The invention provides a method for forming a metal diffusion barrier layer, providing a substrate, which comprises a metal interconnection layer, an insulating layer, a low K dielectric layer and a hard mask layer from the bottom to the top in turn, and also includes the following steps: forming a through hole through the hard mask layer, a low K dielectric layer and an insulating layer, exposing a metal interconnection layer at the bottom of the through hole, and forming a groove at the top of the through hole, and a groove at the bottom of the groove at the low K. In the dielectric layer, the first metal layer is formed on the hard mask layer, the hole wall and bottom of the through hole, and the groove wall and bottom of the groove; the alloy barrier layer is formed by reacting the hole wall of the through hole, the groove wall and the first metal layer of the groove bottom with the low K dielectric layer; the metal seed layer is formed on the surface of the alloy barrier layer and the remaining first metal layer; and the metal is filled in the groove and the through hole. The beneficial effect of the present invention is that by forming an alloy barrier layer before depositing the metal seed layer, the diffusion of copper before forming the barrier layer is more effectively prevented.
【技术实现步骤摘要】
一种形成金属扩散阻挡层的方法
本专利技术涉及半导体制造
,尤其涉及一种形成铜扩散阻挡层的方法。
技术介绍
金属互联层是把集成电路中互相隔离的元件按一定要求互联成所需电路的结构,现有技术中金属互联层工艺会发生金属材质向介质层中扩散的问题,导致金属互连层出现缺陷,目前通常采用PVD方法沉积TaN/Ta双层结构作为金属扩散阻挡层,或者采用ALDTaN+PVDTa双层结构作为金属扩散的阻挡层,这两种方法都会使通孔中的接触电阻值较高,并且使PVD(physicalvapordeposition:物理气相淀积)的阶梯覆盖能力较差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题,现提供一种形成金属扩散阻挡层的方法旨在通过在沉积金属种子层之前形成合金阻挡层,从而更加有效的防止金属在形成阻挡层形成之前扩散。一种形成金属扩散阻挡层的方法,其中,提供一衬底,衬底由下向上依次包括金属互联层,绝缘层,低K介电层及硬掩膜层;还包括以下步骤:步骤1:形成穿透硬掩膜层,低K介电层及绝缘层的通孔,通孔底部暴露金属互联层,并于通孔的顶部形成沟槽,沟槽底部位于低K介电层中;步骤2:在硬掩膜层、通孔的孔壁及孔底,及沟槽的槽壁及槽底形成第一金属层;步骤3:使通孔的孔壁,及沟槽的槽壁及槽底的第一金属层与低K介电层反应形成合金阻挡层;步骤4:于合金阻挡层及剩余的第一金属层表面形成金属种子层;步骤5:于沟槽及通孔中填充金属。优选的,形成金属扩散阻挡层的方法,其中,第一金属层为锰金属;和/或低K介电层材质为氧化硅;和/或合金阻挡层材质为Mn-Si-O。优选的,形成金属扩散阻挡层的方法,其中,第一金属层的厚 ...
【技术保护点】
1.一种形成金属扩散阻挡层的方法,其特征在于,提供一衬底,所述衬底由下向上依次包括金属互联层,绝缘层,低K介电层及硬掩膜层;还包括以下步骤:步骤1:形成穿透所述硬掩膜层,所述低K介电层及所述绝缘层的通孔,所述通孔底部暴露所述金属互联层,并于所述通孔的顶部形成沟槽,所述沟槽底部位于所述低K介电层中;步骤2:在所述硬掩膜层、所述通孔的孔壁及孔底,及所述沟槽的槽壁及槽底形成一第一金属层;步骤3:使所述通孔的孔壁,及所述沟槽的槽壁及槽底的所述第一金属层与所述低K介电层反应形成合金阻挡层;步骤4:于所述合金阻挡层及剩余的所述第一金属层表面形成一金属种子层;步骤5:于所述沟槽及所述通孔中填充金属。
【技术特征摘要】
1.一种形成金属扩散阻挡层的方法,其特征在于,提供一衬底,所述衬底由下向上依次包括金属互联层,绝缘层,低K介电层及硬掩膜层;还包括以下步骤:步骤1:形成穿透所述硬掩膜层,所述低K介电层及所述绝缘层的通孔,所述通孔底部暴露所述金属互联层,并于所述通孔的顶部形成沟槽,所述沟槽底部位于所述低K介电层中;步骤2:在所述硬掩膜层、所述通孔的孔壁及孔底,及所述沟槽的槽壁及槽底形成一第一金属层;步骤3:使所述通孔的孔壁,及所述沟槽的槽壁及槽底的所述第一金属层与所述低K介电层反应形成合金阻挡层;步骤4:于所述合金阻挡层及剩余的所述第一金属层表面形成一金属种子层;步骤5:于所述沟槽及所述通孔中填充金属。2.如权利要求1所述的形成金属扩散阻挡层的方法,其特征在于,所述第一金属层为锰金属;和/或所述低K介电层材质为氧化硅;和/或所述合金阻挡层材质为Mn-Si-O。3.如权利要求1所述的形成金属扩散阻挡层的方法,其特征在于,所述第一金属层的厚度不小于1nm。4.如权利要求1所述的形成金属扩散阻挡层的方法,其特征在于,形成所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲍宇,李西祥,
申请(专利权)人:上海华力微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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