半导体元件及制造铜导线的方法技术

本发明专利技术提供一种半导体元件及制造铜导线的方法，有关于以双步骤沉积来提高铜膜品质的方法或设备。该双步骤沉积技术包含了沉积第一铜膜，接着在适当的温度下进行退火以去除杂质。再进行第二铜膜的沉积，完成后进行第二次退火以除去杂质。第二铜膜的沉积可利用不含盐酸及碳系添加物的电化学电镀法进行，也可利用溅镀方式沉积以避免薄膜中出现如碳、氯及硫的杂质。本发明专利技术的制造铜导线的方法可以提高铜膜的品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于集成电路制程中改善铜导线品质的方法。
技术介绍
铜在集成电路中已取代铝成为最主要的导线材料，因为铜具有比铝高的导电率，且铜有着比铝高的抗电致迁移能力。铜较高的导电率降低了因阻抗所产生的能量损失，也因此满足了先进集成电路中高转换速率的需求。在半导体晶片上的铜导线电路系统是利用镶嵌式制程来制造。在此制程中，将晶片内的介电层上蚀刻出介层窗(via)及沟槽(trench)后，利用反应式溅镀将扩散阻挡层，如氮化钛或氮化钽镀覆于沟槽及介层窗上，以避免铜扩散至介电层中而降低元件效能。于扩散阻挡层上镀覆上一层铜晶种层，来协助铜导线的电镀。接着将铜电镀至沟槽及介层窗中后，再利用化学机械研磨(CMP)将沟槽及介层窗外的铜除去。双镶嵌式制程意味着同时在沟槽及介层窗中进行铜的沉积。集成电路中以金属导线连结不同区域的电路，以介电层将金属导线绝缘以避免产生耦合电容、漏电流或电流通道的串音(cross-talk)。用来连接内部电路的金属导线通常是指将金属沉积在开口中，例如将金属沉积在介层窗、孔洞(hole)或沟槽中所形成的导线结构。一般会利用镶嵌式或双镶嵌式制程来沉积金属导线。而在沉积金属导线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造铜导线的方法，其特征在于，包括下列步骤：提供一半导体基底，具有一介层窗及一沟槽；利用一第一电化学电镀制程，在该介层窗中沉积一第一铜金属层；将该介层窗进行退火处理以移除该第一铜金属层内的杂质；在该沟槽中 沉积一第二铜金属层，该第二铜金属层大抵不含ＨＣｌ及碳系添加物；以及将该沟槽进行退火处理以增加铜的晶粒大小。

【技术特征摘要】
US 2004-11-12 10/987,7131.一种制造铜导线的方法，其特征在于，包括下列步骤提供一半导体基底，具有一介层窗及一沟槽；利用一第一电化学电镀制程，在该介层窗中沉积一第一铜金属层；将该介层窗进行退火处理以移除该第一铜金属层内的杂质；在该沟槽中沉积一第二铜金属层，该第二铜金属层大抵不含HCl及碳系添加物；以及将该沟槽进行退火处理以增加铜的晶粒大小。2.根据权利要求1所述的制造铜导线的方法，其特征在于，该第二铜金属层的沉积步骤是利用一大抵不合盐酸及碳的电化学电镀制程，以避免由氯或碳所产生的杂质。3.根据权利要求1所述的制造铜导线的方法，其特征在于，该第二铜金属层是利用溅镀法在该沟槽中形成该第二铜金属层。4.一种制造铜导线的方法，其特征在于，包括下列步骤提供一具有一导电层的基底；在该基底上沉积一蚀刻停止层与一介电层，且该蚀刻停止层及该介电层具有一介层窗与一沟槽以露出该导电层；沉积一扩散阻挡层与一铜晶种层，至少覆盖部分该介层窗及该沟槽；沉积一第一铜金属层，该第一铜金属层至少部分填满该介层窗；将该第一铜金属层在180～200℃下进行一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继文，冯宪平，曹荣志，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]