TW546395B - Method for improving the adhesion of sputtered copper films to CVD transition metal based underlayers - Google Patents

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Description

546395 五、發明說明（i) 【發明領域】 本發明係關於半導體裝置製造方法當中，銅 金屬基之下層的附著力。 τ心履 【發明背景】 半導體工業致力於將銅内連線導入未來世代之 裝置當中，以取代習用鋁與鋁合金内連線。因 承葡 電流能力較高，所以導入銅内連線可以縮小裝置的：：載 狀、減少功率消耗以及發熱現象。不過‘ 石:内1在介電質内漂移，造成裝置在低溫時性=在 為了避免不當的鋼原子移動，通f使用 料(諸如组基板料，更特別是的叙或譲;=以板 層，作為銅内連線層與下層介電層(諸如氧)化之阻二， 擴散障壁。提供該擴散障壁的方法之一係 6 b的 理氣相沈積（PVD)。A ^ μ θ ^、猎由濺鍍進行物 用基本上是-種瞒準線沈積方法，所以益法、„鑛作 咼縱橫比之接近表面部件的側壁。 k田覆盍具有 目前有兩種化學氣相沈積（CVD)方 化CVD(PECVD)。奥可以取代pvD。⑺ ^CVD與電漿強 可順應具有高縱橫比之構形部件。熱=均ί層’其 法，其中流經已加熱半導體基板上之，、一種南溫方 化學反應，在該加埶基板上 反應物流會產生 CVD係較低、、θ方半 '積6固體層。電漿強化 物。低…，其導入-種電“活化該氣態反應化 為了沈積-層過渡金屬基之阻障層，這兩種CVD方法 546395 五、發明說明（2) 均使:種氣相反應物（例如，一種過渡金屬南 =如：:匕钽或鹵化鈦)與一種還原氣體(例如 人Ή 體二#WH2)或氨（Νη3)其中之_)反應。若3虱乱 係虱:而該氣相反應物係一種鹵化鈕，則會沈積^广體， 若遠還原虱體是一種含氮氣體， 、、-a 物的化學反應產生齒素原子為其副產物。使用包二反應金 屬鹵化物氣相反應4匆，以CVD方法之—所沈積的過 基之材料層中結合有低殘留水準的副產物鹵素原子“ 素原子是不良雜質。例如，使用五氟化鈕，以： CVD沈積在一基板上之鈕層通常包含平均約〇5原子 之殘留齒化物，本實例中該殘留南化物為氧。+過1 之氟濃度尖峰係在接近界面處，特別是該障壁/介 面與該障壁/銅界面處。 貝介 已發現，該障壁/介電質界面存在高濃度幽素原子斑 該過渡金屬基之層對於下層介電質的附著力大幅降低有 關。同樣地，已發現該障壁/銅界面處鹵素原子濃度^與 銅對於該過渡金屬基之層的附著力降低有關。齒素原子嚴 重破壞介於該過渡金屬基之層與該介電質或銅膜之間的界 面原子鍵，因此使該過渡金屬基之層與下層銅層更容易剝 離。與本文同一曰期申請而且標題為預處理介雷層加強 CVD金屬層...與彼t附著—力的_方_(METHq7 FOR PRET^7TING DIELECTRIC LAYERS TO ENHANCE THE ADHESION OF CVD METAL LAYERS THERETO)共待審申請案序號 中，
第6頁 546395 五、發明說明（3) 已提出於该阻卩早層C V D之前，以含氮電襞預處理該介電質 表面。該預處理於界面處提供氮，其改善隨後覆蓋之阻障 層的附著力。雖然該預處理有助於改善該障壁/介電質界 面之附著力’但疋還需要該障壁/銅界面處的另外改1。 因此’需要一種CVD方法，其可以避免殘留鹵素雜質 改變以CVD方法沈積在覆蓋有介電質之基板上之過渡金屬 基之阻障層上的銅膜附著力。 & 【發明概述】 本發明提出一種改善銅膜對於過渡金屬基之障壁下層 附著力的方法。為了達到此目的，根據本發明，使$過二 金屬鹵化物先質，以化學氣相沈積沈積過渡金屬基之障^ 下層。本發明實例之一當中，栋用足惫卜^ * τ /τ λΐ ^ ^ 士 田甲使用五亂化鈕先質沈積調變
Ta/TaNx下層。使用此等先質之化學反應於阻障層中 鹵素雜質。然後，以含氮氣體（諸如氨）所產生 該阻障層。該阻障層的電漿後處理降低表 。 該後處理之後，以物理氣相沈積將銅膜u二 ρ早層上因為该銅膜/阻障層界面處之鹵素雜 之故，該銅膜顯示出對於障壁下層良好附' 牛"· 【發明之詳細說明】 ° 耐火性過渡金屬（諸如鈕（Ta)或鈦（Ti)蛊 (TaN或TiN)係有效的銅(Cu)擴散障壁致杲、鼠化物膜 度熱安定性、冑度導電性以及抗外來元素因於其南 Ta與TaN對於銅具有化學惰性，所以倍受注—*貝擴散性。 Cu與N之間不會形成化合物。 目，Cu與Ta或
546395 五、發明說明（4) 明破鹵钽係Ta與TaN阻障層CVD的便利無機物質來源。更 示^地說，該無機先質係一種五鹵化鈕（TaXs )，其中X表 =:化氟（F)、氯（C1)與溴（Br)。就Ti與TiN阻障層之CVD 相二私^常選擇齒化欽，諸如四*化欽（ΤΐΧ4)。在化學氣 先=積（CVD)當中，使用熱能或電能其中之一活化該氣體 過貝。於活化時，該氣體先質化學反應形成一層膜。不 該^ ί方法當中，於該先質反應期間所產生的齒素原子與 貝膜〜合，提咼其於膜界面處之水準。該阻障層與銅 、1面處的_素原子含量提高會使得銅剝離。 為了達到此目的，而且根據本發明，使用cvd方法沈 檟I早壁下層。該阻障層可為調變Ta/TaN阻障層、調變 T/ /T 1 N阻障層或任何其他適用的過渡金屬基之層。然 該阻障層暴於CVD室内的含氮電漿當中，例如一種氨電、 漿。該含氮電漿與陷於接近該阻障層表面的_素原c子反 應^並有效地將其帶離。當該含氮電漿另外包括氮 如氨或)時，該電漿後處理更有效。該後處理之後-， 將該基板移到一個PVD模組中，並將銅膜沈積於 處理阻障層上。 、、电水 述可/用於本發明之化學氣相沈積（CVD)系統10。 糸統10包括-個CVD反應室u與一個先質輸送系統12。本 文所不之糸統10特定實施例僅供說明本發明之操作，不應 用以限制本發明範圍。在反應室i!内進行反應，將一種^ 質氣體’例如五氟鈕(TaF5)或其他鹵化鈕化合* ，層膜’諸如纽㈤及/或氮化_TaNx)阻障層膜。因為成
第8頁 麵 546395 五、發明說明（5) 可藉由改變任何既定沈積當中的氣體比例連續變KTaN ， 所以該TaN膜不限於任何特定化學計量（Ta|l) 因此，本 文所使用之TaNx包括任何化學計量之氮化钽膜。 該先質輸送系統12包括-個具有氣體出叫的先質氣 ，來源13 :其使具有氣體入口 16的計量系統15與該㈤室 =通。來源13產生一種先質蒸氣，例如由一種齒化钽化 “勿產生齒化钽蒸氣。該化合物係—種於標準溫度盘麈力 下主固體的化合物。該先質來源保持在可以 = 藉由受控制加熱個持該溫度為佳該ί 虱壓力係本身足以將該先質蒸氣輪送到反應室丨丨 3用+載體，體為佳，系統15使來源13至反應室Μ 二瘵孔轧机保持在足以在反應室u内工業進行cvd法的 流迷。 *緊種常見習用cvd反應器，而且包括由真 空室20。於室2〇内放置-個基板底 伴二二:，八上支樓一基板，諸如半導體晶圓23。室20 :3 =行CVD反應之真空下’該CVD反應將於該半導 45η 沈積一層膜，諸如調變了&/^1阻障層。 ^ VD反應室u的較佳壓力範圍在〇2_5.〇托耳範圍内。 制i Ξ系H24與氣體來源25的操作保持真空，其包括』 r 2 6' ，而且亦包括用以進行钽還原反應之還原氣 淋頭28進入官= 乳（）。來自來源25的氣體經由喷 、 20，嘴淋頭28位於室20内與基板23對面一
第9頁 546395 五、發明說明（6) 端，通常與基板23平行而且面對面。 先質氣體來源1 3包括一個經密封蒸發器3 0，其包括一 個圓柱形蒸發容器31，容器31具有垂直定向軸32。容器31 係由圓柱形壁3 3結合而成，該壁3 3係由一種耐高溫而且不 腐姓材料形成’諸如合金INCONE LTM 600，其内壁34經高度 拋光而且很光滑。壁3 3具有平坦圓形密閉底部3 5與開放式 頂部，以蓋36密封該頂部，該蓋36係與壁33相同之耐熱與 非腐敍性材料製得。來源1 3之出口 1 4位於蓋3 6中。使用高 溫時，諸如使用TaBQ，以一種耐高溫真空相同金屬密封 裝置3 8將蓋36密封於與壁33頂部一體成形之凸緣環37，該 密封裝置38係諸如HELIC0FLEXtM密封裝置，其係由一種環 繞INC ONELTM盤簧之C形鎳管所形成。至於需要較低溫之材 料，諸如TaCls與TaF5，可使用習用彈性〇形密裝 封該蓋。 經由蓋36與容器31連接的 種N性氣體為佳’諸如He或Ar 大里先質材料’諸如氟化鈕、 五鹵化鈕（TaX5)為佳，其係以 入容器3 1内。密封容器3丨，並 使容器3 1中充滿鹵化鈕蒸氣。 底部之先質主體40，只要所形 於容器31底部將該卣化物 主液態時，蒸氣位於液態主體 圓柱體，所以若TaX主體4〇呈 是載體氣體來源39，其係一 。來源1 3包括容器3 1底部之 氯化鈕或溴化鈕（TaX)，以 呈固態之標準溫度與壓力裝 於其中裝入固態TaX主體， 供應鹵化物作為位於容器3 1 成的蒸氣壓力在可接受範圍 加熱至液態為佳。當主體4 〇 40層之上。因為壁33係垂直 ’夜恶’不論T a X水準降低多
546395 五、發明說明（Ό 少，其表面積保持固定。 先質限=;以-，其亦可用於輸送 31内。此種氣體可為氮(=體種可二^ 或氬(紅）。使用一種載體氣體時，其可 遍佈在先質主體4〇上表面上，或入谷盎31内，以 之自容器31底部35滲過主體40向上導入容器31内，使 體氣體的表面積最大。其他 吏主體4〇暴於载 進行輪送)可達到的受控制輸)(P此不：用載體氣體 質為佳。 〜、半/因此，直接輸送該先 為了保持容器31内先質4〇的溫度， 加养哭4 Λ /里社丸L ^ 土 J J的底部3 5與， 4保持熱相通’其使先質4 〇佯捭 溫度高於盆熔赴&社产力士 =4U保符在文控制溫度，1 於逆备、A為仏，在〉又有載體氣體情況下（即，直接 :# ί統，其會產生大於約3托耳的蒸氣壓力，使用1 體時，產生較低蒸氣壓力，諸如m托耳。確心 婆視其他變數而定，諸如載體氣體數量、基板2 3'二 二積等等。在鈕的直接輸送系統中，可於8 3。(：至2 1 8
内、加熱該鹵化钽先質，使蒸氣壓力保持5托耳以上之 乂土 ^力。就Ta Xs而言，所需之溫度約8 3 °C - 9 5 〇C ，例如
TaI?5而要約9 5。〇;所需之溫度約為1 3 0 °C -1 5 0 t ，例如
TaCU需要約145 QC ;所需之溫度約2〇2 °C-218 t ，例如 5耗要約2 0 5 °C。氟化、氯化、與溴化五鹵化组化合朱
546395 五、發明說明（8) 的、^谷點分別在9 7 C至2 6 5 C範圍内。溫度不可以高到使喷 淋頭28之氣體過早反應，或於接觸晶圓23之前反應。 例如，假設加熱容器3 1底部3 5的受控制溫度為丨8 〇 c。使容器3 1的底部3 5處於該溫度，避免先質蒸氣冷凝在 谷器31的壁33與蓋36上’藉由一個獨立控制並與蓋π外面 熱接觸的加熱器45使該蓋保持在比壁33底部35 ^ :熱器44 更高溫度，例如為1 90 °C。容器壁3 3的側面環繞環形空間 46，其位於容器壁33與同心圍繞之外部鋁壁或罐〇之間。 罐47再被-層石夕發泡絕緣體48之環形層圍繞。#由此種溫 度保持安排，使得該蒸氣在介於18〇。〇與19〇 t間之 例溫度範圍以及大於約3托耳（大於5托耳為佳）的 、 在由蓋36、壁33與先質主體4〇表面結合而成之容哭 化1峨料”為“组或鹵二 =貝材科而- 十曰如〆丨乂死丄5包括一個直徑至少約1 /2英吋， ^是内技至少H)毫米”送管糊央寸 察覺的壓力降之較大輪送管為佳 斤 在吕路50田中提供擒板51，其中心係-個圓孔52，圓 U延伸到反應室η，管路50自先質氣體來源 游端與出Π14連接，於體來和處，該管路50的上 入口 1 6連接。管路50自玄Γ = 1處’该官路50的下游端與 段，以及反應室U之出/14至反應器入口 16的整 溫度以上為佳，例如：=匕加熱至先質材料4〇的蒸發
546395 五、發明說明（9) 孔5 2的真空大約〇 · 0 8 9英吋為佳。以控制閥5 3將壓力降自 度數1 調整至度數2 57。在控制閥53之後通過孔52並進 入反應=11的壓力降大於約丨〇毫托耳，而且與流速成比 例。在洛發器1 3出口 1 4與控制閥53之間的管路50當中提供 一個關閉閥5 4 ’ α關閉蒸發器1 3的容器3 1。 在系統10令提供壓力感應器5 5 -58，以便對控制系統 1 〇用=控制為、提供資訊，包括控制自輸送系統丨5進入cVD ^應至11之至2 0内的先質氣體流速。該|力感應器包括感 應器 其與介於蒸發器13之出口 14與關閉閥54之間的管 =連接，以監測蒸發容器3丨内的壓力。壓力感應器5 6係與 二:才:制闕及私板51之間的管路50連接，以監測孔52上 1力，而壓力感應器57係與介於擋板51及反應器入口16 ^間的官路50連接，以監測孔52下游麗力 f器58係與反應室U之室20連接，以監測cv^2〇内的力壓戊 ，由控制器60可以控制流速反應室j 1之， 流速’其中控制器60係根據感應器55_58所 的壓=應，特別是測量通過孔52壓力降的感應器Μ鱼 匕過i 先質蒸氣流係無阻窒氣流情況時，流航 g路52的先質瘵氣貫際流速係以壓力感應器56與”： 力之函數’而且可由孔52上游側的感應器56所 之 壓力對孔52下游至的感應器57所測得的壓力比 /之 當通過孔52先質蒸氣流係受阻窒氣流情、^ 路52的實際流速係以壓力感應器57監测到之 L ^
第13頁 546395 五、發明說明（ίο) —__ 數。在《任一種情、、兄φ ^ 60測定存在阻窒或無：由判斷該處理情況，彳由控制器 可以經由計算，_ 。以控制器6〇進行測定時’ 藉由修正可寻先質氣體的流速。 儲存的查檢或乘=:6〇存取之非永久性記憶體61中所 精確值。測量咳先f:，、:速資料’計算先質蒸氣實際流速 控制可變孔#制門^ ^的貫際流速時’可藉由閉環反饋 或是i 1 與之還原或惰性氣體其中之-或多者， 溫度：“ ΐ力:熱f44、45以控制容器31内之先質蒸氣的 〜…、虱&力，保持所需流速。 頭，使用平行板RF放電，其中驅動電極係氣體輸送喷淋 丁aX ^ ^座22或該晶圓底座或基板23係RF接地。所選用的 中^热氣係與該基板上的其他處理氣體（諸如馬）併用，其 外了基板加熱至介於約3〇〇 —5〇〇。〇之間的溫度。除了％以、 用’亦可使用Ar與He作為處理氣體，其可單獨使用或是併 ί 沈積良好品質PECVD之Ta膜的處理條件示於表1，i 士 s 1 in 佐々；' ，、τ '、母为鐘之福準公升數，而W/cm2係每平方公分之瓦 數。 〜凡
第14頁 546395 基板溫度 300°C-500°C I^x5溫度 95°CC^F5) " 145°C〇Cl5) - 205°C〇Br5) 1-50 seem 流速 1-10 slm Ar、He流速 0-10 slm 處理壓力 0.2-5Ό托耳 RF功率 0.1-5.0 W/cm2
沈積良好品質PECVD之TaNx膜的處理條件示於表2。 表2 基板溫度 300°C-500dC 1¾¾溫度 95ό〇(ΊΆ¥5) - 145^01¾¾ " 205°C〇Br5) 流速 1-50 seem h2流速 1-10 slm N2流速 0.1-10 slm Ar、He流速 0-10 slm 處理壓力 0.2-5.0 托耳 RF功率 0.1-5.0 W/cm2 沈積良好品質熱C V D之T a N X膜的處理條件示於表3。 _画_ 第15頁 546395 五、發明說明（12) 基板溫度 300°C-500°C 溫度 95t：C^F5)、145°CC^C15)、205°C〇I^Br5) 流速 1-50 seem Η2流速 0-10 slm Ar、He流速 0-10 slm 處理壓力 0_2-5_0 托耳 NH3流速1 0.1-10 slm K流速 O.MO slm
該沈積阻障層的厚度足以避免在隨後高溫處理期間該 銅自銅内連線膜擴散到到氧化物内。該擴散障壁的一般厚 度（可以避免銅擴散而且不必改變該内連線性質）介於約】〇 nm與約40 nm之間。 以上述方法沈積之積集層顯示出製造I c時相當重要的 特性。Ta與TaNx之間具有良好光滑界面與良好附著力。該 膜係在可用於低内連線阻抗（低於丨〇〇〇 # Qcm，低於5〇()
// Ω c m為佳）的低電阻係數範圍内，而且該膜具有良好外 形順應性與良好階梯覆蓋（大於〇 · 3 )。此外，沈積速度符 合產出考夏（大於1 〇 〇埃/分鐘），而且該方法使用低晶圓溫 度（低於450 °C )，因此可與該裝置中所使用的其他薄膜材 料相同，此等材料包括介電常數低於以〇2者。
第16頁 546395 五、發明說明（14) 表4 最小值 最大值 範例值 溫度rc) 150 500 350 氨流速(seem) 50 10000 2000 氫流速(seem) 0 10000 2000 氬流速(seem) 0 2000 200 總壓力(托耳） 0.2 20 2 RF功率(W) 50 2500 250 時間(秒） 10 600 60
通常於先前以CVD方法沈積調變阻障層的同一反應器 中進行該電漿後處理。
該含氮處理氣體可為例如氨、氮、聯氨，或是任何其 他含氮氣體。該還原氣體可為氫。不過，可以排除該還原 氣流，特別是當該含氮處理氣體亦包括氫時，諸如若該含 氮處理氣體為氦時。此外，視情況若促進電漿激發與維持 功能時，可使用惰性氣流（諸如氬或氙），若不需要該功能 時，可排除該惰性氣體。該後處理氣體環境中包括氫可以 進一步減少副產物鹵素原子的影響。 對照實例 將覆蓋介電質（S i 02)的矽基板載於一個與系統1 0相似
第18頁 546395
之CVD系、”充中’並於氨(Nh3)與氫氣體環境中預熱至約 C之溫度。2氨與氫各以2 sU之流速流入該反應器内， 如此使反應器壓力保持約2托耳。氬係以約2〇〇 sccm之流 速肌入。玄反應為内。經過約4 5秒的預定暴露時間之後，將 該基板暴於由氨（關3)與氫處理氣體所產生之電漿當中。 至於該電聚預處理’反應器條件另外包括：在約13 6 MHz 頻率下之RF功率約250 W。經過約i分鐘之預定暴露時間之 後，抽空該反應器。
然後，使用五氟化鈕作為氣相反應物，並使用氨作為 ^理氣體，以熱CVD沈積額定厚度為5 nm之氮化钽層。該 氣化组層的沈積條件包括：基板溫度約3 5 〇;五氟化钽 流速約10 seem ·，氨流速約〇·5 slm ;氫流速約15 slm ; 氬流速約2 0 0 s c c m，而反應器真空壓力約2托耳。 然後，使用五氟化组作為氣相反應物，並使用氫作為 還原氣體’以電漿強化CVD在該氮化鈕層上沈積額定厚度 為5 nm之钽層。該鈕層的沈積條件包括：基板溫度約 C ’五氟化组流速約3 0 s c c m ;氫流速約1. 5 s 1 m ;氬流速 約2 0 0 seem ;反應器真空壓力約2托耳；在約13· 6 MHz頻 率下之RF功率約2 50 W。 八
在上述條件下重複進行氮化鈕沈積，以沈積額定厚度 為5 nm之第二TaN層。最後，在上述條件下重複鈕沈積， 以沈積額定厚度為5 nm之最終Ta層。因此所製得的最終膜 堆疊物為20 nm之TaN/Ta/TaN/Ta障壁。 ' ' 於沈積Ta/TaN障壁之後，經由習用真空晶圓機械手臂
第19頁 546395
五、發明說明（16) 立刻將該基板移到一個銅PVD模組。於該模組内，使用純 銅濺革巴（ 99.9 9 9%純金屬銅），以離子化!^])沈積1〇〇〇埃之 銅。該銅膜的沈積條件包括：晶圓溫度為5艺；DC功率為8 kW，而ICP功率為3.5 kW ;基板偏壓為50瓦；氬流速為⑽ seem ，以及壓力為65毫托耳。 圖2顯示該调變T a / T a N阻障層上之銅膜的$ I μ s元素深 度縱剖面圖。該調變阻障層中存在的氟平均水準約4原子 百分比。接近該鈕/銅界面處，顯示出氟的濃度尖峰了爷 縱剖面圖左邊的前丨0 0 0埃係該銅膜。該圖右邊，該 以 CVD-Ta(N^膜的氟進入該銅膜。已知該界面處的氟/含量高 會造成附著力差。實際上，該裝置顯示出不良的銅附著·" 力。該裝置通過膠帶試驗，但是未通過刻刮與膠帶試驗。 該膠帶試驗係將某一長度之思高牌膠帶置於該膜堆疊物 上，然，撕下彼。若該膠帶去除該膜一處，則判定該膜未 通過=著力試驗。該膠帶試驗係測量塗料與其他塗層附著 力的常用試驗。至於該刻刮與膠帶試驗，先以一個金剛石 劃片在該膜上到劃棋盤圖型。然後貼上該膠帶並撕除彼。 运項試驗比單獨的膠帶試驗更為嚴格。
兮人含氮電漿後處理該阻障層的本發明實施例， 巧理與暴於電漿Τ、沈積组以及沈積氮化纽中 m貫例中所述之相同條件。於形成Ta/TaN阻障層 之後，立刻於氮（nh3)與氫之氣體環境以及約35(rc之溫度
第20頁 546395 五、發明說明（17) 後處理該阻障層。該氨與氫各以2 slm之流速 器’使該反應器壓力保持約2托耳。氬以約2〇〇 sccm = = 速流入該反應器。於約45秒的預定暴露時間之後，/阻 障層暴於由氨（NHS)與氫處理氣體所產生之電漿; 該電漿後處理，反應器條件另外白蛀 之RF功率約“"。於心二卜以^…頻率下 該反應器。 ”“里的預-暴露時間之後，抽空 J3:面示圖於氨Λ浆後處理之後沈積之銅膜的si… ^ 2 ^ ^ "子在5亥銅層的氟比圖2少，而且在銅/障壁 界面，=氣水準比圖2低2_3級。該
驗以及刻刮與膠蹀4。 ^且通1Q修T A 附荖力性能罢显 照裝置與該試驗裝置之間的 I 歸因於本發明電漿後處理使得該銅/障 壁界面^之殘留氟水準降低之故。 ,、 = 、、、二藉由貫施例說明本發明，而且已經很詳細地 ^ ^ ^ &例，但是不希望此等詳述限制或在任何方面局 限1Γ Γ供主張權利範圍。熟悉本技術者很容易明白本發明 之” Μ二^與修正。例如，以含氮電漿後處理使用一種過 渡金冰i上物氣相反應物並以CVD沈積之氮化钽、鈦或其 他過罗之阻障層’可以減少上述副產物鹵素原子對於 隨後七^之，層與鈕及氮化钽的附著力之影響。因此，本 發^的^義貫施樣態不受限於所示與說明之特定詳述、代 表設Ϊ ^方法以及實例。因此，在不違背本申請人發明概 念之犯圍或精神之下，可以變化此等詳述。
第21頁 546395 圖式簡單說明 本文附圖與說明書結合並構成本說明書一部分，其圖 示本發明的實施例，而且與本發明上述概要說明以及詳細 說明一併用以解釋本發明原則。 圖1係用以達行本發明方法之反應器的侧面圖，部分 為橫剖面圖； 圖2係沈積在調變鈕/氮化钽膜上的銅層S I MS深度分佈 圖，其中未對該調變膜進行後處理；而
圖3係沈積在調變鈕/氮化钽膜上的銅層S I MS深度分佈 圖，其中根據本發明於沈積銅之前，在該調變膜表面進行 氨電漿後處理。
【符 號說明】 10 系統 11 反應室 12 輸送系統 13 蒸發器 13 來源 14 出口 15 系統 16 入口 22 基座 23 晶圓 23 基板 24 真空泵
第22頁 546395 圖式簡單說明 25-27 來源 2 8 淋頭 30 蒸發器 31 容器 32 垂直定向軸 33 壁 34 内壁 35 底部 36 蓋 37 凸緣環 38 密封裝置 39 氣體來源 40 先質材料 4 4-45 加熱器 46 侧面環繞環形空間 4 7 罐 48 矽發泡絕緣體 50 管路 51 擋板
52 孑L 52 管路 53 控制閥 54 關閉閥 5 5 ~ 5 8 感應器
第23頁 546395 圖式簡單說明 60 控制器 61 記憶體
第24頁

Claims (1)

  1. 546395 案號 90128566 申請專利範圍 曰 層的附著力之改善方法，其中以 層沈積包括化學反應—種過；度金相沈積進行 j還原氣體…該化學反應產=物氣相反應物與匕 /、與該阻障層結合形成雜質。 田產物鹵素原子， 1 0、如申請專利範圍第9 且 障層的附著力之改善方法，苴中鋼膜對過渡金屬基之阻 於由五氟化钽、五氯化鈕、五=過渡金屬_化物係選自 成之群組。 /、匕鈕、以及其組合物所構 1 1、如申5用專利範圍第9 ^ 障層的附著力之改善方法，盆、銅膜對過渡金屬基之阻 積鉅之氫氣，其次係用 ^ =該延原氣體首先係用以沈 以形成Ta/TaNx阻障層。仏貝虱匕鈕之含氮與含氫氣體， 12、一種鋼膜對過渡会 方法，該方法包括： “屬基之阻降層之附著力的改善 以CVD方法，經由過渡金屬4化物氣相巧虛铷俶、„ κ 氣體的化學反應，在兮ρ苗古入+ $物轧相反應物與逛原 過渡金屬基之質之基板表面上沈積-原子，並與該先u 學反應會產生副產物-素 在該沈積之阻障層表面附近提供一 理氣體之氣體環境； 枯$虱” $辽處 由该氣體5衣境產生一種電漿； 使該沈積阻障層暴露於該電漿中一段預定時間，該預 定時間足以使議電漿與該鹵素原子反應；以及 然後以物理氣相沈積在該阻障層上沈積一層銅層。
    546395 _案號90128566_年月 曰. 修正_ 六、申請專利範圍 1 3、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該提供、產生與暴露作用 包括將該基板加熱至1 5 0 °C與5 0 0 °C間之溫度。 1 4、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該過渡金屬係钽。 1 5、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該過渡金屬係鈦。
    1 6、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該過渡金屬係鎢。 1 7、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該鈕基阻障層係調變 T a / T a Nx阻障層。 1 8、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該過渡金屬鹵化物係選自 於由五氟化組、五氯化组、五漠化鈕、以及其組合物所構 成之群組。 1 9、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該含氮氣體係選自於由
    氨、聯氨、氫與氮之混合物、氨與氫之混合物、以及其組 合物所構成之群組。 2 0、如申請專利範圍第1 2項之銅膜對過渡金屬基之阻 障層之附著力的改善方法，其中該預定時間介於1 0秒與 6 0 0 秒。 2 1、如申請專利範圍第2 0項之銅膜對過渡金屬基之阻
    第27頁 546395 銮號 90128566 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 障層之附著力的改善方法，其中該預定時間介於3 0秒與9 〇 秒0 2 2、一種銅膜對钽/氮化钽阻障層之附著力的改善方 法，該方法包括： 以CVD方法，經由鹵化組氣相反應物與還原氣體的化 學反應，在該覆蓋有介電質之基板表面上沈積調變 Ta/TaNx阻障層，其中該化學反應會產生副產物鹵素原 子，並與該沈積層結合； 在該沈積之阻障層表面附近提供I氣； 由該氨氣產生一電漿； 使該沈積阻障層暴於該電漿中一段預定時間，該預定 時間足以使該氨電漿與該鹵素原子反應；以及 然後以物理氣相沈積在該阻障層上沈積一層銅層。 2 3、如申請專利範圍第22項之銅膜對钽/氮化鈕阻障 層之附著力的改善方法，其中該提供、產生與暴露作用包 括將該基板加熱至150。(：與50 0它間之溫度。 2 4、如申請專利範圍第2 2項之銅膜對钽/氮化鈕阻障 層之=著力的改善方法，其中該過渡金屬鹵化物係選自於 由五氟化钽、五氯化鈕、五溴化鈕、以及其組合物所構 之群I且。 人 2 5、如申請專利範圍第22項之銅膜對钽/氮化钽阻障 =之附著力的改善方法，其中該預定時間介於1〇秒與 26、如申請專利範圍第託項之銅膜對鈕/氮化鈕 阻障
    第28頁 546395 _案號 90128566_年月日__ 六、申請專利範圍 層之附著力的改善方法，其中該預定時間介於3 0秒與9 0 秒。 第29頁
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