴散阻擋層。然后,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,在具有反應室的DLI中,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,進行化學機械拋光(CMP),并形成銅布線。
在上述說明中,層間絕緣膜應是具有低介電常數(shù)的的絕緣膜。接觸孔和溝槽應由雙鑲嵌工藝形成。在下層是諸如鎢(W)或鋁(Al)等金屬時,RF等離子體用于清洗工藝,在下層是銅(Cu)時,采用反應清洗。擴散阻擋層應由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVDWN中至少一種形成。銅淀積工藝如下進行DLI 230的汽化器30的溫度保持在70℃到120℃之間;將流入汽化器30中的載氣的溫度控制到與汽化器30的溫度相同或稍高一點,為70℃到140℃之間;從氦(He)、氫(H2)、氬(Ar)中選擇所用載氣;將載氣的流量保持在100sccm到700sccm之間;從汽化器30到反應室890的所有氣體管道和源管道的溫度保持與汽化器30的溫度相同,以防止在汽化器30中蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)前體分解和冷凝,以便于更好地傳輸;反應室890內(nèi)和噴頭80的溫度保持與汽化器30的溫度相同;控制其上裝載有晶片10的基座板90的溫度為150℃到280℃之間;保持反應室890的內(nèi)壓力為0.5乇到5乇之間;保持噴頭80與基座板90間的間隔為20mm到50mm之間;以及控制(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量為0.1sccm到2.0sccm之間。此外,作為用于銅淀積的前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物中可以加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。在氫還原的熱處理中,由于在氫還原氣氛中,在室溫到350℃的溫度下,熱處理30分鐘到3小時,晶粒形態(tài)發(fā)生變化,氫還原氣氛中只采用氫(H2)或例如H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)的混合氫氣。清洗工藝和擴散阻擋層的形成工藝立即在原位進行。另外,銅淀積工藝和氫還原的熱處理也可以在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第二方法,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,采用圖3所示具有反應室的CEM,通過MOCVD,淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在已有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜表面上形成擴散阻擋層。然后,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,采用在具有反應室的CEM中利用MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
在上述說明中,層間絕緣膜應是具有低介電常數(shù)的的絕緣膜。接觸孔和溝槽應由雙鑲嵌工藝形成。在下層是諸如鎢(W)或鋁(Al)等金屬時,RF等離子體用于清洗工藝,在下層是銅(Cu)時,采用反應清洗。擴散阻擋層應由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVDWN中至少一種形成。銅淀積工藝如下進行熱交換器70的溫度保持在50℃到120℃之間,而CEM 567的汽化器50中的控制閥60的溫度保持為室溫;將流到汽化器50中的控制閥60中的載氣的溫度控制到低于或高于汽化器的熱交換器的溫度,為20℃到140℃之間;從氦(He)、氫(H2)、或氬(Ar)中選擇所用載氣;將載氣的流量保持在100sccm到700sccm之間;從汽化器50到反應室890的所有氣體管道和源管道的溫度保持與汽化器50的熱交換器70的溫度相同,或高于其5℃-20℃,以防止在汽化器50的熱交換器70中已蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)前體分解和冷凝,以便于更好地傳輸;反應室890內(nèi)和噴頭80的溫度保持與汽化器50的熱交換器70的溫度相同;控制其上裝載有晶片10的基座板90的溫度為150℃到280℃之間;保持反應室890的內(nèi)壓力為0.5乇到5乇之間;保持噴頭80與基座板90間的間隔為20mm到50mm之間;控制(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量為0.1sccm到2.0sccm。此外,作為用于銅淀積的前體的(hfac)Cu(VTMOS)化合物中可以加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。在氫還原的熱處理中,由于在氫還原氣氛中,在室溫到350℃的溫度下,熱處理30分鐘到3小時,晶粒形態(tài)發(fā)生變化,氫還原氣氛中只采用氫(H2)或例如H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)的混合氫氣。在CMP后可以進行后清洗。清洗工藝和擴散阻擋層的形成工藝可以在原位不經(jīng)時間延遲地進行。另外,銅淀積工藝和氫還原的熱處理也可以在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第三方法,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,采用具有反應室和孔板型或噴霧型汽化器的所有LDS,通過MOCVD,淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在已有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜表面上形成擴散阻擋層。然后,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,在具有反應室和孔板型或噴霧型汽化器的LDS中,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
在上述說明中,關(guān)于銅淀積工藝,采用具有反應室和孔板型或噴霧型汽化器的LDS。由于其它工藝條件與上述采用具有反應室的DLI形成銅布線的工藝條件相同,所以不再進行詳細說明。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第四方法,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在已有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜表面上形成擴散阻擋層。然后,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,進行化學機械拋光,并在用于氫還原的熱處理后形成銅布線。
在上述工藝中,利用汽化器蒸發(fā)(hfac)Cu(VTMOS)前體,進行銅淀積工藝。由于汽化器中建立的條件和形成銅布線的工藝條件與如上所述采用具有反應室的DLI形成銅布線的工藝條件相同,所以不再詳細說明形成銅布線的其余工藝條件。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第五方法,該方法采用原位方法,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,淀積用于銅籽晶層的銅。
該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜表面上形成擴散阻擋層。然后,該方法采用原位方法,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在接觸孔和溝槽的表面上淀積Cu籽晶層。該方法淀積銅,從而充分覆蓋在其上淀積了Cu籽晶層的接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,進行化學機械拋光,形成銅布線。
在上述工藝中,對于Cu籽晶層采用DLI、CEM或孔板型或噴霧型汽化器。因此,由于工藝條件與如上所述采用具有反應室的DLI形成銅布線、采用具有反應室的CEM形成銅布線、和采用孔板型或噴射汽化器形成銅布線的工藝條件相同,所以不再詳細說明其余工藝條件。由于其它工藝也與如上所述的相同,所以也不再說明這些工藝。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第六方法,該方法在利用原位方法通過PVD淀積用于第一Cu籽晶層的銅之后,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,淀積用于第二Cu籽晶層的銅,然后通過電鍍淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜上形成擴散阻擋層。然后,利用原位方法,通過PVD,在接觸孔和溝槽的表面上形成第一Cu籽晶層。利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在其上淀積有第一Cu籽晶層的接觸孔和溝槽的表面上淀積第二Cu籽晶層。然后,通過電鍍淀積銅,從而充分覆蓋在其上形成有第一和第二Cu籽晶層的接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,該方法進行CMP,并形成銅布線。
在上述工藝中,對于第二Cu籽晶層采用DLI、CEM或孔板型或噴霧型汽化器。因此,由于工藝條件與如上所述采用具有反應室的DLI形成銅布線、采用具有反應室的CEM形成銅布線、和采用孔板型或噴射汽化器形成銅布線的工藝條件相同,所以不再詳細說明其余工藝條件。由于其它工藝也與如上所述的相同,所以也不再說明這些工藝。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第七方法,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,淀積用于Cu籽晶層的銅,然后通過PVD淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜上形成擴散阻擋層。然后,該方法采用原位方法,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在接觸孔和溝槽的表面上淀積Cu籽晶層。然后,該方法通過PVD淀積銅,從而充分覆蓋在其上淀積了Cu籽晶層的接觸孔和溝槽。上述工藝后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
在上述工藝中,對于Cu籽晶層采用DLI、CEM或孔板型或噴霧型汽化器。因此,由于工藝條件與如所述采用具有反應室的DLI形成銅布線、采用具有反應室的CEM形成銅布線、和采用孔板型或噴射汽化器形成銅布線的工藝條件相同,所以不再詳細說明其余工藝條件。由于其它工藝也與如上所述的相同,所以也不再說明這些工藝。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第八方法,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗。該方法在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層后,進行等離子處理。然后,該方法利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在接觸孔和溝槽的表面上淀積Cu,從而銅可以選擇性淀積并覆蓋于接觸孔和溝槽上。然后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后形成銅布線。
在上述工藝中,等離子處理工藝可以采用例如氦(He)、氫(H2)或氬(Ar)等反應氣體,該工藝在100W到500W進行。銅選擇淀積工藝可以采用DLI、CEM或孔板型或噴霧型汽化器。因此,由于工藝條件與如上所述采用具有反應室的DLI形成銅布線、采用具有反應室的CEM形成銅布線、和采用孔板型或噴射汽化器形成銅布線的工藝條件相同,所以不再詳細說明其余工藝條件。由于其它工藝也與如上所述的相同,所以也不再說明這些工藝。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第九方法,該方法采用原位方法,通過MOCVD淀積用于Cu籽晶層的銅,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過無電極電鍍淀積用于薄銅膜的銅。
該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在利用掩模在層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括接觸孔和溝槽的層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層。然后,該方法采用原位方法,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在接觸孔和溝槽的表面上淀積Cu籽晶層。通過無電極電鍍淀積銅,從而充分覆蓋在其上淀積了Cu籽晶層的接觸孔和溝槽。然后,如果銅淀積完成,在用于氫還原的熱處理后,該方法進行CMP,并形成銅布線。
在上述工藝中,對于Cu籽晶層采用DLI、CEM或孔板型或噴霧型汽化器。因此,由于工藝條件與如上所述采用具有反應室的DLI形成銅布線、采用具有反應室的CEM形成銅布線、和采用孔板型或噴射汽化器形成銅布線的工藝條件相同,所以不再詳細說明其余工藝條件。由于其它工藝也與如上所述的相同,所以也不再說明這些工藝。另一方面,在無電極電鍍工藝后,可以進行后清洗。
下面說明本發(fā)明在半導體器件中形成銅布線的第十方法,該方法中銅布線是多層結(jié)構(gòu)。
該方法中提供包括反應室和供給系統(tǒng)的銅淀積設備。該方法在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成第一層間絕緣膜,在第一層間絕緣膜上形成了第一接觸孔和第一溝槽后進行清洗,將在包括第一接觸孔和第一溝槽的第一層間絕緣膜的表面上具有第一擴散阻擋層的晶片裝入反應室。在液體供給系統(tǒng)中將(hfac)Cu(VTMOS)前體蒸發(fā)后,使蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)前體流入反應室內(nèi),通過MOCVD工藝,在其上淀積有所說第一擴散阻擋層的所說第一接觸孔和所說第一溝槽上淀積Cu。然后,在用于氫還原的熱處理后進行CMP,并形成第一銅布線。又在第一銅布線上形成第二絕緣層,在所說第二層間絕緣層上形成第二接觸孔和第二溝槽后進行清洗,然后,將包括所說的第二接觸孔和所說的第二溝槽的所說第二層間絕緣膜的表面上具有第二擴散阻擋層的晶片裝入反應室。上述工藝后,該方法通過與形成第一銅布線相同的工藝形成第二銅布線,并通過至少重復一次這種工藝形成多層結(jié)構(gòu)的銅布線。
用于多層結(jié)構(gòu)的銅布線工藝的所有條件遵守如上所述本發(fā)明的銅淀積條件。
如上所述,由于通過用銅淀積設備的最佳淀積工藝條件建立了用(hfac)Cu(VTMOS)化合物作銅前體的MOCVD工藝技術(shù),本發(fā)明可以在銅淀積時引起完美的表面吸收反應,所以本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)銅淀積工藝的重復性,而且可以形成優(yōu)異膜質(zhì)量的薄銅膜。
盡管以上結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例說明和例示了本發(fā)明,但應理解,所屬領域的技術(shù)人員可以在形式和細節(jié)上做出不同的變化,但不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟提供由反應室和供給系統(tǒng)構(gòu)成的銅淀積設備;將晶片裝載在所說反應室中;蒸發(fā)所說液體供給系統(tǒng)中的(hfac)Cu(VTMOS)前體;使所說蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)前體流入所說反應室;以及利用金屬有機化學汽相淀積(MOCVD)工藝在所說晶片上淀積銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說液體供給系統(tǒng)是直接液體注入系統(tǒng)、控制蒸發(fā)混合器、具有孔板型汽化器的系統(tǒng)和具有噴霧型汽化器的系統(tǒng)中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說液體供給系統(tǒng)是直接液體注入系統(tǒng)時,所說銅淀積條件如下將所說直接液體注入系統(tǒng)中的汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間,以蒸發(fā)所說前體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中當所說汽化器的溫度為70℃到120℃之間時,將流入所說汽化器中的載氣的溫度控制到與汽化器的溫度相同或高于其溫度,為70℃到140℃之間;保持從所說汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說氣體的流量為100sccm到700sccm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說液體供給系統(tǒng)是控制蒸發(fā)混合器時,所說銅淀積的條件如下將所說控制蒸發(fā)混合器中的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;設定所說汽化器的熱交換器的溫度為50℃到120℃之間;將流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及保持從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說氣體的流量為100sccm到700sccm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說液體供給系統(tǒng)是具有孔板型汽化器的系統(tǒng)或具有噴霧型汽化器的系統(tǒng)時,所說銅淀積的條件如下設定所說汽化器的溫度為70℃到120℃之間;將流入所說汽化器中的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及保持從所說汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說氣體的流量為100sccm到700sccm之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說晶片是通過以下步驟形成的,在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,以及在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層形成為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中的至少一種形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度在70℃到120℃之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力在0.5乇到5乇之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量為0.1sccm到2.0sccm之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
21.在半導體器件中形成銅布線方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和所說溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;在具有反應室的直接液體注入系統(tǒng)中,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽;以及在用于氫還原的熱處理后,進行化學機械拋光(CMP),并形成銅布線。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中的至少一種形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說直接液體注入系統(tǒng)中的汽化器的溫度保持在70℃到120℃之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中流入所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器中的載氣的溫度與所說汽化器的溫度相同或高于其溫度,為70℃到140℃之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中保持從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
30.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度相同。
31.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
32.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力被保持在0.5乇到5乇之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
34.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被保持在0.1sccm到2.0sccm之間。
35.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
36.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
38.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
39.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
40.根據(jù)權(quán)利要求21的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
41.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜上形成擴散阻擋層;在具有反應室的控制蒸發(fā)混合器中,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽;及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
43.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
44.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
45.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
46.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫,且所說汽化器的熱交換器的溫度保持在50℃到120℃之間。
47.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中流入所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的載氣的溫度控制為低于或高于所說汽化器的的熱交換器的溫度,在20℃到140℃之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
49.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中保持從所說控制蒸發(fā)混合器的所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
50.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的熱交換器的溫度相同。
51.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
52.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
53.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
54.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量在0.1sccm到2.0sccm之間。
55.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
56.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
58.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
59.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
60.根據(jù)權(quán)利要求41的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
61.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;在具有孔板型或噴霧型汽化器和反應室的直接液體注入系統(tǒng)中,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽;以及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
62.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
63.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
64.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
65.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
66.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說汽化器的溫度保持在70℃到120℃之間。
67.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中流入所說汽化器中的載氣的溫度控制為與所說汽化器的溫度相同或高于其溫度,在70℃到140℃之間。
68.根據(jù)權(quán)利要求67的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
69.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中保持從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
70.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
71.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
72.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
73.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
74.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被控制在0.1sccm到2.0sccm之間。
75.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
76.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
77.根據(jù)權(quán)利要求76的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
78.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
79.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
80.根據(jù)權(quán)利要求61的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
81.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽;及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
82.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
83.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
84.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
85.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
86.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝,利用使(hfac)Cu(VTMOS)前體蒸發(fā),并具有反應室的汽化器進行,所說汽化器的溫度被保持在70℃到120℃之間。
87.根據(jù)權(quán)利要求86的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中流入所說汽化器中的載氣的溫度為與所說汽化器的溫度相同或高于其溫度,在70℃到140℃之間。
88.根據(jù)權(quán)利要求87的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
89.根據(jù)權(quán)利要求86的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中保持從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
90.根據(jù)權(quán)利要求86的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
91.根據(jù)權(quán)利要求86的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
92.根據(jù)權(quán)利要求86的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
93.根據(jù)權(quán)利要求86的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
94.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被控制在0.1sccm到2.0sccm之間。
95.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
96.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
97.根據(jù)權(quán)利要求96的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
98.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
99.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
100.根據(jù)權(quán)利要求81的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
101.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;采用原位法,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在其上形成有所說擴散阻擋層的所說接觸孔和溝槽的所說表面上淀積銅籽晶層;通過電鍍淀積銅,從而充分覆蓋其上淀積有所說銅籽晶層的所說接觸孔和溝槽;以及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
102.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
103.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
104.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
105.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
106.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有反應室的直接液體注入系統(tǒng)進行;所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
107.根據(jù)權(quán)利要求106的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
108.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層淀積利用具有反應室的控制蒸發(fā)混合器進行,所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;所說汽化器的熱交換器的溫度設定為50℃到120℃之間;流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
109.根據(jù)權(quán)利要求108的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
110.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有孔板型或噴霧型汽化器和反應室的液體供給系統(tǒng)進行;所說汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
111.根據(jù)權(quán)利要求110的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
112.根據(jù)權(quán)利要求106、108和110中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
113.根據(jù)權(quán)利要求106、108和110中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
114.根據(jù)權(quán)利要求106、108和110中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
115.根據(jù)權(quán)利要求106、108和110中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
116.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被控制在0.1sccm到2.0sccm之間。
117.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
118.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
119.根據(jù)權(quán)利要求118的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
120.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
121.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
122.根據(jù)權(quán)利要求101的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
123.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;采用原位法,通過PVD,在其上形成有所說擴散阻擋層的所說接觸孔和溝槽的表面上淀積第一銅籽晶層;利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在其上淀積有所說第一銅籽晶層的所說接觸孔和溝槽的所說表面上淀積第二銅籽晶層;通過電鍍淀積銅,從而充分覆蓋其上淀積有所說第一和第二銅籽晶層的所說接觸孔和溝槽;及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
124.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
125.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
126.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
127.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
128.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說第二銅籽晶層的淀積利用具有反應室的直接液體注入系統(tǒng)進行;所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
129.根據(jù)權(quán)利要求128的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
130.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說第二銅籽晶層淀積利用具有反應室的控制蒸發(fā)混合器進行;所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;所說汽化器的熱交換器的溫度設定為50℃到120℃之間;流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
131.根據(jù)權(quán)利要求130的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
132.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說第二銅籽晶層的淀積利用具有孔板型或噴霧型汽化器和反應室的液體供給系統(tǒng)進行;所說汽化器的溫度保持在70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
133.根據(jù)權(quán)利要求132的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
134.根據(jù)權(quán)利要求128、130和132中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
135.根據(jù)權(quán)利要求128、130和132中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
136.根據(jù)權(quán)利要求128、130和132中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
137.根據(jù)權(quán)利要求128、130和132中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
138.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量控制被控制在0.1sccm到2.0sccm之間。
139.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
140.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
141.根據(jù)權(quán)利要求140的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
142.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
143.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
144.根據(jù)權(quán)利要求123的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
145.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;采用原位法,利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,在其上形成有所說擴散阻擋層的所說接觸孔和溝槽的所說表面上淀積銅籽晶層;通過PVD淀積銅,從而充分覆蓋其上淀積有所說銅籽晶層所的說接觸孔和溝槽;及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
146.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
147.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
148.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
149.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
150.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有反應室的直接液體注入系統(tǒng)進行;所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
151.根據(jù)權(quán)利要求150的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
152.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層淀積利用具有反應室的控制蒸發(fā)混合器進行;所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;所說汽化器的熱交換器的溫度設定為50℃到120℃之間;流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃-20℃。
153.根據(jù)權(quán)利要求152的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
154.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有孔板型或噴霧型汽化器和反應室的液體供給系統(tǒng)進行;所說汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
155.根據(jù)權(quán)利要求154的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
156.根據(jù)權(quán)利要求150、152和154中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
157.根據(jù)權(quán)利要求150、152和154中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
158.根據(jù)權(quán)利要求150、152和154中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
159.根據(jù)權(quán)利要求150、152和154中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
160.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被控制在0.1sccm到2.0sccm之間。
161.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
162.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
163.根據(jù)權(quán)利要求162的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
164.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
165.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
166.根據(jù)權(quán)利要求145的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
167.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層之后,進行等離子處理;利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD淀積銅,從而可以在所說接觸孔和溝槽的表面上選擇性地淀積銅,并選擇性地覆蓋所說接觸孔和溝槽的所說表面;在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
168.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
169.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
170.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
171.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
172.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說用于等離子處理的反應氣體是氦、氫或氬中的一種,且所說等離子處理用100W到500W的功率進行。
173.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說選擇銅淀積利用具有反應室的直接液體注入系統(tǒng)進行;所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度保持在70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度被控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
174.根據(jù)權(quán)利要求173的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
175.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說選擇銅淀積利用具有反應室的控制蒸發(fā)混合器進行;所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;所說汽化器的熱交換器的溫度設定為50℃到120℃之間;流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
176.根據(jù)權(quán)利要求175的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
177.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅的選擇淀積利用具有孔板型或噴霧型汽化器和反應室的液體供給系統(tǒng)進行;所說汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
178.根據(jù)權(quán)利要求177的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
179.根據(jù)權(quán)利要求173、175和177中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
180.據(jù)權(quán)利要求173、175和177中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
181.根據(jù)權(quán)利要求173、175和177中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
182.根據(jù)權(quán)利要求173、175和177中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
183.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量保持在0.1sccm到2.0sccm之間。
184.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
185.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
186.根據(jù)權(quán)利要求185的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
187.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
188.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
189.根據(jù)權(quán)利要求167的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說選擇銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
190.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成層間絕緣膜,在所說層間絕緣膜上形成了接觸孔和溝槽后進行清洗,并在包括所說接觸孔和溝槽的所說層間絕緣膜的表面上形成擴散阻擋層;利用(hfac)Cu(VTMOS)前體,通過MOCVD,淀積銅籽晶層,從而在其上淀積有所說擴散阻擋層的接觸孔和溝槽上可以淀積銅;通過無電極電鍍淀積銅,從而充分覆蓋其上淀積有所說銅籽晶層的所說接觸孔和溝槽;以及在用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成銅布線。
191.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
192.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
193.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用RF等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
194.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
195.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有反應室的直接液體注入系統(tǒng)進行;所說直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
196.根據(jù)權(quán)利要求195的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
197.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有反應室的控制蒸發(fā)混合器進行;所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;所說汽化器的熱交換器的溫度設定為50℃到120℃之間;流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
198.根據(jù)權(quán)利要求197的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
199.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅籽晶層的淀積利用具有孔板型或噴霧型汽化器和反應室的液體供給系統(tǒng)進行;所說汽化器的溫度保持在70℃到120℃之間;流入所說汽化器的載氣的溫度控制在70℃到140℃之間;從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
200.根據(jù)權(quán)利要求199的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
201.根據(jù)權(quán)利要求195、197和199中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度保持與所說汽化器的溫度相同。
202.根據(jù)權(quán)利要求195、197和199中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
203.根據(jù)權(quán)利要求195、197和199中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力保持在0.5乇到5乇之間。
204.根據(jù)權(quán)利要求195、197和199中任一項的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
205.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被保持在0.1sccm到2.0sccm之間。
206.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
207.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中對于用于氫還原的熱處理來說,熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
208.根據(jù)權(quán)利要求207的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
209.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
210.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
211.根據(jù)權(quán)利要求190的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
212.在半導體器件中形成銅布線的方法,包括以下步驟第一步,提供包括反應室和液體供給系統(tǒng)的銅淀積設備;第二步,在其上形成有用于構(gòu)成半導體器件的許多元件的半導體襯底上,形成第一層間絕緣膜,在所說第一層間絕緣膜上形成了第一接觸孔和第一溝槽后進行清洗,并在第一擴散阻擋層淀積于包括所說第一接觸孔和所說第一溝槽的的所說第一層間絕緣膜的所說表面上時,將晶片裝入所說反應室;第三步,使(hfac)Cu(VTMOS)前體在所說液體供給系統(tǒng)中蒸發(fā);第四步,使蒸發(fā)的(hfac)Cu(VTMOS)前體流入所說反應室內(nèi);第五步,通過MOCVD工藝,在所說第一擴散阻擋層淀積于其上的所說第一接觸孔和第一溝槽上淀積銅;第六步,用于氫還原的熱處理后,進行CMP,并形成第一銅布線;第七步,在所說第一銅布線上形成第二絕緣膜,在所說第二層間絕緣膜上形成所說第二接觸孔和所說第二溝槽后進行清洗,然后,在第二擴散阻擋層形成于包括所說第二接觸孔和所說第二溝槽的所說第二層間絕緣膜的所說表面上時,將晶片裝入所說反應室;第八步,利用按與所說第三、第四、第五和第六步驟的順序相同的工藝形成第二銅布線;第九步,按第七和第八步的順序至少重復一次相同的工藝,通過所說工藝形成多層結(jié)構(gòu)的銅布線。
213.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說液體供給系統(tǒng)是直接液體注入系統(tǒng)、控制蒸發(fā)混合器、具有孔板型汽化器的系統(tǒng)和具有噴霧型汽化器的系統(tǒng)中的一種。
214.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在液體供給系統(tǒng)是直接液體注入系統(tǒng)時,所說銅淀積條件如下將直接液體注入系統(tǒng)的汽化器的溫度設定為70℃到120℃之間,以蒸發(fā)所說前體。
215.根據(jù)權(quán)利要求214的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中當所說汽化器的溫度為70℃到120℃之間時,將流入所說汽化器中的載氣體的溫度控制為與所說汽化器的溫度相同或高于其溫度,為70℃到140℃之間;保持從所說汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
216.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說液體供給系統(tǒng)是控制蒸發(fā)混合器,工藝條件如下將所說控制蒸發(fā)混合器的汽化器的控制閥的溫度保持在室溫;設定所說汽化器的熱交換器的溫度為50℃到120℃之間;將流入所說控制閥的載氣的溫度控制在20℃到140℃之間;以及保持從所說汽化器到所說反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說熱交換器的溫度相同,或高于其5℃到20℃。
217.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說液體供給系統(tǒng)是具有孔板型汽化器的系統(tǒng)或具有噴霧型汽化器的系統(tǒng)時,工藝條件如下設定所說汽化器的溫度為70℃到120℃;將流入所說汽化器中的載氣的溫度控制在70℃到140℃;保持從所說汽化器到反應室的氣體管道和源管道的溫度與所說汽化器的溫度相同。
218.根據(jù)權(quán)利要求215、216或217的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說載氣是氦、氫和氬中的一種,且所說載氣的流量為100sccm到700sccm之間。
219.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說層間絕緣膜利用具有低介電常數(shù)的絕緣膜形成。
220.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說接觸孔和溝槽由雙鑲嵌技術(shù)形成。
221.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在下層形成為諸如鎢或鋁等金屬時,所說清洗工藝采用等離子體,在下層形成為銅時,清洗工藝采用反應清洗。
222.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說擴散阻擋層由電離的PVD TiN、CVD TiN、MOCVD TiN、電離的PVD Ta、電離的PVD TaN、CVD Ta、CVD TaN和CVD WN中至少一種形成。
223.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)的溫度和所說反應室的噴頭的溫度被保持在70℃到120℃之間。
224.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室基座板的溫度在150℃到280℃之間。
225.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室內(nèi)壓力被保持在0.5乇到5乇之間。
226.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說反應室的噴頭和所說反應室的基座板間的間隔在20mm到50mm之間。
227.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體的流量被保持在0.1sccm到2.0sccm。
228.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說(hfac)Cu(VTMOS)前體中加入1%到30%的VTMOS、0.1%到10%的Hhfac和0.1%到10%的Hhfac1/2H2O中的至少一種作為添加劑。
229.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中在所說CMP后,進行后清洗。
230.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說清洗工藝和擴散阻擋層形成工藝在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
231.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積和用于氫還原的熱處理在原位不經(jīng)時間延遲地進行。
232.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說用于氫還原的熱處理在氫還原氣氛中,在室溫到350℃之間進行30分鐘到3小時。
233.根據(jù)權(quán)利要求232的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說氫還原氣氛采用H2、H2+Ar(1-95%)和H2+N2(1-95%)中的一種。
234.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝的特征在于,還包括在通過所說MOCVD在第一次淀積銅籽晶層后,電鍍淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽的步驟。
235.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝的特征在于,還包括以下步驟在形成了所說擴散阻擋層后,利用原位法,通過PVD在所說擴散阻擋層淀積于其上的所說接觸孔和溝槽的表面上,淀積第一銅籽晶層;以及在所說第一銅籽晶層淀積于其上的所說接觸孔和溝槽的所說表面上通過所說MOCVD淀積了第二銅籽晶層后,通過電鍍淀積銅,從而充分覆蓋所說第一和第二銅籽晶層淀積于其上的所說接觸孔和溝槽。
236.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝的特征在于還包括在通過所說MOCVD第一次淀積銅籽晶層后,通過PVD淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽的步驟。
237.根據(jù)權(quán)利要求212的在半導體器件中形成銅布線的方法,其中所說銅淀積工藝的特征在于還包括在通過所說MOCVD第一次淀積銅籽晶層后,無電極電鍍淀積銅,從而充分覆蓋所說接觸孔和溝槽的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體器件中的銅布線。另外,本發(fā)明說明了在半導體器件中形成銅布線的方法,由于通過設定銅淀積設備的最佳淀積工藝條件,并建立用1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮-3-基銅?!ひ蚁┤籽趸柰?Ⅰ)化合物作銅前體的MOCVD工藝技術(shù),本發(fā)明可以在銅淀積時引起完美的表面吸收反應,所以本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)銅淀積工藝的重復性而且可以形成優(yōu)異膜質(zhì)量的薄銅膜。
文檔編號H01L21/28GK1270413SQ9912234
公開日2000年10月18日 申請日期1999年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月13日
發(fā)明者表成奎, 金憲度 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社