專利名稱：形成阻障層的方法與結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是為一種半導(dǎo)體制造的方法，尤其為一種制造鑲嵌結(jié)構(gòu)內(nèi)阻障層的方法。
(2)背景技術(shù)在半導(dǎo)體制造過程中，在完成底材上方半導(dǎo)體元件的主動(dòng)元件制作后，接下來便是要進(jìn)行在已完成半導(dǎo)體元件的主動(dòng)元件上方金屬導(dǎo)線的制作，以完成所欲制作半導(dǎo)體元件內(nèi)部的電路連線。在上述金屬導(dǎo)線的制作過程中，通常是在半導(dǎo)體元件的主動(dòng)元件上方先形成一金屬層，再通過上光阻、微影、蝕刻完成第一層金屬層制作，接著再于第一層金屬層上方沉積一層介電層，相應(yīng)不同半導(dǎo)體元件的需要，再進(jìn)行的后多層金屬層的制作。
多年以來，半導(dǎo)體內(nèi)金屬導(dǎo)線的材質(zhì)一直是以鋁金屬或是鋁金屬合金為主，但隨著半導(dǎo)體元件尺寸日益縮小的趨勢(shì)、操作速度提高與功率消耗降低的需求，因此便需要使用電阻率更低的金屬材質(zhì)以及介電常數(shù)更低的材質(zhì)以完成半導(dǎo)體元件內(nèi)金屬連線的制作，美國專利第US 6,489,240 B1號(hào)中提到了使用銅金屬與介電常數(shù)小于4的介電層來制作半導(dǎo)體元件內(nèi)金屬連線的制作，在使用銅金屬來當(dāng)作金屬導(dǎo)線的材質(zhì)時(shí)，考慮銅金屬經(jīng)蝕刻后不易形成氣體分子的特性，如圖1A所示，通常是利用一雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10來進(jìn)行銅金屬形成于此雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10的制程，美國專利第6,492,270 B1號(hào)詳細(xì)提到在一雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10中制作銅金屬導(dǎo)線的方式，此雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10是由第一蝕刻中止層120、第一介電層160、第二蝕刻中止層與140第二介電層180所形成，在銅金屬層100上方的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10內(nèi)欲完成形成銅金屬的制程前，如圖1B所示，必須在雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10上先形成一阻障層190，以防止銅金屬原子擴(kuò)散至周圍的介電層內(nèi)。
在先前技術(shù)中，為了防止銅金屬原子往介電層內(nèi)擴(kuò)散，通常會(huì)使用如氮化鈦(TiN)或氮化鉭(TaN)來進(jìn)行阻障層的制作，美國專利第US 6,541,374 B1號(hào)即有提到利用TiN以形成阻障層，但實(shí)際在進(jìn)行阻障層190的沉積時(shí)，由于沉積的方向約垂直于晶片表面，因此在雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10的側(cè)壁部位所沉積的厚度，將約只有第一介電層160內(nèi)孔洞底部與第二介電層180內(nèi)溝槽底部上方所沉積厚度的五分之一至二分之一，容易造成側(cè)壁沉積的不完全使后雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10內(nèi)形成的銅金屬原子往介電層內(nèi)擴(kuò)散，進(jìn)而影響介電層的電性而損壞整個(gè)半導(dǎo)體元件，因此便有將雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10內(nèi)側(cè)壁部位的阻障層沉積完全以阻擋銅金屬原子擴(kuò)散至介電層內(nèi)的需求。
在另一方面，先前技術(shù)中氮化金屬的電阻率遠(yuǎn)較金屬材質(zhì)的電阻率為高，因此使用如氮化鈦或是氮化鉭作為雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10內(nèi)的阻障層190時(shí)，將使雙鑲嵌結(jié)構(gòu)10內(nèi)金屬間電阻率過高而影響半導(dǎo)體元件的操作速度與功率消耗，因此便有降低第一介電層160內(nèi)孔洞底部上方阻障層190電阻率的需求。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一主要目的為利用第一金屬層、金屬化物層與第二金屬層組成的三層阻障層結(jié)構(gòu)，以完全阻擋銅金屬原子擴(kuò)散至介電層內(nèi)。
本發(fā)明的另一的主要目的為降低鑲嵌結(jié)構(gòu)中介電層內(nèi)的孔洞底部上方阻障層的電阻率，并且使阻障層與其下方銅金屬層及與往后鑲嵌結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的銅金屬層有良好的歐姆接觸。
本發(fā)明是利用化學(xué)氣相沉積或是物理氣相沉積方式形成一阻障層結(jié)構(gòu)于一半導(dǎo)體元件的一導(dǎo)體層上，并且應(yīng)用一離子濺擊方式去除導(dǎo)體層上方電阻率較高的金屬化物層以降低與導(dǎo)體層連接的阻障層結(jié)構(gòu)的電阻率。
(4)


圖1A為一先前技術(shù)的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)示意圖；圖1B為形成一層阻障層于一先前技術(shù)的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)上的示意圖；圖2A~E為本發(fā)明一實(shí)施例中形成多層阻障層于一雙鑲嵌結(jié)構(gòu)上的形成步驟示意圖；圖3A~E為本發(fā)明另一實(shí)施例中形成多層阻障層于一鑲嵌結(jié)構(gòu)上的形成步驟示意圖；圖4為本發(fā)明中等離子體反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行物理氣相沉積反應(yīng)的示意圖；以及圖5為本發(fā)明中等離子體反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行離子濺擊反應(yīng)的示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一些實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下。然而，除了詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例施行。亦即，本發(fā)明的范圍不受在該提出的實(shí)施例的限制，而應(yīng)以后面提出的權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中，如圖2A~E所示，于一晶片的一金屬層200上方已形成一雙鑲嵌結(jié)構(gòu)20，此雙鑲嵌結(jié)構(gòu)20是由第一蝕刻中止層220、第一蝕刻中止層220上方的第一介電層260、第一介電層260上方的第二蝕刻中止層240以及第二蝕刻中止層240上方的第二介電層280所構(gòu)成，其中金屬層200是為一銅金屬層，而第一蝕刻中止層220與第二蝕刻中止層240的材質(zhì)是為防止銅金屬原子擴(kuò)散至介電層內(nèi)的材質(zhì)，如氮化硅(Si3N4)，就第一介電層260材質(zhì)與第二介電層280材質(zhì)而言，其材質(zhì)可為二氧化硅(SiO2)或是介電常數(shù)小于4的材料，例如以化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition簡(jiǎn)稱CVD)方式形成的氟化硅玻璃(fluorinated silicate glass簡(jiǎn)稱FSG)、有機(jī)硅玻璃(organo silicate glass)、氟化非晶碳(fluorinated amorphouscarbon)、氫化非晶碳(hydrogenated amorphous carbon)、四氟聚對(duì)二甲苯(tetrafluoro-poly-p-xylylene)，或者是以旋涂(spin)方式制作形成的無機(jī)旋涂式玻璃HSQ(Hydrogenated Silsesquioxane)、芳香族聚醚PAE(polyarylene ethers)、二乙烯硅氧烷與雙甲基苯環(huán)丁烷的共聚高分子、二氧化硅氣凝膠(Aerogel)、二氧化硅干凝膠(Xerogel)。
如圖2A所示，在上述雙鑲嵌結(jié)構(gòu)20上方形成一第一鉭金屬層300，形成此第一鉭金屬層300的方式是為化學(xué)氣相沉積方式(chemical vapordeposition簡(jiǎn)稱CVD)或是物理氣相沉積方式(physical vapor deposition簡(jiǎn)稱PVD)，在本實(shí)施例中是以物理氣相沉積方式PVD形成此第一鉭金屬層300，如圖4所示，于一等離子體反應(yīng)器60內(nèi)，將一晶片62固定于一晶片承載盤上61，將此晶片承載盤61連接一直流偏壓65，再固定一鉭金屬靶64于該離子體反應(yīng)器60上方的金屬靶座63，并將此金屬靶座63接地，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體內(nèi)的氬離子將往鉭金屬靶64撞擊，而被氬離子撞出的鉭原子或是鉭離子將被上述直流偏壓65吸引沉積至此晶片62上方形成第一鉭金屬層300，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程壓力約介于0毫扥耳至50豪扥耳之間，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程溫度約介于攝氏0度至攝氏400度之間。
如圖2B所示，在已形成的第一鉭金屬層300上方，再形成一氮化鉭層320，形成此氮化鉭層320的方式是為CVD方式或是PVD方式，在本實(shí)施例中是以PVD方式制作此氮化鉭層320，如形成第一鉭金屬層300的方式，于等離子體反應(yīng)器60中通入氮?dú)猓沟獨(dú)夥肿优c從鉭金屬靶64上被氬離子撞擊出來的鉭原子67或鉭離子66于晶片62上反應(yīng)形成此氮化鉭層320，在進(jìn)行此PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程壓力約介于0毫扥耳至50豪扥耳之間，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程溫度約介于攝氏0度至攝氏400度之間。
由于氮化鉭層320的電阻率隨氮原子成分比例的不同而約介于95微歐姆-公分至14800微歐姆-公分之間，氮化鉭層320的電阻率遠(yuǎn)大于鉭金屬層的電阻率(α相電阻率約介于15微歐姆-公分至30微歐姆-公分之間，β相電阻率約介于150微歐姆-公分至220微歐姆-公分之間)，而銅金屬層的電阻率約為1.7微歐姆-公分，因此為了降低第一介電層260內(nèi)孔洞底部的電阻率，就必須將第一介電層260內(nèi)孔洞底部的氮化鉭層320去除。
如圖2C所示，在本實(shí)施例中為了去除第一介電層260內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層320，采取了一離子濺擊方式去除第一介電層260內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層320，此離子濺擊方式如圖5所示，連接一等離子體產(chǎn)生電源84與一交流偏壓電源83于一等離子體反應(yīng)器80內(nèi)，再固定一晶片82于此等離子體反應(yīng)器內(nèi)的晶片承載盤81上，進(jìn)行離子濺擊反應(yīng)時(shí)，利用交流偏壓電源83在晶片承載盤81上產(chǎn)生的直流自我偏壓吸引等離子體85內(nèi)的氬離子86往晶片82表面濺擊，將第一介電層260內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層320濺擊出鉭原子360，使濺擊出的鉭原子360沉積于第一介電層260內(nèi)的孔洞側(cè)壁，而去除第一介電層260內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層320，由于氬離子86的行進(jìn)方向約垂直于晶片82表面，因此原本沉積于第一介電層260內(nèi)的孔洞側(cè)壁的氮化鉭層320將承受較第一介電層260內(nèi)的孔洞底部為少的離子濺擊，在本實(shí)施例中，于晶片承載盤81上所產(chǎn)生的直流自我偏壓將較進(jìn)行PVD反應(yīng)的直流偏壓為高。
經(jīng)由上述離子濺擊方式完成去除第一介電層260內(nèi)的孔洞底部上方的氮化鉭層320后，此時(shí)金屬層200上方的結(jié)構(gòu)將如圖2D所示，第一介電層260內(nèi)的孔洞底部上方僅存第一鉭金屬層300，由第一介電層260內(nèi)的孔洞底部與第二介電層280內(nèi)的溝槽底部被擊出的鉭原子360將分別沉積在第一介電層260內(nèi)的孔洞側(cè)壁下方與第二介電層280內(nèi)的溝槽側(cè)壁下方而形成如圖2D所示的外形，再如圖2E所示，如前述形成第一鉭金屬層300的方式，在氮化鉭層320上方形成第二鉭金屬層340，第二鉭金屬層340可使用PVD或是CVD的方式形成，在本發(fā)明中是以PVD方式制作第二鉭金屬層，如圖4所示，于一等離子體反應(yīng)器60內(nèi)，將一晶片62固定于一晶片承載盤上61，將此晶片承載盤61連接一直流偏壓65，再固定一鉭金屬靶64于該離子體反應(yīng)器60上方的金屬靶座63，并將此金屬靶座63接地，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體內(nèi)的氬離子將往鉭金屬靶64撞擊，而被氬離子撞出的鉭原子67或是鉭離子66將被上述直流偏壓65吸引沉積至此晶片62上方形成第二鉭金屬層340，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程壓力約介于0毫扥耳至50豪扥耳之間，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程溫度約介于攝氏0度至攝氏400度之間。
制作完成后此雙鑲嵌結(jié)構(gòu)20的阻障層將如圖2E所示，可以看出除了雙鑲嵌結(jié)構(gòu)20內(nèi)第一介電層260內(nèi)的孔洞底部上方僅有第一鉭金屬層300與第二鉭金屬層340外組成的鉭金屬層外，此雙鑲嵌結(jié)構(gòu)20內(nèi)其他部位皆為三層阻障層所覆蓋，此三層阻障層分別為第一鉭金屬層300、氮化鉭層320與第二鉭金屬層340，使用鉭金屬的原因?yàn)殂~金屬對(duì)鉭金屬有良好的附著能力，而氮化鉭可阻擋銅金屬原子往介電層內(nèi)擴(kuò)散，將此三層結(jié)構(gòu)的阻障層完成之后，將可得到比先前技術(shù)中更厚的側(cè)壁阻障層以阻擋銅金屬原子擴(kuò)散至介電層，以及較先前技術(shù)中第一介電層260內(nèi)孔洞底部上方阻障層電阻率下降超過30％的鉭金屬層，進(jìn)而與其下方的銅金屬層及往后制作的銅金屬層有良好的歐姆接觸。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3A~E所示，于一晶片的一金屬層400上方已形成一鑲嵌結(jié)構(gòu)40，此鑲嵌結(jié)構(gòu)40是由蝕刻中止層420以及蝕刻中止層420上方的介電層440所構(gòu)成，其中金屬層400是為一銅金屬層，而蝕刻中止層420的材質(zhì)是為防止銅金屬原子擴(kuò)散至介電層440內(nèi)的材質(zhì)，如氮化硅(Si3N4)，就介電層440材質(zhì)而言，其材質(zhì)可為二氧化硅(SiO2)或是介電常數(shù)小于4的材料，例如以化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition簡(jiǎn)稱CVD)方式形成的氟化硅玻璃(fluorinated silicate glass簡(jiǎn)稱FSG)、有機(jī)硅玻璃(organo silicate glass)、氟化非晶碳(fluorinated amorphous carbon)、氫化非晶碳(hydrogenated amorphous carbon)、四氟聚對(duì)二甲苯(tetrafluoro-poly-p-xylylene)，或者是以旋涂(spin)方式制作形成的無機(jī)旋涂式玻璃HSQ(Hydrogenated Silsesquioxane)、芳香族聚醚PAE(polyarylene ethers)、二乙烯硅氧烷與雙甲基苯環(huán)丁烷的共聚高分子、二氧化硅氣凝膠(Aerogel)、二氧化硅干凝膠(Xerogel)。
如圖3A所示，在上述鑲嵌結(jié)構(gòu)40上方形成一第一鉭金屬層460，形成此第一鉭金屬層460的方式是為化學(xué)氣相沉積方式(chemical vapor deposition簡(jiǎn)稱CVD)或是物理氣相沉積方式(physical vapor deposition簡(jiǎn)稱PVD)，在本實(shí)施例中是以物理氣相沉積方式PVD形成此鉭金屬層460，如圖4所示，于一等離子體反應(yīng)器60內(nèi)，將一晶片62固定于一晶片承載盤上61，將此晶片承載盤61連接一直流偏壓65，再固定一鉭金屬靶64于該離子體反應(yīng)器60上方的金屬靶座63，并將此金屬靶座63接地，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體內(nèi)的氬離子將往鉭金屬靶64撞擊，而被氬離子撞出的鉭原子67或是鉭離子66將被上述直流偏壓65吸引沉積至此晶片62上方形成第一鉭金屬層460，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程壓力約介于0毫扥耳至50豪扥耳之間，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程溫度約介于攝氏0度至攝氏400度之間。
如圖3B所示，在已形成的第一鉭金屬層460上方，再形成一氮化鉭層480，形成此氮化鉭層480的方式是為CVD方式或是PVD方式，在本實(shí)施例中是以PVD方式制作此氮化鉭層480，如形成第一鉭金屬層460的方式，于等離子體反應(yīng)器60中通入氮?dú)?，使氮?dú)夥肿优c從鉭金屬靶64上被氬離子撞擊出來的鉭原子67或鉭離子66于晶片62上反應(yīng)形成此氮化鉭層480，在進(jìn)行此PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程壓力約介于0毫扥耳至50豪扥耳之間，等離子體反應(yīng)器內(nèi)的制程溫度約介于攝氏0度至攝氏400度之間。
由于氮化鉭層480的電阻率隨氮原子成分比例的不同而約介于95微歐姆-公分至14800微歐姆-公分之間，氮化鉭層320的電阻率遠(yuǎn)大于鉭金屬層的電阻率(α相電阻率約介于15微歐姆-公分至30微歐姆-公分之間，β相電阻率約介于150微歐姆-公分至220微歐姆-公分之間)，而銅金屬層的電阻率約為1.7微歐姆-公分，因此為了降低介電層440內(nèi)孔洞底部的電阻率，就必須將介電層440內(nèi)孔洞底部的氮化鉭層480去除。
如圖3C所示，在本實(shí)施例中為了去除介電層440內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層480，采取了一離子濺擊方式去除介電層440內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層480，此離子濺擊方式如圖5所示，連接一等離子體產(chǎn)生電源84與一交流偏壓電源83于一等離子體反應(yīng)器80內(nèi)，再固定一晶片82于此等離子體反應(yīng)80內(nèi)的晶片承載盤81上，進(jìn)行離子濺擊反應(yīng)時(shí)，利用交流偏壓電源83在晶片承載盤81上產(chǎn)生的直流自我偏壓吸引等離子體85內(nèi)的氬離子86往晶片82表面濺擊，將介電層440內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層480濺擊出鉭原子520，使濺擊出的鉭原子520沉積于介電層440內(nèi)的孔洞側(cè)壁，而去除介電層440內(nèi)的孔洞底部的氮化鉭層480，由于氬離子86的行進(jìn)方向約垂直于晶片82表面，因此原本沉積于介電層440內(nèi)的孔洞側(cè)壁的氮化鉭層480將承受較介電層440內(nèi)的孔洞底部為少的離子濺擊，在本實(shí)施例中，于晶片承載盤81上所產(chǎn)生的直流自我偏壓將較進(jìn)行PVD反應(yīng)的直流偏壓為高。
經(jīng)由上述離子濺擊方式完成去除介電層440內(nèi)的孔洞底部上方的氮化鉭層480后，此時(shí)金屬層400上方的結(jié)構(gòu)將如圖3D所示，介電層440內(nèi)的孔洞底部上方僅存第一鉭金屬層460，由介電層440內(nèi)的孔洞底部被擊出的鉭原子520將沉積在第一介電層440內(nèi)的孔洞側(cè)壁下方而形成如圖3D所示的外形，再如圖3E所示，如前述形成第一鉭金屬層460的方式，在氮化鉭層480上方形成第二鉭金屬層500，第二鉭金屬層500可使用PVD或是CVD的方式形成，在本發(fā)明中是以PVD方式制作第二鉭金屬層，如圖4所示，于一等離子體反應(yīng)器60內(nèi)，將一晶片62固定于一晶片承載盤上61，將此晶片承載盤61連接一直流偏壓65，再固定一鉭金屬靶64于該離子體反應(yīng)器60上方的金屬靶座63，并將此金屬靶座63接地，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體內(nèi)的氬離子將往鉭金屬靶64撞擊，而被氬離子撞出的鉭原子或是鉭離子將被上述直流偏壓65吸引沉積至此晶片62上方形成第二鉭金屬層500，在進(jìn)行PVD反應(yīng)時(shí)，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程壓力約介于0毫扥耳至50豪扥耳之間，等離子體反應(yīng)器60內(nèi)的制程溫度約介于攝氏0度至攝氏400度之間。
制作完成后此鑲嵌結(jié)構(gòu)40的阻障層將如圖3E所示，可以看出除了鑲嵌結(jié)構(gòu)40內(nèi)介電層440內(nèi)的孔洞底部上方僅有第一鉭金屬層460與第二鉭金屬層500外組成的鉭金屬層外，此鑲嵌結(jié)構(gòu)40內(nèi)其他部位皆為三層阻障層所覆蓋，此三層阻障層分別為第一鉭金屬層440、氮化鉭層480與第二鉭金屬層500，使用鉭金屬的原因?yàn)殂~金屬對(duì)鉭金屬有良好的附著能力，而氮化鉭可阻擋銅金屬原子往介電層內(nèi)擴(kuò)散，將此三層結(jié)構(gòu)的阻障層完成的后，將可得到比先前技術(shù)中更厚的側(cè)壁阻障層以阻擋銅金屬原子擴(kuò)散至介電層440，以及較先前技術(shù)中介電層內(nèi)孔洞底部上方阻障層電阻率下降超過30％的鉭金屬層，進(jìn)而與其下方的銅金屬層400及往后制作的銅金屬層有良好的歐姆接觸。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍。在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的范疇內(nèi)仍可予以變化而加以實(shí)施，此等變化應(yīng)仍屬本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范疇是由下列權(quán)利要求所界定。
權(quán)利要求
1.一種形成阻障層的方法，包含提供一導(dǎo)體層，該導(dǎo)體層上具有一第一介電層，且該第一介電層內(nèi)具有一孔洞；形成一第一金屬層于該介電層及該導(dǎo)體層上；形成一金屬化物層于該第一金屬層上；離子撞擊位于該孔洞的一底部的該金屬化物層，使得被擊出的該金屬化物層中的金屬原子沉積于該孔洞的一側(cè)壁；以及形成一第二金屬層于該金屬化物層上。
2.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的導(dǎo)體層包含一銅金屬層。
3.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第一介電層的介電層材質(zhì)包含介電常數(shù)小于4的絕緣材質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，于形成該第一金屬層之前，還包含形成一第二介電層于該第一介電層之上，其中該第二介電層內(nèi)具有一溝槽，且該第二介電層內(nèi)的該溝槽與該第一介電層內(nèi)的該孔洞連通。
5.如權(quán)利要求4所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第二介電層的介電層材質(zhì)包含介電常數(shù)小于4的絕緣材質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第一金屬層包含以物理氣相沉積方式形成。
7.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第一金屬層包含以化學(xué)氣相沉積方式形成。
8.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第一金屬層包含一鉭金屬層。
9.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的金屬化物層包含以物理氣相沉積方式形成。
10.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的金屬化物層包含以化學(xué)氣相沉積方式形成。
11.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的金屬化物層包含一氮化鉭層。
12.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的離子撞擊方式中離子來源包含氬離子。
13.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第二金屬層包含以物理氣相沉積方式形成。
14.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第二金屬層包含以化學(xué)氣相沉積方式形成。
15.如權(quán)利要求1所述的形成阻障層的方法，其特征在于，所述的第二金屬層包含一鉭金屬層。
16.一種阻障層結(jié)構(gòu)，包含一第一介電層，該第一介電層形成于一導(dǎo)體層上方，且該第一介電層內(nèi)具有一孔洞，該第一介電層內(nèi)的孔洞與該導(dǎo)體層連通；一第一金屬層，該第一金屬層階梯覆蓋于該第一介電層上方；一金屬化物層，該金屬化物層階梯覆蓋于該第一金屬層上方，但該金屬化物層并不覆蓋于該第一介電層內(nèi)與該導(dǎo)體層連通的該孔洞上方的該第一金屬層；以及一第二金屬層，該第二金屬層階梯覆蓋于該金屬化物層上方，且該第二金屬層覆蓋于該第一介電層內(nèi)與該導(dǎo)體層連通的該孔洞上方的該第一金屬層。
17.如權(quán)利要求16所述的阻障層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)體層包含一銅金屬層。
18.如權(quán)利要求16所述的阻障層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一介電層的介電層材質(zhì)包含介電常數(shù)小于4的絕緣材質(zhì)。
19.如權(quán)利要求16所述的阻障層結(jié)構(gòu)，該第一介電層之上還包含一第二介電層，該第二介電層內(nèi)具有一溝槽，且該第二介電層內(nèi)的該溝槽與該第一介電層內(nèi)的該孔洞連通。
20.如權(quán)利要求19所述的阻障層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第二介電層的介電層材質(zhì)包含介電常數(shù)小于4的絕緣材質(zhì)。
21.如權(quán)利要求16所述的阻障層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一金屬層包含一鉭金屬層。
22.如權(quán)利要求16所述的阻障層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的金屬化物層包含一氮化鉭層。
23.如權(quán)利要求16所述的阻障層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第二金屬層包含一鉭金屬層。
全文摘要
一種形成阻障層的方法，首先在一晶片的一金屬層上方制作完成一雙鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中雙鑲嵌結(jié)構(gòu)包含一第一介電層與一第二介電層，第一介電層中包含一孔洞，第二介電層中包含一溝槽，接著形成一第一鉭金屬層在該雙鑲嵌結(jié)構(gòu)上方，然后形成一氮化鉭層在第一鉭金屬層上，將第一介電層內(nèi)的孔洞底部上方的氮化鉭層以一離子濺擊方式去除，而被擊出的氮化鉭層中的鉭原子將沉積至第一介電層內(nèi)的孔洞的側(cè)壁，最后在該氮化鉭層上方形成一第二鉭金屬層，其中在第一介電層內(nèi)孔洞的底部上方僅存第一鉭金屬層與第二鉭金屬層，制作完成后的阻障層將在第一介電層內(nèi)的孔洞底部具有較低的電阻率與完全阻擋銅金屬原子擴(kuò)散至介電層的能力。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1567548SQ0314302
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者楊玉如, 黃建中 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司