專利名稱：一種金屬雙鑲嵌的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種半導(dǎo)體集成電路的制造方法，特別是有關(guān)于一種金屬雙鑲嵌的制造方法。
而金屬雙鑲嵌制程則為利用兩次的微影蝕刻步驟在介電層中定義出溝渠與介層洞(via)，然后將金屬一次填入溝渠與介層洞中。其最大好處為金屬線與金屬插塞的材質(zhì)為一樣的，使得電致遷移(electromigration)所導(dǎo)致的問題得以降低其嚴(yán)重性。
因金屬雙鑲嵌制程利用兩次微影蝕刻步驟在介電層中定義出溝渠與介層洞，所以通常會依序沉積出介電層/蝕刻終止層/介電層的三明治結(jié)構(gòu)。一般來說介電層的材質(zhì)為氧化硅或其他具有低介電常數(shù)的介電材質(zhì)，而蝕刻終止層的材質(zhì)則必須使用和介電層有高蝕刻選擇比的材質(zhì)，氮化硅即是常用的一種材質(zhì)。
氮化硅在沉積過程中，對于其下薄膜的表面性質(zhì)十分敏感。以氧化硅層/氮化硅層/氧化硅層為例，即使氧化硅層的表面有一些在顯微鏡下無法觀察到的突起，在氮化硅層沉積上去的后，其表面就會出現(xiàn)許多突起，影響到后續(xù)微影蝕刻步驟的進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬雙鑲嵌的制造方法，使氮化硅薄膜表面沒有微突起，以利沉積出表面沒有微突起缺陷的多層薄膜。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種金屬雙鑲嵌的制造方法，使氮化硅薄膜對位于其下的薄膜表面不敏感，以利沉積出表面沒有缺陷的多層薄膜。
本發(fā)明又一目的在于提供一種金屬雙鑲嵌的制造方法，使其具有可靠表面外形的多層介電層，以利后續(xù)微影蝕刻制程的進(jìn)行。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種金屬雙鑲嵌的制造方法，該方法至少包括形成第一介電層于一基底上，該基底上已形成有若干元件；使用含氮電漿對該第一介電層進(jìn)行一表面處理；形成氮化硅層于該第一介電層上；形成第二介電層于該氮化硅層上；圖案化該第二介電層，以形成第一開口于該第二介電層中以暴露出部分的該氮化硅層；依序圖案化暴露出的該氮化硅層與其下的該第一介電層，以形成第二開口于該氮化硅層與該第一介電層中，該第二開口的寬度小于該第一開口的寬度；以及沉積金屬于該第一開口與該第二開口中，以形成一金屬雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
其中該表面處理包括在電漿增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積機(jī)臺上進(jìn)行。
其中該含氮電漿的密度為10-4至10-5cm-3。
其中產(chǎn)生該含氮電漿的功率約在100至800瓦。
其中該表面處理的時(shí)間約為10至50秒。
其中該含氮電漿的反應(yīng)氣源包括一氧化二氮、氮?dú)饣虬睔狻?br> 其中該反應(yīng)氣源的氣體流速約為3000至5000sccm。
其中該第一介電層包括以化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅層。
其中該第二介電層包括以化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅層。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下

圖1-3是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種金屬雙鑲嵌的制造流程剖面圖。
在圖1中，在基底100上沉積一層介電層110，厚度約為1000埃。介電層110的材質(zhì)例如可為氧化硅，其形成方法例如可為化學(xué)氣相沉積法。接著使用含氮電漿120對介電層110做表面處理。
此表面處理的較佳施行場所為電漿增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積機(jī)臺的反應(yīng)室內(nèi)，較佳的施行時(shí)間為10-50秒。而含氮電漿120的電漿密度較佳為10-4-10-5cm-3，其所需的能源較佳為100-800瓦。產(chǎn)生含氮電漿120的反應(yīng)氣體源較佳為一氧化二氮(N2O)、氮?dú)饣虬睔?，反?yīng)氣體源的氣體流速較佳為3000-5000sccm。
在圖2中，在介電層110上依序沉積一層氮化硅層130與介電層140，其厚度分別約為1000埃與10000埃。介電層140的材質(zhì)例如可為氧化硅，其形成方法例如可為化學(xué)氣相沉積法。
在圖3中，利用傳統(tǒng)的微影蝕刻法在介電層140中形成開口150，再一次利用微影蝕刻法在氮化硅層130與介電層110中形成開口160。然后沉積金屬于基底100上，將開口150、160填滿，再利用化學(xué)機(jī)械研磨法將高于介電層140的金屬去除的，即形成金屬雙鑲嵌170。
由上述本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，當(dāng)介電層110經(jīng)過含氮電漿的表面處理后，沉積于其上的氮化硅層130表面就不會有微突起，也就是表面沒有缺陷。如此繼續(xù)沉積于氮化硅層130的其他薄膜層，也就不易有表面缺陷了。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例敘述如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以申請專利范圍所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種金屬雙鑲嵌的制造方法，該方法至少包括形成第一介電層于一基底上，該基底上已形成有若干元件；使用含氮電漿對該第一介電層進(jìn)行一表面處理；形成氮化硅層于該第一介電層上；形成第二介電層于該氮化硅層上；圖案化該第二介電層，以形成第一開口于該第二介電層中以暴露出部分的該氮化硅層；依序圖案化暴露出的該氮化硅層與其下的該第一介電層，以形成第二開口于該氮化硅層與該第一介電層中，該第二開口的寬度小于該第一開口的寬度；以及沉積金屬于該第一開口與該第二開口中，以形成一金屬雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該表面處理包括在電漿增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積機(jī)臺上進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該含氮電漿的密度約為10-4至10-5cm-3。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中產(chǎn)生該含氮電漿的功率為100至800瓦。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該表面處理的時(shí)間為10至50秒。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該含氮電漿的反應(yīng)氣源包括一氧化二氮、氮?dú)饣虬睔狻?br> 7.如權(quán)利要求6所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該反應(yīng)氣源的氣體流速約為3000至5000sccm。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該第一介電層包括以化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅層。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬雙鑲嵌的制造方法，其特征在于，其中該第二介電層包括以化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅層。
全文摘要
一種金屬雙鑲嵌的制造方法。形成第一介電層于已形成有若干元件的基底上，然后使用含氮電漿對第一介電層進(jìn)行表面處理。接著依序形成氮化硅層與第二介電層于第一介電層上，圖案化第二介電層，以形成第一開口于第二介電層中以暴露出部分的氮化硅層。然后依序圖案化暴露出的氮化硅層與其下的第一介電層，以形成第二開口于氮化硅層與第一介電層中，第二開口的寬度小于第一開口的寬度。最后沉積金屬于第一開口與第二開口中，以形成金屬雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/4763GK1428826SQ0114342
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者陳振隆, 林平偉, 游曜聲, 姜兆聲, 鄭豐緒 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司