[發(fā)明專利]半導體元件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710305919.1
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101304002A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 張惠林;盧永誠;章勛明
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 陳晨;鄭特強

技術領域

本發(fā)明涉及半導體元件的制造方法，特別涉及在金屬上形成自對準介電 蓋層的方法。

背景技術

近年來，銅已廣泛取代鋁或其他金屬以在半導體元件之間制造導電內(nèi)連 線，然而，使用銅會使得金屬離子有電遷移增加的缺點，進而造成電路失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種可克服上述電路失效缺陷的半導體元件制 造方法。

本發(fā)明提供一種半導體元件的制造方法，包括提供具有第一區(qū)域和第二 區(qū)域的基底，其中第一區(qū)域包括第一介電材料，且第二區(qū)域包括銅；在基本 無氧的環(huán)境下處理基底，以除去在第二區(qū)域內(nèi)的銅氧化物；以及形成蓋層在 基底上方，其中蓋層包括第二介電材料，且選擇性地在基底的第二區(qū)域上方 形成，以致在基底的第一區(qū)域上方基本上無第二介電材料。

如上所述的半導體元件的制造方法，還包括形成SiCN蝕刻停止層。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中形成該蓋層的步驟包括化學氣 相沉積法，該化學氣相沉積法在包含硅烷的氣體環(huán)境中進行。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中該硅烷選自由SiH₄、Si₂H₆以 及Si₃H₈所組成的群組。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中該氣體環(huán)境中還包括烷烴，該 烷烴選自由CH₄、C₂H₆以及C₃H₈所組成的群組。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中該氣體環(huán)境中還包括含氮化合 物，該含氮化合物選自由N₂以及NH₃所組成的群組。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中該第二介電材料包括硅以及至 少一選自由碳和氮所組成的群組。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中處理該基底的步驟包括進行等 離子體蝕刻將銅氧化物還原成銅。

如上所述的半導體元件的制造方法，還包括沉積蝕刻停止層在該蓋層之 上，該蝕刻停止層的材料包括SiN、SiC、SiCN或前述的組合。

如上所述的半導體元件的制造方法，其中處理該基底以及形成該蓋層的 步驟在相同的設備中進行。

本發(fā)明又提供一種半導體元件的制造方法，包括提供具有暴露的表面的 基底，且該表面至少部分為銅；使用等離子體蝕刻基底的暴露的表面，以使 基底內(nèi)的銅氧化物化學性地還原成銅，等離子體蝕刻在低含氧環(huán)境下進行， 并且該環(huán)境存在氫氣來源，其選自由H₂和NH₃所組成的群組；以及使用等 離子體增強化學氣相沉積法在氣體環(huán)境下沉積介電蓋層，選擇性地覆蓋在基 底的暴露的表面為銅的部分之上，該氣體環(huán)境包括硅烷及前驅氣體，硅烷選 自由SiH₄、Si₂H₆以及Si₃H₈所組成的群組，前驅氣體選自由CH₄、C₂H₆、C₃H₈、 N₂以及NH₃所組成的群組，其中等離子體蝕刻步驟以及沉積步驟在相同的設 備中進行。

因此，本發(fā)明提出的半導體元件的制造方法可降低銅原子在經(jīng)過一段時 間或在半導體結構操作的期間從金屬內(nèi)連線遷移并造成元件失效的機率。

為了讓本發(fā)明的上述目的、特征、及優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖， 作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為介電蓋層形成于基底上方的一個實施例的剖面圖。

圖2為介電蓋層形成于基底上方的另一實施例的剖面圖。

圖3a至圖3b顯示介電蓋層的組成梯度。

圖4a至圖4d為部分的半導體元件在制造過程的剖面圖。

圖5為形成介電蓋層的一個實施例的方法流程圖。

圖6為形成介電蓋層的另一實施例的方法流程圖。

并且，上述附圖中的各附圖標記說明如下：

100、200、300??結構

102、302、402??基底