[發明專利]用于先進互連應用的超薄電介質擴散阻擋層與蝕刻終止層

有效

• 申請號: 201580068587.2
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN107112278B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: D·帕德希;陳一宏;K·陳;A·B·瑪里克;A·T·迪莫斯;M·斯利尼瓦薩恩
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532;C23C16/30;C23C16/452;C23C16/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

在此所述的實施例一般涉及含硅與鋁層的形成。在此所述的包法可包括：將基板定位在工藝腔室的處理區域中；輸送工藝氣體到該處理區域，該工藝氣體包含含鋁氣體與含硅氣體；活化反應物氣體，該反應物氣體包含含氮氣體、含氫氣體、或上述的組合物；輸送該反應物氣體到該工藝氣體以產生沉積氣體，該沉積氣體將含硅與鋁層沉積在該基板上；及凈化該處理區域?？蓤绦猩鲜霾襟E一或更多次以沉積蝕刻終止層。

技術領域

在此所述的實施例一般涉及半導體制造。更具體地說，在此公開的實施例涉及含硅與鋁層。

背景技術

自半導體器件在數十年前首先被引進之后，這樣的半導體器件幾何結構在尺寸上已經急劇地減小。自從那時起，集成電路已經一般遵循兩年/一半尺寸規則(常稱為摩爾定律)，這意味著安裝在芯片上的器件的數量每兩年會加倍。現今的制造工廠常規地制造具有0.35μm以及甚至0.25μm特征尺寸的器件，并且明日的工廠很快將制造具有甚至更小幾何結構的器件。

隨著持續的器件縮小化，互連RC延遲持續上升。在解決此挑戰的一些努力之中，一種努力是減少由電介質擴散阻擋層所貢獻的電容。這可通過降低介電常數或實體上減薄阻擋物來達到。各種方式存在著權衡(trade-off)。

低介電常數(低k)阻擋物是一般較不致密的材料，這會限制它們的作為對抗氧化、濕氣滲透、與銅擴散的強健阻擋物的能力。另一方面，實體上減薄阻擋物受到薄層作為有效蝕刻終止層的能力的限制，尤其是考慮到干法蝕刻工藝的微負載與非均勻性。在這種上下文中，傳統的SiCN或SiOC基阻擋物/蝕刻終止層已經達到它們的縮小極限。

為了持續縮小有效電容同時能給予適當蝕刻終止保護，已考慮了SiCN或SiOC與替代材料的雙層，該替代材料的干法蝕刻選擇性遠遠高于SiCN/SiOC。從這個視角看，氮化鋁(AlN)是引人注目的替代材料。AlN具有對于超低k(ULK)蝕刻的優秀的選擇性、良好的絕緣性質、以及8～9的合理的介電常數。然而，盡管AlN是良好的蝕刻終止層，但它不是氣密的。相反地，SiCN或SiN是氣密的，但它們的蝕刻終止能力受到限制。

所以，存在著對用于BEOL工藝的新的層的需求。

發明內容

在此所述的實施例一般提供形成蝕刻終止層或蝕刻終止疊層的方法。通過將硅與鋁二者并入到相同層內，蝕刻終止層或疊層可被形成為相較于一般的阻擋層具有改善的密度、改善的氣密性、和更低的應力?？赏ㄟ^沉積多個層來達到期望厚度。

在一個實施例中，一種沉積層的方法可包括以下步驟：將基板定位在工藝腔室的處理區域中；輸送工藝氣體到該處理區域，該工藝氣體包含含鋁氣體與含硅氣體；活化反應物氣體，該反應物氣體包含含氮氣體、含氫氣體、或上述的組合物；輸送該反應物氣體到該工藝氣體以產生沉積氣體，該沉積氣體將含硅與鋁層沉積在該基板上；及凈化該處理區域。

在另一實施例中，一種沉積層的方法可包括以下步驟：將基板定位在工藝腔室的處理區域中；將含硅層沉積在該基板上，該沉積包含以下步驟：輸送第二工藝氣體到該處理區域，該第二工藝氣體包含含硅氣體；活化第二反應物氣體，以產生經活化的第二反應物氣體，該反應物氣體包含含氮氣體、含氫氣體、或上述的組合物；輸送該經活化的第二反應物氣體到該第二工藝氣體以產生第二沉積氣體；及凈化該處理區域；將含鋁層沉積在該基板上，該沉積包含以下步驟：輸送第一工藝氣體到該處理區域，該第一工藝氣體包含含鋁氣體；活化第一反應物氣體，以產生經活化的第一反應物氣體，該反應物氣體包含含氮氣體、含氫氣體、或上述的組合物；輸送該經活化的反應物氣體到該工藝氣體以產生沉積氣體；及凈化該處理區域；及提供后沉積處理，該后沉積處理結合該含鋁層與該含硅層。

在另一實施例中，一種器件可包括：基板，該基板具有暴露表面，該暴露表面具有被形成在該暴露表面中的一或更多個特征；及形成在該暴露表面上的蝕刻終止層，該蝕刻終止層包含Al、Si與N化合物。

附圖說明