[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及形成其阻擋金屬層的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810169422.6
• 申請(qǐng)日: 2008-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN101414576A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸慶敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 隆天國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 鄭小軍

1.一種用于形成阻擋金屬層的方法，包括以下步驟：

提供第一絕緣膜，且在該第一絕緣膜中形成有下部導(dǎo)電層；

然后，在該第一絕緣膜上形成第二絕緣膜；

然后，通過選擇性地蝕刻該第二絕緣膜形成具有鑲嵌結(jié)構(gòu)的接觸孔，以暴露該下部導(dǎo)電層；

然后，在該接觸孔的側(cè)壁上形成第一金屬混合物膜，其中該第一金屬混合物膜包括銅以及第二金屬材料；以及

然后，通過在該第一金屬混合物膜上實(shí)施熱處理工藝而導(dǎo)致該第二金屬材料與該第二絕緣膜之間發(fā)生反應(yīng)，以形成阻擋金屬層和銅籽晶層。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過濺射方法形成該第一金屬混合物膜。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該第二金屬材料包括從由Zr、Hf、Mn、Zn以及Al組成的金屬組中選擇的任何一種。

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該第一金屬混合物膜的厚度范圍介于之間。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二金屬材料包括從由Zr、Hf、Mn、Zn以及Al組成的金屬組中選擇的任何一種。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該第一金屬混合物膜的厚度范圍介于之間。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理工藝是在溫度范圍介于150℃～300℃之間的條件下進(jìn)行10～30分鐘。

8.一種半導(dǎo)體器件，包括：

下部銅線；

絕緣層，形成在該下部銅線上；

接觸孔，形成在該絕緣層中且具有鑲嵌結(jié)構(gòu)，該接觸孔用以暴露一部分該下部銅線；

阻擋金屬層，形成在該接觸孔的側(cè)壁上，其中通過熱處理工藝使得金屬材料與包含在該絕緣膜中的材料之間發(fā)生反應(yīng)，以形成該阻擋金屬層。

9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括：上部銅線，形成在該絕緣層中，并且電連接至該下部銅線。

10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中：該金屬材料是從由Zr、Hf、Mn、Zn以及Al組成的組中選擇的一種。

11.一種方法，包括以下步驟：

在半導(dǎo)體襯底的上方提供下部導(dǎo)體；

然后，在該下部導(dǎo)體的上方順序形成氮化物膜和氧化物膜，將該氮化膜作為蝕刻停止膜；

然后，通過選擇性地蝕刻該氮化物和該氧化物膜形成接觸孔，以暴露該下部導(dǎo)體；

然后，在該接觸孔的側(cè)壁上以及在該下部導(dǎo)體上形成金屬混合物膜，其中該金屬混合物膜包括第一金屬和第二金屬；

然后，選擇性地蝕刻該金屬混合物膜以暴露該下部導(dǎo)體；以及

然后，通過在該金屬混合物膜上實(shí)施熱處理工藝，以在該接觸孔的側(cè)壁上同時(shí)形成阻擋金屬層和第一金屬籽晶層。

12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該氧化物膜包括氧化硅，該氮化物膜包括氮化硅。

13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該接觸孔具有雙鑲嵌結(jié)構(gòu)，且該雙鑲嵌結(jié)構(gòu)包括通孔和溝槽。

14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該第一金屬包括銅。

15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該第二金屬是從由Zr、Hf、Mn、Zn以及Al組成的組中選擇的一種。

16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該第二金屬是從由Zr、Hf、Mn、Zn以及Al組成的組中選擇的一種。

17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該第二金屬包括容易與該氧化物膜反應(yīng)的金屬。

18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該熱處理工藝導(dǎo)致該第二金屬從該金屬混合物膜擴(kuò)散，以與該氧化物膜反應(yīng)，從而形成阻擋金屬層，剩下的該第一金屬的分量形成該第一金屬籽晶層。

19.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括：在同時(shí)形成該阻擋金屬層和該第一金屬籽晶層后，使用該第一金屬籽晶層在該阻擋金屬層上形成上部導(dǎo)體，其中該上部導(dǎo)體電連接至該下部導(dǎo)體。

20.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該下部導(dǎo)體、該第一金屬以及該上部導(dǎo)體均由銅構(gòu)成。