[發(fā)明專(zhuān)利]用于阻障層表面鈍化的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010609996.8
• 申請(qǐng)日: 2007-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102061470A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耶茲迪·多爾迪;約翰·博伊德;弗里茨·雷德克;威廉·蒂;蒂魯吉拉伯利·阿魯娜;衡石·亞歷山大·尹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C28/00
• 分類(lèi)號(hào): C23C28/00;C23C8/36;C23C8/02;C23C8/80;H01L21/00;H01L21/768
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 周文強(qiáng);李獻(xiàn)忠

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年12月8日，申請(qǐng)?zhí)枮?00780046899.9，申請(qǐng)人為朗姆研究公司，名稱(chēng)為“用于阻障層表面鈍化的方法和系統(tǒng)”的專(zhuān)利中請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

交叉引用

[0001]本申請(qǐng)有關(guān)于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)文獻(xiàn)號(hào)XCR-002，名稱(chēng)為“METHODS?AND?SYSTEMS?FOR?LOW?INTERFACIAL?OXIDECONTACT?BETWEEN?BARRIER?AND?COPPERMETALLIZATION”，申請(qǐng)人為Fritz?REDEKER，John?BOYD，YezdiDORDI，Alex?YOON，and?Shijian?LI，申請(qǐng)日為12/18/2006的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，05/25/2006申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為11/382,906的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，06/28/2006申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為11/427,266的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，07/27/2006申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為11/461,415的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，08/30/2006申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為11/514,038的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，02/03/2003申請(qǐng)的、中請(qǐng)序列號(hào)為10/357,664的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，02/03/2003申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為10/357,664的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，06/28/2004申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為10/879,263的美國(guó)專(zhuān)利中請(qǐng)以及06/27/2003申請(qǐng)的、申請(qǐng)序列號(hào)為10/607,61的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，所有這些專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)的內(nèi)容均皆由引用納入此處。

背景技術(shù)

[0002]本發(fā)明涉及比如集成電路、存儲(chǔ)單元等使用銅金屬化來(lái)制造的半導(dǎo)體器件的金屬化的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)；更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明有關(guān)于硅集成電路的銅基底金屬化的方法和系統(tǒng)。

[0003]半導(dǎo)體器件制造的一個(gè)重要的部分是器件的金屬化，以使器件元件電性互連。對(duì)于許多這樣的器件，可選的金屬化方法包括使用銅金屬線路。使用銅金屬線路的金屬化系統(tǒng)還必須使用阻障材料以使銅與該電子器件的銅敏感區(qū)隔離。所考慮的一些銅金屬化的阻障層是比如鉭和比如氮化鉭這樣的材料。使用銅的金屬化系統(tǒng)的常用的制造工藝包括將銅沉積在阻障層上。將銅沉積在該阻障層上的優(yōu)選的工藝是無(wú)電銅沉積。

[0004]對(duì)于銅金屬化使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：許多的優(yōu)選的阻障材料，比如鉭和氮化鉭，如果曝露在空氣中一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)度的話，可能在該阻障層的表面上形成氧化物，比如氧化鉭和鉭的氧氮化物。已經(jīng)知道，如果該阻障層上有氧化物存在的話，銅在阻障層上的無(wú)電沉積就會(huì)被抑制。另外，銅的確與阻障層上的氧化物粘著，而且它還與純凈的阻障金屬或金屬富集的阻障層表面(比如鉭和氮化鉭上的鉭富集表面)粘著。這里提到鉭和/或氮化鉭阻障層僅僅是作為例子；其它的阻障層材料也存在類(lèi)似問(wèn)題。不良粘著可能對(duì)半導(dǎo)體器件的電遷移性能和可靠性帶來(lái)負(fù)面影響。另外，阻障層表面上氧化鉭或鉭的氧氮化物的形成可能增強(qiáng)阻障層的電阻率。更準(zhǔn)確地說(shuō)，阻障層和銅的復(fù)合物之間的氧化物的存在可能降低使用標(biāo)準(zhǔn)的銅金屬化技術(shù)制造的電子器件的性能并降低電子器件的可靠性。

[0005]顯然，許多應(yīng)用都要求高性能高可靠性的電子器件。使用銅金屬化來(lái)制造電子器件的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)表明，需要允許使用具有改進(jìn)的性能和改進(jìn)的可靠性的銅金屬化來(lái)制造電子器件的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

[0006]本發(fā)明涉及比如集成電路、存儲(chǔ)單元等使用銅金屬化來(lái)制造的半導(dǎo)體器件的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種在過(guò)渡金屬阻障層或過(guò)渡金屬化合物阻障層上沉積填隙銅層用于集成電路金屬化以便在其間產(chǎn)生基本上不含氧的界面的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括形成在基板的表面形成該阻障層并對(duì)該阻障層施加工藝條件以在該阻障層上形成可除去的鈍化表面。該方法進(jìn)一步包含從該阻障層上除去該鈍化表面以及在該阻障層上沉積該填隙銅層。

[0008]本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種在過(guò)渡金屬阻障層或過(guò)渡金屬化合物阻障層上沉積填隙銅層用于集成電路金屬化以便在其間產(chǎn)生基本上不含氧的界面的集成系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該集成系統(tǒng)包含至少一個(gè)工藝模塊，其被配置為阻障層沉積和鈍化表面形成，以及至少另一個(gè)工藝模塊，被配置為除去鈍化表面和在該阻障層上沉積銅。該系統(tǒng)進(jìn)一步包含至少一個(gè)傳送模塊，耦合于該至少一個(gè)工藝模塊和該至少另一個(gè)工藝模塊。該至少一個(gè)傳送模塊被配置以便該基板能夠在這些模塊之間傳送而大體上不暴露于含氧環(huán)境。