TW510014B - Plasma treatment of tantalum nitride compound films formed by chemical vapor deposition - Google Patents
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MO〇HL A 7 : : : :_ B7 第% "㈨尸分號專利案年7月修. 五、發明説明() 領域: 本發明係關於一種形成氮化备化合物層之方法,本發 明方法所形成之氮化担化合物層具有良好的階梯覆蓋能 力及低電阻率特性。 氮化备(TaN)膜通常作為積體電路製程中的擴散阻障 層’用以防止金屬擴散至該阻障層下方區域。其中該下方 區域可為一電晶體閘極、介電質電容、半導體基板及其它 積體電路結構。舉例而言,銅金屬化製程中通常使用氮化 备(TaN)作為擴散阻障層。 氮化运(TaN)沉積層通常採用物理氣相沉積(pvD)及/ 或化學氣相沉積(CVD)技術形成之。舉例而言,使用pvD 技術轟擊氮源中一鈕靶而濺射出妲以形成氮化銓膜。然 而,隨著積體電路元件尺寸縮小(例如:積體電路元件尺 寸縮小至0.2微米以下)的同時,以p VD技術所獲得之氮 化妲沉積膜之階梯覆蓋(step c〇verage)能力也跟著變声。 該膜之階梯覆蓋能力係指當橫越該基材表面上之階梯 時,該膜之厚度可否維持極小差距之量度。該膜之階梯覆 蓋能力的量測方式係以橫越一階梯至厚度差距微小之該 膜平坦區域時’該膜之最小厚度比。 熱分解一含妲金屬有機先驅物或將該含姮金屬有機 先驅物與一氮源進行反應可形成CVD氮化鈕膜。舉例而 言,五(二甲基氮)化銓(簡稱PDEAT)(Ta(N(CH3)2)5)分解 第4頁 本紙張尺度適用中國國ϋ準(CNS)x^格(210><297公釐) 〜~- • 1」' -------------^一衣丨丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一一一口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明説明() ^五(一甲基氮)化备(簡稱PDEAT)(Ta(N(CH3)2)5)與氨反 應時形成該氮化鈕膜。 五(一甲基氮)化备(簡稱PDEAT) (Ta(N(CH3)2)5)與氨 反底時所形成 < 氮化鈕膜通常具有一較低電阻率(例如: ^ F率为為1 〇〇〇微歐姆·公分),但該膜之階梯披覆能力 竿乂差相反的’自分解之五(二甲基氮)化鋰(Ta(N(CH3)2)5) 斤’成之氮化輕膜通常具有較佳之階梯披覆能力,但該氮 化L膜《電阻率(例如:電阻率約為}〇〇〇〇〇微歐姆_公分) 較高。 因此’ k出一具有良好階梯披覆能力及低電阻率特性 之氮化叙膜技術確有其必要性。 曼通目的及概述: 本發明係關於提供一種形成氮化妲(TaN)化合物層之 万法,該氮化鈕化合物層適用於積體電路製程。該氮化妲 化合物層係熱分解(thermally decomposing)—含赵金屬有 機先驅物而形成之。該氮化妲化合物層形成後,再施以電 漿處理。該氮化钽化合物層之電漿處理以使用氬氣者為 佳。 '、、 氮化(TaN)化合物層適用於積體電路製程。積體電 路之一製程中,該氮化备(TaN)層係可作為積體電路結構 (例如:介電孔)之一阻障層。上述積體電路製程之較佳吏 理步驟包含:在一基材上形成一介電層,在該介電層内形 成介電孔,熱分解一含鈕金屬有機先驅物而形成一 第湏 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 A7 __B7 五、發明說明() 氮化钽(TaN)層於該介電層上。在該介電層上形成氮化組 (TaN)層後,再施以電漿處理,且以使用氬基電漿者為佳。 此外,採用一導電材料填充該介電孔而完成該積體電路 結構。 圖式簡單說明: 本發明技術内容於下列配合圖式詳細說明之,以使 本發明更容易得以理解。 第1圖所示為本發明使用之設備實施例的示意圖; 第2圖所示為本發明使用之設備實施例的示意圖,其中 該任一設備至少包含一遠端電漿源;及 第3 a-3 c圖所示為一積體電路結構於不同製造階段時的 剖面示意圖,其中該積體電路結構包含一氮化組 (TaN)化合物層。 MW 1 —w 卜 W ·— L 確 · 1« ϋ n ϋ n n ϋ 一aJ« n n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖號 對 照 說 明 • 10 矽 晶 圓 處 理 系 統 31 系 統 控制器 100 處 理 室 106 AC電源供應 器 110 控 制 單 元 113 中 央 處理器 114 支援 電 路 116 控 制 軟體 118 訊 號 匯 流 排 120 喷 氣 頭 130 氣 流 板 150 基 座 (遠端電 漿源) 151 電 漿 處 理 室 153 氣 體 供應器 155 氣 體 流 量 控 制 器 157 處 理 室入口 第6頁 #· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510014 修正補充 A7 B7 17 2 溫度感測器 191 晶圓表面 200Τ頂表面 2 0 2 S側壁 2〇4 氮化姮化合物層 五、發明説明( 170嵌設型加熱器元件 1 9 0 晶圓 2 0 0 基材 202材料沉積層 2 0 2 Η接觸孔 2 5 0基材結構 發明詳細說明: 第1圖所示者為本發明使用之一晶圓處理系統1 〇實 施例,執行該系統1 0形成氮化鋰(TaN)化合物層。其中該 曰曰圓處理系統1 〇至少包含一處理室1 Q 〇、一氣流板1 3 Q、 一控制單元1 1 0及其它硬體設備(電源供應器丨〇6及真空 幫浦1 0 2)等。本發明所使用之矽晶圓處理系統1 〇其詳細 說明可見於美國專利申請案 09/2 1 1 998 、、High
Temperature Chemical Vapor Deposition Chamber"中揭露 内容,在此將該專利併入此處以做為參考資料。此系統 1 〇之特色於下列說明之。 處理室100 處理室100中大體上包含一基座150,該基座150用 以支撐一基材(例如:一半導體晶圓1 9 0)。該基座1 5 0使 用一位移機構(未顯示)使其能於處理室1 0 〇内作垂直移 動。 在形成一氮化妲(TaN)化合物層之前,將該晶圓1 9〇預 先加熱至某特定溫度,該所需之特定溫度則依所進行 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、可· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明( 之製程決定。舉例而言,此晶 久偉基座 150可藉由一 嵌設型加熱器元件1 7 0達到加埶+ 加熟政果·此支撐基座150 可藉由一 AC電源供應器丨 I生一電流而使嵌設型加 熱器元件1 70達到電阻加埶 …戍呆,晶圓190則受到基座 1 5 0之熱量而間接受熱。 一溫度感測器172(例如一埶雷彼、♦山 .、、、電偶),亦嵌設於晶圓支 樓基座150中,以傳統方式監視該支律基座15〇之溫度。 所測得之溫度接著被饋入_回授迴路中,以控制供予加 熱元件170之電源供應器106所供給的電量,進而在特 定製程之應用上,可達到維持或控制晶圓於一預定溫度 之功效。此外,該基座150可選擇性如以電漿或輻射加 熱之(未顯示)。 一真空幫浦102用以排出處理室1〇〇之空氣與維持 處理室100内適當之氣體流量及壓力。處理氣體經由一 噴氣頭120而導入處理室1〇〇中,其中該噴氣頭位於晶 圓支撐基座150上方。該喷氣頭12〇與一氣流板耦 合,該氣流板1 3 0用以控制及供應各種不同處理步驟所 需之氣體。 此外,喷氣頭120與晶圓支撐基座150形成空間相 隔之一對電極,當電極間產生一電場時,被導入至處理 室100中的處理氣體被激發成一電漿。一般來說,上述 電場之產生乃是經由一匹配網路(matching network,土 禾 顯示)將晶圓支樓基座1 5 0連接至射頻功率器而得(未顯 示)。另外,該射頻功率器與匹配網路也可搞合至嘴氣頭 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---s---/—:----- ^--------^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510014 A7 B7_____ 五、發明說明() _ 120處或也可轉合至噴氣頭12〇與晶圓支撐基座15〇兩 者處。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以電襞促進式化學氣相沉積(PECVD)技術之機制而 言’一外加電場被加至鄰近基材表面之反應區,反應氣 體因而受到激發與解離,並因此生成一電漿反應物種。 該電衆中之各物種,因具有相當之活性而使化學反應發 生所需之能量得以降低,因此PECVD技術可在較低溫度 需求下進行。 使用一質流量控制器(未顯示)與一控制器單元(例 如:一電腦’未顯示)可適當控制與調節流過一氣流板1 3 〇 之流率。並使用該喷氣頭12〇可使該氣流板13〇之處理 氣體均勻導入並散佈於該處理室1〇〇中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由圖例中可知,控制器單元i i 〇至少包含一中央處 理器113、一支援電路114及容置相關控制軟體之116記 憶體。控制器單元11 0負責晶圓數道步驟的自動控制管 理工作,例如:晶圓傳送、氣體流量控制、溫度控制、 射頻功率控制、氣體排出等其它步驟。控制器單元1 i 〇 與設備10之各式副件間之雙向溝通可透過總稱為訊號匯 流排11 8之諸多訊號線為之,第1圖例中顯示者為其中 之部分訊號線。 系統控制器31可為任一形式之一般用途電腦處理, 該系統控制器可用以控制各類工業用處理室與次處理器 之設定。此電腦可使用任何合適之記憶體,例如:動態 隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟機、硬碟及其它形 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' 一 510014 A7
式之數位儲存裝置(位於當地或遠端處皆可)。各種支援 電路可與處理器耦合,以利用傳統方法支援處理器之各 種處理工作。此外,製程程序副裎式町存於記憶體中, 也可選擇性以一位於遠端之第二處理器執行之。 將基材置於支撐基座後,再執行製程程序副程式。 當執行製程程序副程式時,一般用途電腦將轉換成特殊 用途電腦’因此得以控制處理室運作使進行沉積過程。 另外’處理室之運作也可以遠端硬體(例如:一特殊用途 之積體電路或其它形式之執行硬體及一包含硬體或軟體 之設備)加以控制之。 一达端電衆源1 5 0與該晶圓處理系統1 〇輕合,如第 2圖所示,該遠端電漿源15〇用以提供該處理室1〇〇 一 遠端產生之電漿。該遠端電漿源15〇至少包含一氣體供 應器153、一氣體流量控制器155 '一電漿處理室ι51、 及一處理室入口 1 5 7。其中該氣體流量控制器1 5 5控制 從該氣體供應器153輸送至該電漿處理室151之處理氣 體流率。 一遠端電漿產生方式係由施加一電場於該電聚處理 室15 1中處理氣體而達成之,並產生一電漿反應物種。 典型上,一射頻功率器(未顯示)用以產生該電漿處理室 151中的電場。該反應物種該遠端電聚源150中產生且 通過該處理室入口 157而被導入至該處理室1〇〇中。 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —一 —Γ j—- ^ ^請先閱讀背面之>£意事項再填寫本頁) ----訂--- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 A7 B7 五、發明說明() 氮化组(TaN)化合物複合層 下列實施例所說明者為一製備氮化组化合物複合層方 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 法,該製備方法可提供具有良好階梯覆蓋能力及低電阻 率之一氮化组化合物層。 第3a-3c圖所示為一積體電路結構於不同製造階段 時的剖面示意圖’其中該積體電路結構包含一氮化钽(TaN) 化合物阻障層。一般而言,基材200所指者為任何能在 其上加以處理之工作物件,而基材結構2 5 〇指的則是該 基材200與 >儿積其上之它種材料沉積層的組合體。 該基材200所指者為矽或其它材料沉積於該晶圓上 所組成之基材’端視製程階段而定。第3 a圖所示者即為 一基材結構250之剖面示意圖,其中一材料層202形成 於該基材上’其中該材料層202可為一氧化物(例如:二 氧化梦、氟化梦酸鹽玻璃(FSG)、未摻雜之石夕酸鹽玻璃 (USG))。以傳統方式形成該材料層202並將其圖案化用 以提供一具有側壁202S之一接觸孔202H,且該接觸孔 202H延伸至該基材200之頂表面200T。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第3b圖所示者為形成於如第3a圖顯示之基材結構 250上的一氮化钽(TaN)化合物層204。熱分解一含鈕的 金屬有機先驅物以形成該氮化組化合物層 204。該含組 之金屬有機先驅物可由下列群組中選擇之:五(二乙基氮) 化钽(PDEAT) (Ta(NEt2)5)、五(乙基甲基氮)化钽(PEMAT) (Ta(N(Et)Me))5)、五(二乙基氮)化钽(PDMAT) (Ta(NMe2)5)、四(乙基甲基氮)化钽(TEMAT) 第11頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510014 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() (Ta(N(Et)(Me))4)、四(二乙基氮)化钽(TDEAT) (Ta(NEt2)4)、四(二曱基氮)化鈕(tdMAT) (Ta(NMe2)4)或 上述物質所組成的群組中選出。 使用載體氣體,例如:氫氣(h2)、氦氮(He)、氬氣(Ar)、 氮氣(NO者’從上述載體氣體中選擇出並與該含钽之金 屬有機先驅物進行混合。 一般而δ ’在相似第1圖所示之處理室中使用下列 製程參數形成該氮化钽化合物層。其中該製程參數為: 晶圓溫度範圍約為200〜600。(:;處理室壓力約為0.1〜100 托耳;含钽金屬有機先驅物氣體流率約為〇丨〜1〇〇〇 sccm 及載體氣體流率約為1〇〜10000 seem。採用上述製程參 數時’該處理室量測得到該氮化钽(TaN)化合物層沉積速 率約為0.1〜1000埃/分鐘,其中使用之基材直徑約為200 mm,該處理室係購自美商應用材料公司。 本發明範圍亦包含在其它不同種類之處理室中所進 行的沉積製程’且上述說明沉積該氮化钽(TaN)化合物層 的過程中,製程參數將依所使用之處理室而有所變化。 例如:與美國應用材料公司所購得之處理室相比較時, 選用容積較大(而所處理基材亦可改為直徑3〇〇 mm者)或 較小之其它處理室者時,製程所需求之氣體流率分別轉 變為較大或較小之氣體流率。 依據上述說明之製程參數,熱分解該含钽之金屬有 機先驅物以製備該氮化钽(TaN)化合物層,該氮化钽(TaN) 化合物層中含有碳成分。其中該氮化钽(TaN)化合物層成 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) • «I ϋ n ϋ 1^1 n ϋ ϋ I · ·1 n n 1 H ϋ 1 >5J· n n n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510014 A7 B7 五、發明說明() iL---rl·---裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分包含組(Ta)、氛(N)、碳(C)、及氧(〇),該化合物層之 一典型組成比例為鈕:氮:碳:氧約為4 ·· 2 5 : 3 : 〇 5。 如上所述’該氮化組(TaN)化合物層為包含氮化钽及碳化 组之混合組成® 熱分解一含组的金屬有機先驅物所形成之該氮化钽 (TaN)化合物層204具有良好之階梯覆蓋能力。該氮化鈕 (TaN)化合物層204之厚度則端視特定製程所需求而變化 之。一般而言,該氮化鈕化合物層2 04沉積厚度約為50 〜1000埃。 禮· 該氮化钽(TaN)化合物層204形成於該基材2〇〇後, 施以電漿處理。其中該氮化鈕(TaN)化合物層204以氬基 電漿處理者為佳。電漿處理所使用之載體氣體,例如: 氫氣(H2)、氮氣(N2)、氦氮(He),從上述載體氣體中選擇 出並與該含钽之金屬有機先驅物進行混合。此外,使用 一氫基電漿或一氦基電漿用以電漿處理該氮化鈕(TaN)化 合物層204。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般而言,在相似於第1圖或第2圖所示之處理室 中採用下列製程參數進行電漿處理該氮化鈕化合物層 2 04。其中該製程參數為:晶圓溫度範圍約為 200〜600 °C ; 一處理室壓力約為〇·1〜1〇〇托耳;一氬氣流率約為 10〜1000 seem及一射頻功率約為50〜2000瓦特。其中 該氮化钽(TaN)化合物層之電漿處理時間約少於300秒 電漿處理該氮化鈕(TaN)化合物層使其更加緻密化, 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510014 A7 一 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明() 該化合物層之電阻率因而降低。 該氮化钽化合物層204之電漿處理可以多階段處理 步驟而選擇性施行之,亦即在該化合物層 204進行電漿 處理後,接繼施以化學處理。舉例而言,一氬(Ar)基電 漿用以進行該化合物層204之電漿處理,隨後再對該化 合物層204進行化學處理,例如··以甲矽烷(SiH4)為之者。 該氮化钽(TaN)化合物層具有方向性。一氬基電漿被 認為可有效降低該氮化钽(TaN)化合物表面之電阻率,其 中該氮化钽(TaN)化合物表面係與該晶圓表面(例如:該 接觸孔202H之表面202T)平行者。另外,當該氬基電漿 之氫含量增加時,該氨基電漿處理所獲得之氮化钽(TaN) 化合物層204的電阻率亦隨之增加。若將該氮化钽(TaN) 化合物層204施以化學處理,舉例而言,以甲矽烷(SiH4) 進行化學處理可降低與該晶圓表面(例如:該接觸孔202H 之表面202S)垂直之該化合物層204表面的電阻率。 選擇性再沉積一氮化钽(TaN)化合物層於另一氮化钽 (TaN)化合物層上,其中該化合物沉積層厚度範圍約為30 〜5000埃。在每一氮化钽(TaN)化合物層形成後,施以電 漿處理使該化合物層之電阻率得以降低。 請參閱第3c圖,沉積該氮化鈕(TaN)化合物層且電 漿處理後,接繼使用一導電材料(例如··鋁(A1)、銅(Cu)、 鎢(W)、或從上述物質所組成的群組中選出)填充該孔 202H。該導電材料之沉積方式係由化學氣相沉積法 (CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、電錄、或從上述方法所 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 #. 510014 A7 B7_ 五、發明說明() — 組成的群組方式中選出。 上述說明僅為本發明中較佳實施例,熟知該項技藝 者在閱讀過以上之揭露後可輕易對之加以變動及修改, 然而本發明之範圍並不僅侷限於上述說明之實施例,以 上所述之修改及置換都不脫離本發明之精神範圍。 0 ϋ n*li ϋ n ΐ— —λ- ·ϋ «ϋ · ϋ -^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- W- 申請專利範圍 1. 一種用於製造積體電路之薄膜沉積方法,該方法至少 包含下列步驟: (a) 形成一氮化輕(TaN)化合物層於一基材上; (b) 電漿處理該氮化鈕(TaN)化合物層;及 (c) 暴露該電漿處理過之氮化鋰(TaN)化合物層於 一含曱矽烷(SiH4)之氣體中。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述(a)步驟 至少包含: 放置一基材於一沉積處理室中; 提供一混合氣體於該沉積處理室中,其中該混合 氣體至少包含一含妲之金屬有機先驅物;及 熱分解該含鈕之金屬有機先驅物,以形成一氮化 is(TaN)化合物層於該基材上。 3 .如申請專利範圍第2項所述之方法,其中上述混合氣 體更包含一載體氣體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4.如申請專利範圍第3項所述之方法,其中上述載體氣 體係選自由氫氣(H2)、氬氣(Ar)、氦氮(He)、氮氣(N2)、 或上述氣體所組成的群組。 5 .如申請專利範圍第2項所述方法,其中上述含麵金屬 有機先驅物係選自由五(二乙基氮)化鈕(PDEAT) 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 510014 A BCD 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (Ta(NEt2)5)、五(乙基甲基氮)化鈕(PEMAT) (Ta(N(Et)Me))5)、五(二甲基氮)化麵(PDMAT) (Ta(NMe2)5)、 四(乙基甲基氮)化鋰(TEMAT) (Ta(N(Et)(Me))4)、四(二乙基氮)化妲(TDEAT) (Ta(NEt2)4)、四(二甲基氮)化輕(TDMAT)(Ta(NMe2)4) 或上述物質所組成的群組。 6.如申請專利範圍第2項所述之方法,其中上述基材其 溫度加熱範圍約為2 〇 〇至6 〇 〇 °C。 7·如申請專利範圍第2項所述之方法,其中上述沉積處 理室之壓力維持範圍約為0 · 1至1 0 0托耳。 8. 如申請專利範圍第2項所述之方法,其中上述供給至 該沉積處理室之含妲金屬有機先驅物氣體流率約為 0.1 至 1 000 seem。 9. 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中上述供給至 該沉積處理室之載體氣體流率約為10至1 0000 sccm。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述電黎產 生之(b)步驟至少包含·· 提供一混合氣體至一處理室中;及 對该處理置中之混合氣體施加一電場以產生電 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 510014經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 漿。 1 1.如申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中上述混合氣 體包含一或多種選自由氫氣(H2)、氬氣(Ar)、氦氮 (He)、或氮氣(N2)所組成之群組的氣體。 1 2 ·如申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中上述處理室 之壓力維持範圍約為0.1至100托耳。 1 3 ·如申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中上述混合氣 體供給至該處理室之氣體流率約為10至1 0000 seem。 1 4.如;申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中上述電場為 一射頻電源。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法,其中上述射頻電 源功率約為50至2000瓦特。 1 6.如申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中上述電漿係 產生於一用以沉積氮化鉅(TaN)化合物層之處理室中。 1 7 ·如申請專利範圍第1 0項所述之方法,其中上述電漿係 產生於一處理室中,且該處理室係與一用以沉積氮化 鋰(TaN)化合物層之處理室耦合。 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 510014 ABCD 六、申請專利範圍 1 8 .如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述(b)步驟 至少包含: 使用一氬(A〇基電漿對該氮化鈕(TaN)化合物層進 行電漿處理。 1 9 · 一種用於製造積體電路之薄膜沉積方法,該方法至少 包含下列步驟: (a) 從一含姮之金屬有機先驅物形成一氮化钽(TaN) 化合物層於一基材上; (b) 電漿處理該氮化鈕(TaN)化合物層;及 (c) 暴露該電漿處理過之氮化妲(TaN)化合物層於 一含甲矽烷(SiH4)之氣體中。 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述之方法,其中上述含妲金 屬有機先驅物係選自由五(二乙基氮)化鉅(PDEAT) (Ta(NEt2)5)、五(乙基甲基氮)化鋰(PEMAT) (Ta(N(Et)Me))5)、五(二甲基氮)化鋰(PDMAT) (Ta(NMe2)5)、四(乙基甲基氮)化妲(TEMAT) (Ta(N(Et)(Me))4)、四(二乙基氮)化鈕(TDEAT) (Ta(NEt2)4)、四(二甲基氮)化妲(TDMAT)(Ta(NMe2)4) 或上述物質所組成的群組。 2 1.如申請專利範圍第1 9項所述之方法,其中上述基材其 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾. •、可· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 溫度加熱範圍約為2 0 0至6 0 0。(:。 22.如申請專利範圍第1 9項所述之方法,其中上述氮化姮 (TaN)化合物層是在壓力範圍約為〇.1至1〇〇托耳之間 形成。 2 3 ·如申請專利範圍第1 9項所述之方法,其中上述氮化鋰 (TaN)化合物層是在一或多種選自由氫氣(H2)、氬氣 (Ar)、氦氮(He)、或氮氣(N2)所組成之群組的氣體中被 電漿處理。 24. —種用於製造積體電路之薄膜沉積方法,該方法至少 包含下列步騾: (a) 從一含艇之金屬有機先驅物形成一氮化起(TaN) 化合物層於一基材上; (b) 在一或多種選自由氫氣(H2)、氬氣(Ar)、氦氮 (He)、或氮氣(N2)所組成之群組的氣體中電漿處理該氮化 鋰(TaN)化合物層;及 (c) 暴露該電漿處理過之氮化鈕(TaN)化合物層於 一含甲矽烷(SiH4)之氣體中。 2 5.如申請專利範圍第24項所述之方法,其中上述含艇金 屬有機先驅物係選自由五(二乙基氮)化忽(PDEAT) (Ta(NEt2)5)、五(乙基甲基氮)化担(PEMAT) 第麵 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚) /—s 請 先 閲 讀 背 面 之 意 事 項 再 填 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 ABCD 六、申請專利範圍 (Ta(N(Et)Me))5)、五(二甲基氮)化钽(pdMAT) (Ta(NMe2)5)、四(乙基甲基氮)化钽(TEMAT) (Ta(N(Et)(Me))4)、四(二乙基氮)化鋰(TDEAT) (Ta(NEt2)4)、四(二甲基氮)化鉍(TDMAT)(Ta(NMe2)4) 或上述物質所組成的群組。 2 6.如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中上述基材其 溫度加熱範圍約為200至6〇〇°C。 27.如申請專利範圍第25項所述之方法,其中上述氮化妲 (TaN)化合物層是在壓力範圍約為〇.丨至丨〇〇托耳之間 形成。 2 8 ·如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中上述氮化妲 (TaN)化合物層是在氬氣(Ar)中被電漿處理。 29.如申請專利範圍第25項所述之方法,其中上述氮化妲 (TaN)化合物層;I;在氫氣(HO中被電漿處理。 3 0 · —種形成一元件之方法,該方法至少包含下列步驟: (a) 提供一具有一介電層之基材,且該介電層内具 有介電孔; (b) 形成一氮化妲(TaN)化合物層於該介電層上; (Ο電漿處理該氮化钽(TaN)化合物層; , 第2頂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .¾. -、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 _____ 申請專利範圍 (d)暴露該電漿處理 知里過又氮化鋰(TaN)化合物層於 一含甲矽烷(SiH4)之氣體中;及 ⑷以-導電材料填充該介電孔。 31·如申請專利範圍第μ所述之方法,其中上述填充該 介電孔之導電材料的雷 1見阻率約小於1 0微歐姆-公分。 3 2 ·如申請專利範圍第3 〇項 、所述之方法,其中上述介電層 係選自由二氧化矽、顧仆 乱化發酸鹽玻璃(FSG)、未摻雜之 矽酸鹽玻璃(USG)、戋卜、4^, 4上返物質所組成之群組。 33. 如申請專利範圍第3〇項所、 ^ + ,斤述足万法,其中上述填充該 介笔孔之導電材料係選 、、,、 ㈢田鋼(Cu)、鋁(Α1)、鎢(w)、 或上述物質所組成之群組。 34. 如申請專利範圍第3〇項 /、尸/Γ迷又万法,其中上述之(b 步驟至少包含: 放置該基材於一沉積處理室中; 提供一混合氣體於該沉積處理室中,其中該混合 氣體至少包含一含輕之金屬有機先驅物; 熱分解茲含鈕之金屬有機先驅物,以形成一氮化 鋁(TaN)化合物層於該基材上。 〇 5 ·如申凊專利範圍第3 4項所述之方法,其中上述混合氣 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) .............. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 體更包含一載體氣體。 3 6.如申請專利範圍第3 5項所述之方法,其中上述載體氣 體係選自由氫氣(H2)、氬氣(Ar)、氦氮(He)、氮氣(N2)、 或上述氣體所組成的群組。 3 7 ·如申請專利範圍第3 4所述方法,其中上述含钽金屬有 機先驅物係選自由五(二乙基氮)化钽 (PDEAT)(Ta(NEt2) 5)、五(乙基甲基氮)化妲 (PEMAT)(Ta(N(Et)Me))5)、五(二甲基氮)化鈕(PDMAT) (Ta(NMe2)5)、 四 (乙基甲基氮)化 (TEMAT)(Ta(N(Et)(Me))4)、四(二乙基氮)化妲 (TDEAT)(Ta(NEt2)4)、四(二曱基氮)化鋰(TDMAT) (T a (N M e 2) 4)或上述物質所組成的群組。 3 8.如申請專利範圍第3 4項所述之方法,其中上述基材其 加熱溫度範圍約為200至600°C。 3 9.如申請專利範圍第3 4項所述之方法,其中上述沉積處 理室壓力維持範圍約為0.1至100托耳。 4 0.如申請專利範圍第3 4項所述之方法,其中上述供給至 該處理室之含鈕金屬有機先驅物氣體流率約為0.1至 1000 seem 〇 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 510014 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 1 .如申請專利範圍第3 5項所述之方法,其中上述供給至 該處理室之載體氣體流率約為10至1 0000 seem。 42.如申請專利範圍第3 0項所述之方法,其中上述電漿產 生之(c)步驟至少包含: 提供一混合氣體至一處理室中;及 對該處理室中之該混合氣體施加一電場以產生電 漿。 43 .如申請專利範圍第42項所述之方法,其中上述混合氣 體包含一或多種選自由氫氣(H2)、氬氣(Ar)、氦氮 (He)、氮氣(N2)、或上述氣體所組成之群組的氣體。 4 4.如申請專利範圍第4 2項所述之方法,其中上述處理室 之壓力維持範圍約為0.1至1 0 0托耳。 45 .如申請專利範圍第42項所述之方法,其中上述混合氣 體供給至該沉積處理室之氣體流率約為 1 0至 1 0000 seem ° 46.如申請專利範圍第42項所述之方法,其中上述電場為 一射頻電源。 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) %衣· _訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 -BCD 六、申請專利範圍 47·如申請專利範圍第46項所述之方法,其中上述射頻電 源功率約為5 0至2 0 0 0瓦特。 48 .如申請專利範圍第42項所述之方法,其中上述電漿係 產生於一用以沉積氮化妲(TaN)化合物層之處理室中。 49.如申請專利範圍第42項所述之方法,其中上述電漿係 產生於一處理室中,且該處理室係與一用以沉積氮化 Is (TaN)化合物層之處理室轉合。 5 0.如申請專利範圍第30項所述之方法,其中上述(c)步驟 至少包含: 使用一氬(Ar)基電漿對該氮化鈕(TaN)化合物層進 行電漿處理。 5 1. —種形成一元件之方法,該方法至少包含下列步驟: (a) 提供一具有一介電層之基材,且該介電層内具 有介電孔; (b) 從一含鈕之金屬有機先驅物形成一氮化妲(TaN) 化合物層於該介電層上; (c) 電漿處理該氮化妲(TaN)化合物層; (d) 暴露該電漿處理過之氮化鈕(TaN)彳匕合物層於 一含曱矽烷(SiH4)之氣體中;及 (e) 以一導電材料填充該介電孔。 第25頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 ABCD申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 2.如申請專利範圍第5 1所述方法 機先驅物係選自由五 (PDEAT)(Ta(NEt2) 5)、五( (PEMAT)(Ta(N(Et)Me))5)、五(-(T a (N M e 2) 5)、四 (乙 (TEMAT)(Ta(N(Et)(Me))4)、 (TDEAT)(Ta(NEt2)4)、四(二 (Ta(NMe2)4)或上述物質所組 ,其中上述含垣金屬有 二乙基氮)化鈕 乙基甲基氮)化钽 .甲基氮)化姮(PDMAT) 基甲基氮)化钽 四(*一乙基氮)化in .f基氮)化妲(TDMAT) 成的群組。 53·如申請專利範圍第51項所述之方法’其中上迷基材其 加熱溫度範圍約為200至6〇0°C ° . 5 4.如申請專利範圍第5 1項所述之 方法,其中上述氮化赵 (TaN)化合物層是在壓力範園約為 形成。 〇.1至1〇〇托耳之間 方法,其中上述氮化鈕 由氫氣(H〇、氬氣 5 5 .如申請專利範圍第5 1項所述之 (TaN)化合物層是在一或多種遠 #扣成之群組的氣體中被 (Ar)、氦氮(He)、或氮氣(N2)所、,且说 電漿處理。 、,:$少包含下列步驟· 5 6 · —種形成一元件之方法,該万法主/ > a、旄姑,I該介電層内具 (a)提供一具有一介電層之基材 第26頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -¾. -訂- 510014 A BCD 六、申請專利範圍 有介電孔; (b) 從一含鈕之金屬有機先驅物形成一氮化妲(TaN) 化合物層於該介電層上; (c) 在一或多種選自由氫氣(I)、氬氣(Ar)、氦氮 (He)、或氮氣(NO所組成之群組的氣體中電漿處理該氮化 is (TaN)化合物層; (d) 暴露該電漿處理過之氮化钽(TaN)化合物層於 一含甲石夕燒(SiH4)之氣體中;及 (e) 以一導電材料填充該介電孔。 5 7.如申請專利範圍第5 6所述方法,其中上述含鉦金屬有 機先驅物係選自由五(二乙基氮)化钽 (PDEAT)(Ta(NEt2) 5)、五(乙基甲基氮)化妲 (PEMAT)(Ta(N(Et)Me))5)、五(二甲基氮)化每(PDMAT) (Ta(NMe2)5)、四 (乙基曱基氮)化鈕 (TEMAT)(Ta(N(Et)(Me))4) > 四(二乙基氮)化妲 (TDEAT)(Ta(NEt2)4)、四(二甲基氮)化姮(TDMAT) (T a (N M e 2) 4)或上述物質所組成的群組。 5 8.如申請專利範圍第5 6項所述之方法,其中上述基材其 加熱溫度範圍約為200至600°C。 59.如申請專利範圍第56項所述之方法,其中上述氮化姮 (TaN)化合物層是在壓力範圍約為0.1至1〇〇托耳之間 第27頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ^S 請 閲 讀 背 意 事 項 再 塡 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510014 A B CD 六、申請專利範圍 形成。 6 0.如申請專利範圍第5 6項所述之方法,其中上述氮化 (TaN)化合物層是在氬氣(Ar)中被電漿處理。 6 1 .如申請專利範圍第5 6項所述之方法,其中上述氮化钽 (TaN)化合物層是在氫氣(H2)中被電漿處理。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾. -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第28頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)
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