TW587327B - Dual damascene copper interconnect to a damascene tungsten wiring level - Google Patents

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587327 A7 B7 五、發明説明（） 發明領域： (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種用來製造連接一鑲嵌鎢導線層之 雙鑲嵌銅内連線的方法與結構。 發明背景= 一種被製造在一半導體基材上的積體電路典型地需 要多層金屬内連線用以電氣地連接在該半導體積材上之 分離的半導體元件。鑲嵌鎢所接觸的一下導線層經常被用 來提供存在於該基材層内及基材層之上的半導體元件間 的局部内連線。很不幸地，這在提供可靠的，低阻值的接 觸於鑲嵌銅導線的上層與鑲嵌鎢接觸的下導線層之間上 是有問題的。 對於能夠提供可靠的，低阻值的接觸於鑲嵌銅導線的 上層與鑲嵌鎢接觸的下導線層之間的方法及結構存在著 需求。 發明目的及概述： 本發明提供一種製造具有鑲嵌銅内連線之一電子結 構的方法，該方法包含以下的步驟： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 提供一晶圓，其具有一半導體基材； 形成一第一層於該半導體基材上，其中該第一層包括 多個導電區域，其中每一導電區域都包括一導電材質其是 從由鎢及矽所構成的組群中選取的，及其中該等導電區域 被絕緣的介電材質所分隔開； 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 587327 A 7 B7 五、發明説明（) 形成一蝕刻停止層於該第一層上，其中該蝕刻停止層 包括一蝕刻停止絕緣材質； 形成一絕緣層於該蝕刻停止層上，其中該絕緣層包括 一電絕緣材質； · 形成多個接觸介層孔（via)，其穿過該絕緣層向下到達 蝕刻停止層及位在對應的導電區域之上，使得在該絕緣層 的高度降低部分的頂部上的沒有圓角的角落； 蝕刻该絕緣層與每一接觸介層孔相鄰的一頂部，留下 該絕緣層的一咼度降低的部分與每一接觸介層孔相鄰，使 得一連續的空間被形成，其中該連續的空間包括每一接觸 介層孔及位在該絕緣層的高度降低部分之上的一空間； 蝕刻在每一接觸介層孔底部的蝕刻停止層，其露出在 每一接觸介層孔底下之對應的導電區的上表面；及 用一耐火金屬襯裡及鑲嵌鋼來填充該連續的空間，使 得一鑲嵌鋼内連線形成於該連續空間内，其中該鑲嵌銅内_ 連線與導電區域的上部導電地相接觸。 本發明提供一種具有鑲嵌銅内連線之電子結構，其包 含： . 一半導體基材； 一在該半導體基材上的第一層，其中該第一層包括多 個導電區域，其中每一導電區域都包括一導電材質其是從 由鎢及矽所構成的組群中選取的，及其中該等導電區域被 絕緣的介電材質所分隔開； 一鑲嵌鋼導線内連線層，其具有多個位在一或多個對 第5頁 末紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210x297公爱) 丨；：：.:「：、：裝··........訂.........線 (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁} 587327 A7 B7 五、發明説明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 應的鑲嵌接觸介層孔内的鑲嵌銅導線，其中每一鑲嵌銅導 線都與該等導電區域的一對應的導電區域導電地相接 觸； 一在該第一層上的#刻停止層，其中每一钱刻都不存 在於有镶敌接觸介層孔的地方，及其中餘刻停止層都包括 一姓刻停止絕緣材質； 一絕緣層的一第一絕緣區域，其位在該蝕刻停止層的 一第一部分上且與該鑲嵌銅内連線的一第一表面相接 觸，其中該第一絕緣區域包括一電絕緣材質； 該絕緣層的一第二絕緣區域，其位在該蝕刻停止層的 一第二部分上且與該鑲嵌銅内連線的一第二表面相接 觸，其中該第二絕緣區域包括該電絕緣材質；及 一第三絕緣區域其位在該蝕刻停止層的一第三部分 上且在該鑲嵌銅内連線與該蝕刻停止層的第三部分之 間，其中該第三絕緣區域包括該電絕緣材質。 本發明提供一種清潔一體積的材質的表面的方法，其 包含以下的步驟： 提供該體積的材質，其中該材質包括一财火金屬或 石夕；及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用氫氟酸來酸清潔該體積的材質的表面。 本發明進一步提供一種製造具有鑲嵌銅内連線之一 電子結構的方法，其包含以下的步驟： 提供一晶圓，其具有一半導體基材； 形成一第一層於該半導體基材上，其中該第一層包括 第6頁 木纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） 587327 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 多個導電區域，其中每一導電區域都包括一導電材質其是 從由鎮及石夕所構成的組群中選取的，及其中該等導電區域 被絕緣的介電材質所分隔開； 形成一姓刻停止層於該第一層上，其中該蝕刻停止層 包括一蝕刻停止絕緣材質； ： 形成一絕緣層於該钱刻停止層上’其中該絕緣層包括 一電絕緣材質； 形成一接觸介層孔（via)，其穿過該絕緣層向丁到達姓 刻停止層及位在對應的導電區域之上，使得在該絕緣層的 高度降低部分的頂部上的沒有圓角的角落； 餘刻在該接觸介層孔底部的蝕刻停止層，其露出在該 接觸介層孔底下之對應的導電區的上表面；及 用一耐火金屬襯裡及鑲嵌銅來填充該連續的空間，使 得一鑲散銅内連線形成於該連續空間内，其中該鑲嵌銅内 連線與導電區域的上部導電地相接觸。 因此，本發明提供一種方法及結構，其建立可靠的， 低阻值的接觸於鑲彼銅導線的上層與鑲嵌鎢接觸的下導 線層之間。 圖式簡單說明： · 第1圖顯示一依據本發明的實施例之電子結構的剖面圖， 該電子結構具有在一矽基材上的一鑲嵌鎢導線 層’ 一在該鑲敌鎢導線層上的氮化矽層，及在該氮 化矽層上的二氧化形層。 第7頁 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公澄) ------- I — — t — 雇 I i —----........^ (請先閲讀背面之注意事項i場寫本頁} 587327 A7 · _B7_ 五、發明説明（） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 A圖顯示與第1圖相似之一電子結構的剖面圖，該電子 結構具有在一矽基材上的一鑲嵌鎢導線層，其中有 許多所不想要之製造拓樸被示出，其包括有一壟 起，一凹陷，一缝隙，一刮痕，及一埋陷的粒子。 第2圖顯示第1圖在二氧化矽層已被研磨之後的情形，用以 去除或降低上一層的刮痕與拓樸以達到一高度降 低及被清潔的表面。 第3圖顯示第2圖在一二氧化矽蓋已被沉積於該二氧化矽 層上之後的情形。 第3A圖顯示在第3圖的一層上的一刮痕或其它拓樸被複製 到一第二層上的情形。 第4圖顯示第3圖在一光阻層被沉積於該二氧化矽蓋上之 後的情形。 第5圖顯示第4圖在蝕刻該光阻層以形成到達該氮化矽層 之接觸介層孔之後及該光阻層被移除之後的情 形。 第6圖顯示第5圖在一反反射塗層（anti-reflex ion)沉積及 再缓流（reflow)，該反反射塗層覆蓋了整個晶圓表 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 且 孔光 層該 介及 觸， 接上 括層 包塗 面射 内 層 反後 反之 該口 於開 積及 沉圖 層構 阻刷 光印 一 版 ， 石 部的 形 情 的 0 該 形 主月 的 後 之 刻 蝕 層 射 反 反 施 實 已 在 圖 6 第 示 顯 圖 7 第 刻 會 不 但 層 塗 射 反 反 該 刻 #。 會理 只處 種的 一 砍 用化 使氧 係二 刻該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 587327 A7 _B7 五、發明説明（） 第8圖顯示第7圖在蝕刻介於接觸捣 曰之間的該二氧化石夕声 之頂部’及独刻以將該二惫各 曰 的情形。 一的角落圓角化之後 第9圖顯示第8圖在光阻層及反反射層都被去除掉之後的 情形。 第10圖顯示第9圖在每一接觸槽的启 & °卩上的氮化矽層被蝕 刻之後的情形。 整 的 含 第11圖顯示第10圖在一標準的鋼擴 1 狀1且|早層被沉積於 個晶圓表面上，沉積一銅晶種 禋層及沉積被電鍍 銅於該鋼晶種層上之後的情形 1夂W「月心，其中該阻障層包 一由氮化鈕及钽層所堆疊成的膜層。 加 的 鈕 第i 2圖顯示第i !圖在晶圓上的銅的上部已用c M p處理 以去除及一留下來的裸露表面已被平坦化之後 情形，其中該CMP處理並不會去除掉該氮化鈕與 之銅擴散阻障層。 由 第1 3圖·』不第j 2圖的另一實施例，其中鎮嵌鶴内連線是 々 半導體材質來取代且被包括在半導體元件内。 個 第1 4 A圖顯不本發明的另一實施例的剖面圖其具有複數 雙鑲嵌銅導線及接觸介層孔。 第14B圖為第ι4Α圖所示結構的一平面圖。 明·· no 基材 130 絕緣介電材質 1〇〇 晶圓 120鑲嵌鎢内連線 第9頁 家標準(CNS) A 4規袼(2 i ο X 297公楚） 587327 A7 B7 五、發明説明（） 90 鑲嵌鎢導線層 122 表面 140 膜層 150 二氧化矽層 109 電子結構 107 鑲嵌鎢導線層 108 碎基材 101 壟起 102 凹陷 103 缝隙 104 刮痕 106 埋陷的粒子 350 二氧化矽蓋層 157 刮痕 440 光阻層 410,420 部分 450 二氧化砍層 460 第一反反射塗 510 介層子L 455 角落 620 第二反反射塗層 610 光阻層 630 連續的空間 810 角落 830 接觸側壁 910 接觸介層孔 125 上表面 1110 TaN/Ta層 1125 層堆疊 1115 薄的賤鑛層 1120 電鍍銅層 1 25 1,1 252 接觸介. 141 第一部分 142 第二部分 143 第三部分 451 第一部分 452 第二部分 453 第三部分 1250 雙鑲嵌銅内連線 1 3 1 0,1 320 矽體積 1410 接觸介層孔 (諫先閲讀背面之注t.r項体取窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明詳細說明： 本發明揭示一種結構及製造一電氣地耦合至一鑲嵌 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297^釐) 五、發明說明（） 表’、局邛導線層之高深寬比雙鑲嵌銅内連線的相關方法。在 揭不内谷中’’’鑲嵌鎢’’ 一詞係為了清楚起見而被使 用，其並不是要用來限制本發明。在鑲嵌鎢導線層中的鎢 可用任。適當的鑲嵌導體來取代，這包括了多晶矽等在 内。而且，”鑲嵌銅”一詞應被理解為一或多個溝渠被形成 在"電貝層上’一或多層耐火金屬襯裡被沉積於溝渠 内溝木被填入銅且被磨平，且留下襯裡及銅於溝渠内。 又本發明係以兩個接觸介層孔及槽來加以說明。這是為 要β邊述的目的。熟悉此技藝者將可暸解到接觸介層 孔可以有一或多個及槽亦可以有一或多個。 見參知、圖式且從第1圖開始，一半導體結構或晶圓1 0 0 的d面圖破不出。晶圓100具有一基材110其在較佳的實施 為矽基材’但其在眾多的可能中亦可包括一 p型或n 型單晶矽，絕緣體上的矽（S0I)，石英，青玉，砷化鎵，等 等。迕多70件（未示出）如閘，電晶體，擴散，電容器等， 可被埋設在該基材1 1 〇内。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在基材110内的元件藉由使用標準處理之鑲嵌鎢導電 内連線1 20而相連接，該内連線係形成於一鑲嵌鎢局部導 線層90中。在種多的其它導體中，鈦或氮化鈕襯理的鎢或 經過摻雜的多晶石夕被用作為導線層9〇中的導體。在此揭示 中，吾人將假設鎢將是最佳的實施例。鑲嵌鎢導線層9〇體 現一鑲後财火金屬局部内連線層。該鑲嵌鎢導電内連線 120藉由一絕緣的介電材質13〇，如硼磷矽玻璃（BpsG)或磷 矽玻璃（PSG) ’而彼此隔開來。該鑲嵌鎢導線層9〇的一表 __ 第11頁 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210X297公釐） 587327 A7 B7
五、發明説明（） 面122(即’鑲般嫣導電内連線120與絕緣的介電材質13〇) 接者使用已知的技術加以平坦化。所得到的平表面1 2 2形 成本發明所揭示之處理程序的基礎。 一相對薄（如約5 Onm)的膜層140被沉積於該鑲嵌鎢導 電内連線120與絕緣的介電材質130層之上。此典型地為氮 化秒膜之膜層140可使用電漿強化的化學氣相沉積 (PECVD)，高密度電漿化學氣相沉積（HDPCVD)，低壓化 學氣相沉積（LPCVD)，或此技藝中習知的其它適當的技術 來加以沉積。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 膜層140之後是一相對厚（如約150至1〇〇 〇nm)的二氧 化矽層150。膜層140及二氧化矽層150最好是使用低充電 傷害處理來沉積，最好是使用低壓RF功率密度甲烷-氧化 物基的化學物或高壓（即約14Torr)的四氧乙基石夕（TEOS)化 學物的PECVD。或者，摻雜了氟或摻雜了碳的介電質可被 使用，用以降低介電常數。膜層140最好是可作為後續蝕 刻的一反應離子蝕刻（RIE)的停止層且亦作為一鋼擴散阻 P早層。膜層140可以是任何介電質，其在層150，如二氧化 石夕’氟化的二氧化石夕，填石夕玻璃，肩構石夕玻璃，摻雜了 Ch3 的二氧化矽，SiCxHy或SiCxHyNz，的蝕刻期間作為一 RIE 停止層。 第2圖顯示第1圖在二氧化矽層丨5 〇已利用此技藝中已 知的方法加以研磨成一高度被降低的且經過清潔的層之 後的情形。例如，一化學機械研磨（CMP)可被用來磨掉約 15 Onm厚的二氧化矽層15〇。此研磨步驟的目的在於將該二 ____________第12頁_ 主紙張尺彦適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210X297公釐） B7 五 、發明説明（ "夕層ί 50平坦化，將形成該鑲嵌 理期間所艰士、λα ν V笔内連線1 20的處 "所形成的任何拓樸去除掉 … 來製造鎮嵌鎮内連線時，會產生兩個問題，處理被用 第一徊叫日s ★ 门喷。參照第1圖， ^為該絕緣的介電材f 13G會被 該絕緣的介電材曾μ &广 傷且這些在 上刮痕將會被複製到下一個二負化 石層丨50上。第二個問題為鑲嵌 一 絕緣的介電材質13。之上一小段距離内二線12°會突出該 J f又此離，或它們會凹 絕緣的介電材質13〇的表面 距離。此導因於鑲嵌 電内連線12〇的處理缺陷（如，刮痕，突出物，或鶴填 充不足’下凹的鑲嵌鶴層等等）之小量的拓樸將可藉由研 磨處理步驟來磨平。因此，此二氧化石夕研磨步驟的目的是 要消除前述之小拓樸。 在第1A圖中示出一與第i圖相似的電子結構1〇9的剖 面圖，該電子結構具有一鑲嵌鎢導電層1〇7在一矽基材丨〇8 上’且其中有許多所不想要的製造拓樸被示出，包括一盤 起101，一凹陷102，一縫隙103，一刮痕104，及一埋陷的 粒子1 0 6。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氮 的 電 該C Μ P步驟被最佳化且可被避免，如果後續的銅/ 化组/钽C Μ Ρ步驟被改成可過度研磨至該絕緣層1 5 〇中 話。此方法的缺點為這會導致太多的鑲嵌銅導線電阻及 容變動。 氫 該C Μ Ρ步驟之後係接著一刷子清潔處理步驟，及 — 氟酸（HF)蝕刻，其可以是一 500: 1緩衝的氫氟酸（Bhf)蝕 刻。這些步驟的目的有以下三種：為了從該晶圓上清除掉 第13頁 太紙張尺彦適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) 587327 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 殘留的研磨泥漿，活動的離子等等；為了蝕刻掉一小部分 的二氧化矽層150用以進一步從該晶圓表面上去除掉污染 物；及為了強化後續的二氧化矽蓋沉積的黏著性，這將於 下文中說明。 一後CMP厚度測量技術亦被用來控制所得到之二氧 化矽層150的厚度。如果該剩下的二氧化矽層15〇的厚度沒 有好好地加以控制的話，則一後續的接觸rie蝕刻不足/過 度蝕刻處理窗會被縮小或消除掉。較佳的CMp去除量是約 1 5 0± 3 0nm， 雖缺多一此戎小一从从. « …、夕 二及夕 些的CMP去除量亦可被接 受。 第3圖顯示晶圓100在一非必要的後二氧化矽cMp PECVD二氧化矽蓋層35〇沉積已被實施之後的情形。此二 氧化砍蓋層3 50可以是未被摻雜的，或其可包含摻雜物 氟或碳）用以降低二氧化矽蓋層35〇的介電常數。此二氧 矽盍層3 50的沉積是有利因為其可降低在後續被沉積的 層中因二氧化矽層15〇在CMp期間所發生之任何的到痕 造成之電子短路。此二氧化矽蓋層35〇的最終厚度被限 使得後續形成的接觸及銅層的高度被最佳化。例如，對 一 25 Onm寬的接觸及銅層而言，一可能的高度設定將會 接觸及銅層分別為4〇〇nrn及300nm。 該二氧化矽蓋層350的的一特徵為其進一步降低表 層刮痕的擴延。亦即，如果有一刮痕1 57在底下的二氧 石夕層1 5 0上的話，其將可藉由保形的或近似保形的二 石夕盖層3 5 0的沉積來使其平滑化，如第3 A圖所示。 (如 化 銅 而 制 於 是 面 化 氧化 ----·----.» ......¥,11.....4^.........^ (請先閲讀背面之注念再填寫本頁) 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210X297公釐） 587327 A7
五、發明説明（） 第4圖顯示第3圖所示的結構在一光阻層44〇已被沉積 在該一氧化矽蓋層350上之後的情形，該光阻層的沉積是 使用此技藝中白知的標準處理來形成介層孔圖案於光阻 層440的410及420部分底下。在第4圖中，第3圖的二氧化 矽層150及二氧化矽蓋層35〇為了便於顯示的目的而用一 一氧化矽層450來取代。光阻層44〇亦可使用一第一反反射 塗層（ARC)460，其被沉積於該二氧化矽層45〇上。通常， 當该光阻被曝露出來時，一 ARC層可改善解決小特徵的能 力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖顯示第4圖的結構在二氧化矽層45〇選擇性蝕刻 以形成兩個介層孔5 1 0之後的情形，該二介層孔延伸穿過 該二氧化矽層450到達該膜層14〇。接觸介層孔51〇係位在 第4圖的410及420部分底下。一選擇性的二氧化矽RIE化學 物被使用，使得該等介層孔5丨〇向下延伸至膜層i 4〇但並沒 有穿透膜層1 40。此處理階段實際上涉及了 一兩步驟反應 離子蝕刻（RIE)。在第一步驟中，第一 ARc層460(見第4圖） 使用RIE或非必要地使用一選擇性蝕刻化學物加以蝕刻， 使得該蝕刻停在該二氧化矽層450。在該蝕刻的第二步驟 中’ 一氧化石夕層4 5 0利用此技藝所習知的一選擇性敍刻化 學物來加以蝕刻且該蝕刻在膜層1 40處停止且其選擇性的 比例為1 0 : 1或更佳。"選擇性”一詞被界定為吾人所想要 實施的物質的蝕刻率除以吾人所不想要蝕刻的物質的蝕 刻率。在蝕刻完成之後，光阻層440被去除掉，最好是使 •用氧氣電漿或下游電漿滴處理來實施。標準的濕式化學光 ___第15頁 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210X297公釐） 587327 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 阻去除方A，如混合了過氧化氫之硫酸，可經由膜層140 中的小孔來蝕刻在120中的導體，因此不可被使用。最好 疋用一非方向性的去除方法來去除光阻使得角落455(見 第10圖）沒有被圓角化。沒有被圓角化的角落可獲得較佳 的銅填充。又，在455處之沒有圓角化的或方形的角落是 所想要的，因為在這些點的電子短路可被避免掉。 在此雙鑲嵌處理的第二步驟（即涉及了導線槽的印刷 及RIE蝕刻者）期間去除該光阻是關鍵的處理，因為該導線 槽的上角洛的圓角化的考量。如果上導線槽角落被圓角化 的話，則在導線之間的電子短路的可能性就會增加。這意 謂了，當導線槽光阻被去除掉時，由於石版印刷或登記問 題（被稱為石版印刷再作業）的關係而在RIE蝕刻該等導線 槽之則或槽RIE蝕刻之後被使用之光阻去除步驟當晶圓上 留有光阻時其必需為非方向性的。光阻去除被分成兩個步 驟，第一步驟是從晶圓上的毯覆表面上去除掉光阻及第二 步驟疋將光阻從晶圓上的溝渠或其它拓樸特徵結構中去 除掉且包括一過度去除部分，在該期間光阻去除處理不顧 光阻已完全被去除掉而仍持續進行。在第一光阻去除步驟 期間，如在一電漿去除工具中被實施的話，被去除的光阻 及/或RIE餘刻殘留物與去除化學物相混合且可添加一顯 著的藏鍍及RIE成分至該光阻去除處理中。如果一電聚去 除處理是在使用了晶圓偏壓的情形下實施的話，則該晶圓 偏壓會增加在晶圓上的離子轟擊，而這會造成提高導線槽 的角落圓角化的結果。此問題可藉由實在一非電漿環境 一 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210X297公爱) ---I i -- --------裝·.................% (請先閲？¾背面之注意事項再蹲窝本貢) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） (即，溶劑去除，下游電喈 “ 电水臭虱去除等等）中實施該第一 光阻去除步驟或藉由將& 、知加於該晶圓上的晶圓RF偏壓最 小化來加以顯著地降低。愚 h 千瓜取佳的電漿光阻去除處理包含在 第一步驟時使用一非雷％十 ^ 或低RF偏壓功率於該晶圓上，接 著在第一步步驟時使施加一 ^ ^ ^ 回偏壓功率於該晶圓上。第 二步驟的高RF偏壓功率是用來將光阻，ARC，或R職刻 殘留物從溝渠或其它拓樸特徵結構上去除掉。 接下來，一非必要的步驟可被實施，其包含一使用 10〇: 1的稀釋HF酸蝕刻用以去除掉約5至1〇11爪的二氧化矽 之餘刻。此步驟去除掉前面第二步驟蝕刻之蝕刻殘留物。 或者，去離子水或此技藝中可用來清除蝕刻殘留物之其它 溶劑都可被用來取代該液體的HF酸溶液。 第6圖顯示第5圖在使用此技藝中之習知的技術的一 第一反反射塗層62〇的沉積之後的情形，該塗層覆蓋晶圓 100的整個表面，包括了鑲嵌介層孔5i〇的内部在内。該第 一 ARC層620係使用一習知的技術（如，介層孔-第一雙鑲嵌 處理）來處理的，其在一低溫（如約1 7 〇至約2 3 〇艽）下將該反 反射塗層材質再緩流入接觸孔或鑲嵌介層孔5 1 0内，這在 此技藝中被稱為介層孔第一雙鑲嵌處理。此ARC層620的 /儿積後面接著的是後續沉積及光阻層6 1 〇的圖案形成，其 被用來選擇性地打開一連續的空間630於該第二反反射塗 層620中。被形成圖案的光阻層610係位在該ARC層620的 頂部上’且用所想要的鑲嵌導線圖案來形成圖案。 現參照第7圖，其顯示第6圖的結構在使用一種會在選 第17頁 本纸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I』 零 訂- 線_ 587327 A7 B7 五、發明説明（） 定的區域蝕刻該第二反反射塗層620，但不會蝕刻該二氧 化矽層450的處理來蝕刻該第二反反射塗層620露出來的 部分之後的情形。 第8圖顯示第7圖的結構在持續的RIE蝕刻該二氧化矽 層450之介於鑲嵌槽之間的一部分至一高度降低程度且進 一步蝕刻用以將該二氧化矽層4 5 0的角落8 1 0圓角化（以虛 線示出）以促進在後續的處理步驟中之良好的襯裡及銅填 充的情形。二氧化矽層4 5 0之該部分蝕刻至一高度降低的 情形可得到該連續空間630加大的結果，其空間現延伸於 鑲嵌介層孔5 1 0與二氧化矽層4 5 0之間。使用於此步驟中的 蝕刻可以是氧化矽RIE其被用來蝕刻該鑲嵌介層孔510達 一深度，該深度比所想要的最終深度來得更深（如深約 50nm)。此RIE被最佳化用以將該二氧化矽層450的角落810 圓角化，同時留下幾近垂直的接觸側壁830於鑲嵌介層孔 5 1 0的頂端。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第9圖顯示第8圖的結構在該光阻層610及該第二反反 射塗層620已被去除掉而留下接觸介層孔91〇的情形。該光 阻層6 1 0去除步驟被實施使得在晶圓1 〇〇上的離子轟擊可 被最小化，進而將角落8 1 0的圓角化降至最小。一非方向 性的去除，如低晶圓偏壓電漿去除，可被使用。在光阻層 620的去除步驟中必需小心使得在接觸介層孔9 1 〇内的 ARC層6 10可被去除掉。這意謂著，如果一光發射光阻去 除終點測量被用來控制光阻去除時間的話，則一長的過度 去除，典型地100%至200%應被使用。該連續空間63〇已被 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210X297公釐） 587327 A7
延伸用以包括該接觸介層孔91〇。 為了要進一步將角落圓角化最小化，一高壓去除處理 步驟可被實施。在一使用射頻（RF)功率的雙電極系統中， 大部分或全部的RF功率都應被耦合至上電極用以將離子 轟擊降至最小。或者，一兩步驟去除處理可被使用，其中 RF功率只有在兩步驟去除處理之該光阻層620已被去除掉 的第二步驟期間被耦合至電極。一兩步驟處理將有助於將 ♦合物或殘留ARC從接觸介層孔91〇中去除掉。在一單一 電極系統中，在一過度去除步驟被使用在該單一電極系統 中之刖，該RF功率在光阻去除步驟期間必需被最小化，用 以將離子義擊誘發的角落圓角化影響降至最小。應注意的 疋，對於所有光阻去除處理而言，角落圓角化在該晶圓1 〇〇 上仍留有氟化的光阻留在上面時會被強化且控制的關鍵 參數為光阻過度去除步驟之前在光阻去除步驟期間的離 子轟擊密度/能量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 〇圖顯示第9圖的結構在每一接觸介層孔9 1 〇的底 P之膜層1 4 0使用工業標準的r I e化學物加以触刻用以將 每一接觸介層孔810延伸至鑲嵌鎢内連線12〇的上表面125 之後的情形。因此，該連續的空間63〇已被進一步延伸而 包括該被延伸的接觸介層孔91〇。如將於下文中參照第 Π-12圖加以說明的，一雙鑲嵌銅内連線將被形成於該連 續的空間63 0内。因此，每一接觸介層孔19〇的底部都允許 、二由後績將被形成的雙鑲嵌銅内連線來與該鑲嵌鶬内連 線I20的上表面125電氣地接觸。在該RIE處理方法的一實 587327 五、發明説明（） 施例中，該鑲嵌介層孔510RIE(見第7圖），該光阻層61〇的 光阻去除（見第8圖），及該膜層14〇]11£都是在一單一的 室或工具中實施的。 在該處理中的下一個步驟涉及了 一氫氟（HF)酸清潔 (如，使用一稀釋的1%氫氟酸溶液）來從晶圓1〇〇上.，特別 是從鑲嵌鎢内連線120上，去除掉約1〇nm的二氧化矽。該 氫氟酸的濃度可介於約10: 1至約500 : 1之間，最好是1〇〇 : 1。在此處，該100 : 1的稀釋係指將瓶中倒出之一份水對 一份HF的HF加以稀釋。在此說明書中所述之稀釋係指將 瓶中倒出的HF加以稀釋而言。 使用氫氟酸來清潔一接觸下至鎢或矽層，這在此技藝 中係首創的，因為一般都是使用溶劑清潔，如aztm或NMpl 來實施的用以清潔鶴或石夕表面。用氣氣酸來姓刻耐火金屬 或其它產物(由鈦’鶴’鈷，等氧化而成的)係尚未被知曉 的。對於這些雙鑲嵌結構而言，對單一鑲嵌結構所實施的 標準AZ™溶劑清潔會造成耐火金屬 两心钱觸阻抗的急速衰 減（即’急速減少）的結果，這或許e田 X旰疋因為無法將溶劑從鑲 嵌局部鎢内連線上的介層孔内完全去 太除掉，或因為無法將 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該鎢表面上之受損的區域去除掉的關係。 弟10圖的钱刻步驟後面可接著 & 考 或（A〇濺射清潔處 理其是關於將二氧化矽或其它餘刻殘留 ^ 戈迢物，如氧化鎢，從 該鑲嵌鎢内連線1 20上或從該晶圓1 〇〇的其它地方上去卜 掉的處理。典型地，此氯氣錢射清潔處理從平垣的 去除掉約1 Onm的二氧化矽。該氬氣亦 』包括其它的摻質氣 第20頁
B7 \ 五、發明説明( 體，如氫或氦。而且，該濺射清潔處理需要持續一足夠長 的時間用以將殘留物從晶圓100上完全地去除掉。實驗證 據顯示將5nm厚的殘留物濺射清除掉所需的時間並不足以 將殘留物去除掉’而濺射清除1 〇ηπι所需的時間則足夠。然 而，如過用該氬氣濺射清潔處理去除掉過多的二氧化矽的 居，則會產生被蝕刻的結構的角落圓角化的問題。因此， 必需找到一平衡點，使得一充分的量而非一過度的量被濺 射清除掉。過度量的一個例子為約2〇nm。過少量的一個例 子為約5 n m。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在賤射預清潔之後，及現參照第丨丨圖，其顯示第丨〇圖 的結構在一層堆疊1 125沉積之後的情形，該層堆疊1125是 由氮化鈕及鈕層1110(銅擴散阻障層）及一薄的濺鍍銅層 1 1 1 5 (其覆蓋露出來的晶圓1 0 0的表面）所構成。此層堆疊 1125提供良好的側壁覆蓋。一氮化鈕/鈕/鋼（1^]^/1^/(^)沉 積處理，如離子化的物理氣相沉積（IpvD)，中空陰極磁控 管（HCM)，化學氣相沉積（CVD),長拋濺鍍，或它們的組 合被使用。對於此說明書中所討論的形狀而言，一使用 IPVD 之 l〇nm/40nm/10〇nn^TaN/Ta/Cu層堆疊被沉積，但 其匕的TaN/Ta/Cu層厚度組合亦可被使用。雖然本文中使 用Ta來說明，但其它的耐火金屬或金屬的組合亦可被用來 取代Ta，如氮化叙，氮化鈦，氮化鎢，鎢等等。 該TaN/Ta層1 1 1 0被沉積作為標準的銅擴散阻障層，使 用任何耐火金屬（如上文所列者），其後接著一薄的濺鍍鋼 層1115。該薄的濺鍍銅層1115可用無電子電鍍的銅來取 第21頁 太紙張尺彦適用中國國家標準(CNS)A4規袼(21^x297公楚) 587327 A 7 _ B7 五、發明説明（ 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事一 項 再 填' 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 代。然後，一厚的銅層1丨20被電鍍在整個晶圓表面上並填 充所有的凹陷。該TaN/Ta層1110的氮化钽部分的名義上的 厚度約10賺；對於丁以/丁3層1110的鈕部分而言則為約 4〇nm ;及對於濺鍍銅層1115而言則為約1〇〇nm。然而，這 二厚度可依製造處理中之特定的尺寸來加以改變·。接觸 介層孔910的典型深度約450nm，及該接觸介層孔91〇之最 小的槽寬度約25 Orxm。該鑲嵌鎢内連線120的最小接觸寬度 為約25〇nm，及接觸高度約為5〇〇nm。如第12圖所示的， 該電鍍銅層1120的最終高度為總堆疊高度，亦即，膜層14〇 的高度加上二氧化矽層450的高度。在此例子中，如果膜 層140及二氧化石夕層450的高度約750nm的話，則電鑛銅層 1 120的厚度則比75 0nm稍厚。電鍍銅層112〇的厚度必需比 膜層140及二氧化矽層450組合的厚度厚的原因為，電鍍銅 層1 1 2 0有產生非保形的填充之傾向。因此，為了要確保該 電鐘銅層1120適當的嵌合，其必需被鍍厚一些，即比膜層 140及二氧化矽層450組合的厚度約多1〇0/。。典型地，因為 β吳差（如裕度）及整片晶圓的厚度變化的關係，電鍵銅層 1 1 2 0可比剛剛所述的再厚一些。銅填充之其它方法，如 PVD與CVD的組合，可被用來取代電鍍。在電鍍銅層112〇 的沉積之後，一非必要的回火，如i 〇 〇 持續i小時，可被 實施用以將電鍍銅層1 120結晶化。 第12圖顯示第11圖的結構在晶圓ι〇〇的上表面已使用 銅化學機現研磨處理加以平坦化之後的情形。該平坦化處 理可以是一濕式化學機械研磨處理，其被用來去除掉該電 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚) 587327 A7 B7 五、發明説明（） 鍍銅層1 120的上部以及該TaN/Ta層1110的上部。該電鏡銅 層1 1 2 0係使用已知的業界標準處理來加以研磨的，並在該 TaN/Ta層1 1 10停止。通常，研磨銅並在一襯裡或在一終點 停止，然後變換處理及研磨該襯裡此乃業界所習知的。然 後’吾人可C Μ P該晶圓用以去除掉該氮化組及组銅擴散阻 障層。或者，吾人可使用一單一步驟的CMP處理，其在一 單一步驟中去除掉氮化鈕/钽銅擴散阻障層兩者。 然而，因為一雙鑲嵌處理已被執行，該電鍍銅層112〇 的研磨最好是使用一比單鑲嵌處理更長的時間來完成。當 比較使用一終點銅研磨之單鑲嵌與雙鑲嵌處理時，雙鑲嵌 處理的過度研磨應被單鑲嵌處理長約3 〇至1 〇〇%的時間。此 一研磨時間的增加是為了要清潔介於緊密相鄰的鑲嵌接 觸之間的銅，因為這些結構存在有圓角化的角落。非必要 地’可使用一具有提高的化學敍刻成分的銅研磨處理，如 使用4%的過氧化物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在銅研磨步驟之後，另一研磨步驟被用來去除該 TaN/Ta層1 1 1 0的上部。此研磨步驟持續向了至該二氧化矽 層450。此步驟典型地亦去除掉一些（如，約5〇nm)的二氧 化矽層4 5 0。在平坦化/研磨之後，該電鏡銅層1丨2 〇，該濺 錢（或無電子）銅層1115，及該TaN/Ta層1Π0之剩下來的部 分一起構成本發明之雙鑲欲銅内連線1250。 最後’在CMP之後，一非必要的3〇〇至450 °C的回火被 實施用以加強所得到之雙鑲嵌銅内連線1 2 5 0的受測性，該 雙鑲嵌銅内連線1250與該鑲嵌鎢内連線12〇電氣的接觸。 ___第23頁 太紙張尺詹適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） 587327 A7 B7 五、發明説明（） 在第12圖中，該雙鑲嵌銅内連線125 0具有接觸介層孔 125 1及1252。接觸介層孔1251及1252為該雙鑲嵌鋼内連線 125 0的一部分其與該鑲嵌鎢内連線120達成直接的電氣接 觸。對於一典型的180nm技術而言，接觸介層孔1251及1252 每一者都具有約250nm的寬度WL及約30nm的高度HL。如第 12圖所示的，該雙鑲嵌銅内連線1 250具有約25 Onm的總寬 度Wt及約3 2 0nm的總高度Ητ。 第12圖顯示該膜層140具有一第一部分141，一第二部 分142，及一第三部分143。第12圖亦顯示該二氧化矽層450 具有一第一部分451，一第二部分452，及一第三部分453。 二氧化矽層450的第一部分451位在膜層140的第一部分 141上，且與該雙鑲嵌銅内連線1250的一第一介層孔1251 相接觸。二氧化矽層450的第二部分452位在膜層140的第 二部分142上，且與該雙鑲嵌銅内連線1250的一第二介層 孔1252相接觸。二氧化矽層450的第三部分453位在膜層 140的第三部分143上，且位在該雙鑲嵌銅内連線1250與該 膜層140的第三部分143之間。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 在本發明的另一實施例（第13圖）中，第1-12圖的鑲嵌 鎢内連線120可用矽體積13 10及1 3 20來取代，其可包括擴 散層，電晶體’及其它被動或主動元件。在此實施例中， 必需小心以防止銅擴散穿過該TaN/Ta襯裡1 1 1 〇進入到該 石夕體積1 3 1 0及1 3 2 0中，因為銅會減損任何種類之電晶體及 金氧半導體（MOS)電晶體的適當使用。因此，鑲散鶴内連 線120可被通化且認定為導電區12〇，其包括鑲嵌耐火金屬 ____ 第24頁 太紙張尺彦適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚） 587327 A7 _ _' __ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 内連線（如，鑲嵌鎢内連線）或半導體材質（如矽）。 第1 4A及1 4B圖為第1 2圖實施例的一變化例，其分別顯 示多個雙鑲嵌銅内連線1250及接觸介層孔1251，1252， 1410的剖面圖及平面圖，其中接觸介層孔1251，1252, 141〇 向下連接至鑲喪鶴内連線120的鑲嵌鎢導線層90。示於第 14B圖的鑲嵌銅導線1250可具有〇，1或多於一個接觸介層 孔1251’ 1252’ 1410。第14B圖顯示該鑲嵌銅導線1250的 平面圖及（隱藏的）雙鑲嵌接觸介層孔（在接觸介層孔底下 的戎鑲嵌鐫導線層未被示出）。銅導線1 2 5 〇的尺寸沒有限 制’且可被加大以形成一導電層，如一接地平面。 雖然膜層1 4 0在本文中被描述為包括氮化矽，但膜層 1 40可被視為相對該二氧化矽層45 〇的選擇性蝕刻之一蝕 刻停止層’如上文中參照第5圖所作之說明。因此，膜層 1 40可包括一敍刻停止絕緣材質’如氮化石夕，碳化石夕（yc 或矽的碳氫氮化合物（SiCxHyNz)。 雖然第1 - 3圖的二氧化矽層1 5 0，第3圖的二氧化石夕蓋 層3 50，及第4-13圖的二氧化矽層450在本文中都被描述為 包括二氧化石夕，但層15〇，350，及45〇可被看作是電絕緣 層，其包括一絕緣材質如二氧化矽，摻雜了氟或摻雜了碳 的介電質’它們可被用來降低該等氧化物的介電常數。 雖然本發明的實施例為了舉例的目的而在本文中被 說明，但對於熟悉此技藝者而言許多的修改及變化將會是 很明顯易見的。因此，以下的申請專利範圍是要來涵蓋落 在本發明的真實精神與範圍内的所有這些修改及變化。 第25頁
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Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 L 一種製造具有鑲嵌鋼内遠 恭 建線之一電子結構的方法，該方 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 法至少包含以下的步騾·· (a) 提供一晶圓，其且 丹具有一半導體基材； (b) 形成一第一層於該本 導體基材上，其中該第一層 包括多個導電區域，其中卷播恭广 具中母一導電區域都包括一導電材 質其疋從由鎢及梦所構成的組群中選取的，及其中該等 導電區域被絕緣的介電材質所分隔開； ⑷形成一蝕刻停止層於該第-層上，其中該蝕刻停 止層包括一蝕刻停止絕緣材質；· ⑷形成-絕緣層於該㈣停止層上，其中該絕緣層 包括一電絕緣材質； 〇)形成多個接觸介層孔（via)，其穿過該絕緣層向下 到達蝕刻停止層及位在對應的導電區域之上，使得在該 絕緣層的高度降低部分的頂部上的沒有圓角的角落； (f) 蝕刻該絕緣層與每一接觸介層孔相鄰的一頂部， 留下該絕緣層的一高度降低的部分與每一接觸介層孔 相鄰，使付一連續的空間被形成，其中該連續的空間包 括每一接觸介層孔及位在該絕緣層的高度降低部分之 上的一空間； (g) 蝕刻在每一接觸介層孔底部的蝕刻停止層，其 出在每一接觸介層孔底下之對應的導電區的上表面； (h) 用一財火金屬襯裡及鑲嵌銅來填充該連續的 間’使得一鑲嵌銅内連線於該連續空間内形成，其中 鑲嵌鋼内連線與導電區域的上部導電地相接觸。 •閱 背 面 之 注 I 貪 Wk 訂 線 露 及 空 該 笛26頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）
    六、申請專利範圍 2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該導 電材質包括 3.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該導電材質包括 。 4·如申明專利範圍第3項所述之方法，其中該等導電區域中 的一導電區包括一半導體元件。 5·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中填充該連續空 的步驟包含： 間 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 沉積一銅擴散阻障層於該連續空間内之曝露出來 表面上； 賤鍍或電鑛一薄的銅層於該鋼擴散阻障層上；及 形成一電鍍的銅層於該薄的鋼層之上使得該連續空 間被填滿。 6·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該銅擴散阻障層 包含一或多層氮化鈕，钽，氮化鈦，氮化鎢，或鎢。 7·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電絕緣材質係 選自於由二氧化矽，摻雜氟的二氧化矽，摻雜了 ch3的 二氧化矽，硼罐矽玻璃，及磷矽玻璃所構成的組群中。 第27頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） / ο Δ /
    六、申請專利範圍 包含 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第卯百 如申”月專利圍第7項所述之方法，其中該餘刻停止絕緣 材質包括氮化矽或碳化矽。 如申二青專利範圍第8項所述之方法，其更包含在蝕刻該蝕 ^如止層的步驟之後及在填充該連續空間的步驟之 J用氫氟酸來酸清潔該第一及第二導電區域之露出來 的上表面。 〇·如申$專利圍第9項所述之方.法，其中該氫氣酸的濃 度係在1(> : 1至500 ·· 1之間。 11·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該填充步驟形 成具有或多個接觸介層孔的鑲嵌銅内連線，其中在填 充步驟中每一接觸介層孔都具有一 250nm的寬度，及每 一接觸介層孔都具有一 300nm的高度。 12·如申請專利範圍第1 导闽乐a項所述之方法，其中步驟（d)更 研磨該絕緣層的一表面的步驟。 13. 如申請專利㈣第i項所述之方法，纟中步驟⑷更包含 形成“蓋層於該絕緣層的一表面上的步驟。 14. 如申請專利範圍第i項所述之方法，其中步驟⑷更包含 再緩流-反反射塗層於該接觸介層孔内的步驟使得該 本紙張尺度適3中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 ----------------------訂·丨 ϋ ϋ n n I I · 一 (請t-H讀背面之注意W項再餐寫本頁) 587327 λο Β8 ca D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 接觸介層孔内不會有氣隙存在。 15·如申請專利範圍第14項所述之方法，其中步驟卜）更包 含形成開口於該反反射塗層上，同時保持一部分的反反 射塗層於該接觸介層孔内的步驟。 16.如申s青專利範圍第1項所述之方法，其中步驟⑺更包含 形成傾斜的角落邊緣於該絕緣層的高度，低部分上的 接觸介層孔處的步驟。 1 7·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（e)更包含 用一低離子森擊處理來實施一非方向性的去除之步 驟。 18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該晶圓係置於 一處理室内，及該非方向性的去除步驟被實施使得被施 加於該晶圓上的該RF功率小於施加於該處理室的總rf 偏壓功率的50%。 19. 如申睛專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（g)更包含 實施a氬氣濺射清潔的步驟。 20·如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該氬氣濺射清 潔包括使用混合了氫氣或氦氣之氬氣。 請 先 .閲 讀 背 面 之 注 意 項 頁I I I I I I 訂 A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公t) ?B8caD8 587327 六、申請專利範圍 21·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（h)更包含 研磨該耐火金屬襯裡及該鑲嵌鋼一段足夠的時間用以 將鑲嵌銅從鑲嵌接觸之間去除掉。 22.—種具有鑲嵌銅内連線之電子結構，其包含： 一半導體基材； 一在該半導體基材上的第一層，其中該第一層包括 多個導電區域，其中每一導電區域都包括一導電材質其 是從由鎮及梦所構成的組群中選取的，及其中該等導電 區域被絕緣的介電材質所分隔開； 一鎮後銅導線内連線層，其具有多個位在一或多個 對應的鑲嵌接觸介層孔内的鑲嵌銅導線，其中每一鑲嵌 銅導線都與該等導電區域的一對應的導電區域導電地 相接觸， 一在該第一層上的蝕刻停止層，其中每一蝕刻都不 存在於有鎮欲接觸介層孔的地方，及其中姓刻停止層都 包括一蝕刻停止絕緣材質； 一絕緣層的一第一絕緣區域，其位在該触刻停止層 的一第一部分上且與該鑲礙銅内連線的一第一介層孔 " 相接觸，其中該第一絕緣區域包括一電絕緣材質； 讓絕緣層的一第二絕緣區域，其位在該蝕刻停止層 的一第二部分上且與該鑲嵌銅内連線的一第二介層孔 相接觸，其中該第二絕緣區域包括該電絕緣材質；及 一第三絕緣區域其位在該蝕刻停止層的一第三部分 第30頁_ 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱了― '— " • — IIIIIIII1I — ·1111111 ·1111111· <請先烟讀背面之注意^項再1窝本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 587327 六、申請專利範圍 上且在該鑲嵌鋼内連線與該蝕刻停止層的第：部分之 間，其中該第三絕緣區域包括該電絕緣材質。 23·如申請專利範圍第22項所述 子結構，其中該導 質包括鎢。 電材 Η 24·如申請專利範圍第22項所述 电卞&構，其中該導電 質包括矽。 材 25.如申請專利範圍第22項所述之電子 區域中的一導電區包括一半導體元 結構，其中該等導 電 件 鑲嵌鋼 26·如申請專利範圍第22項所述之電子結構，其中該 内連線包含： / 一銅擴散阻障層在該雙鑲嵌鋼内連線的邊界内 JL·., 一錢鑛的或電鍍的薄銅層於該銅擴散阻障層上 一電鑛的銅層在該薄的銅層上，其中該雷 丹電鍍的銅層 填充該雙鑲嵌銅内連線的一内部空間。 27·如申請專利範圍第26項所述之電子結構， 丹Τ該鋼擴散 嫣，或 阻障層包含一或多層氮化钽，鈕，氮化鈦，氣化 鶴0 第31頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 587327
    六、申請專利範圍 28·如申請專利範圍第22項所述之電子結構，其中該電絕緣 材質係選自於由二氧化矽，摻雜氟的二氧化矽，摻雜了 CH3的二氧化矽，硼磷矽玻璃，及磷矽玻璃所構成的組 群中。 29.如申請專利範圍第28項所述之電子結構，其中該蝕刻停 止絕緣材質是從由氮化矽或碳化矽所構成的組群中選 取的。 3〇·如申請專利範圍第22項所述之電子結構，其中每一接觸 介層孔都具有一 250nm的寬度，及每一接觸介層孔都具 有一 300nm的高度。 3 1 ·如申睛專利範圍第22項所述之電子結構，其中該鑲嵌鋼 内連線導線層4L露出來的表面被研磨。 32·如申凊專利範圍第22項所述之電子結構，其更包含傾斜 的角落邊緣於與該接觸介層孔相鄰的第二絕緣區上。 (請先·Η讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂-1 n 1 ϋ ϋ n ϋ · 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 33·種製造具有鎮後銅内連線之一電子結構的方法，其 含以T的步驟： U)提供一晶圓，其具有一半導體基材； (b)形成一第一層於該半導體基材上，其中該第一 包括多個導電區域，其中每一導電區域都包括一導 包 層 電材 本，紙張尺度適用中國國窆垣盘描这οιη: 第32頁 r :二 > 1 3 \ 3 - * *. Λ S 587327 λα Β ------2___ 六、申請專利範圍 質其是從由鎢及矽所構成的組群中選取的，及其中該等 導電區域被絕緣的介電材質所分隔開； (C)形成一银刻停止層於該第一層上，其中該蝕刻停 止層包括一蝕刻停止絕緣材質； (d) 形成一絕緣層於該蝕刻停止層上，其中該絕緣層 包括一電絕緣材質； (e) 形成一接觸介層孔（via)，其穿過該絕緣層向下到 達蝕刻停止層及位在對應的導電區域之上，使得在該絕 緣層的高度降低部分的頂部上的沒有圓角的角落； (f) 蝕刻在該接觸介層孔底部的蝕刻停止層，其露出 在該接觸介層孔底下之對應的導電區的上表面；及 (g) 用一耐火金屬襯裡及鑲嵌銅來填充該接觸介層 孔，使得一鑲嵌銅内連線於該接觸介層孔内形成，其中 該鑲嵌銅内連線與導電區域的上部導電地相接觸。 34·如申㈣專利範圍第33項所述之方法，其中該導電材質包 閱· 讀 背 Φ 之 注 項 再 寫隹 頁I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 包 質 材 導 該 中 其 法 方 之 述 所 項 3 3 第 圍 範 利 專 請 中 如 括 域 區 電 導 等 該 中 其 法。 方件 之元 述si 所導 項半 5 3 一 第括 圍包 r區 利δ 專導 請 | 申的 如中 頁线 3 y 3 7 第/29 X 一(210 ¥ I NS (C 準 標 家 國 國 中 用 適 度 ,尺 張 紙 I本 587327 ΛΟ Β8 C8 D8 /、、申清專利範圍 37. 如申請專利範圍第33項料之方法，其中填充該接觸介 層孔的步驟包含： 沉積一銅擴散阻障層於該接觸介層孔内之曝露出來 的表面上； 減鍍或電鍍-薄的銅層^該鋼擴散阻障層上；及形成一電鍍的鋼層於該薄的鋼層之上使得該接觸介 層孔被填滿。 38. 如申請專利範圍㈣項所述之方法，其中該銅擴散阻障 層包含一或多層氣化组，组，氮化欽，氮μ n 如申清專利範圍第33項所述之方法，其中該電絕緣材質 係選自於由二氧切，掺雜“二氧切，捧雜了 Cl 氧化石夕，爛碟梦玻璃，及碟石夕玻璃所構成的組群 的 中 40.如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該蝕刻停止絕 緣材質包括氮化矽或碳化矽。 ---------^-------IAWI (請先·«讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41 ·如申請專利範圍第4〇項所述之方法，其更包含在蝕刻 蝕刻停止層的步驟之後及在填充該連續空間的步驟 前，用氫氟酸來酸清潔該第一及第二導電區域之露出 的上表面。 該 之 來 第34頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 587327 Λ〇 Β8 C8 D8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 貝 工 消 費 合 作 社 印 製 六、申請專利範圍 42·如申請專利範圍第41項所述之方法，其中該氫氟酸的濃 度係在10 : 1至500 : 1之間。 43·如申請專利範圍第33項所述之方法，其中該填充步驟形 成具有一或多個接觸介層孔的鑲丧銅内連線，其中在填 充步驟中每一接觸介層孔都具有一 25 Onm的寬度，及每 一接觸介層孔都具有一 3 OOnm的高度。 44·如申請專利範圍第33項所述之方法，其中步驟（d)更包 含研磨該絕緣層的一表面的步驟。 45·如申請專利範圍苐33項所述之方法，其中步驟（d)更包 含形成一蓋層於該絕緣層的一表面上的步驟。 46.如申請專利範圍第33項所述之方法，其中步驟（e)更包 含再緩流一反反射塗層於該接觸介層孔内的步驟使得 該接觸介層孔内不會有氣隙存在。 47·如申請專利範圍第46項所述之方法，其中步驟（e)更包 含形成開口於該反反射塗層上，同時保持一部分的反反 射塗層於該接觸介層孔内的步驟。 48·如申請專利範圍第33項所述之方法，其中步驟（e)更包 含用一低離子轟擊處理來實施一非方向性的去除之步 第35頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------& -^ΙΙΙ^Γ (請先¾讀背面之注意事項再填窝本頁) 587327
    六、申請專利範圍 驟0 49·如申研專利範圍第48項所述之方法，其中該晶圓係置於 處理至内’及該非方向性的去除步驟被實施使得被施 加於該阳圓上的該Rf功率小於施加於該處理室的總rf 偏壓功率的50%。 50·如申清專利範圍第33項所述之方法，其中步驟（f)更包 含實施一氬氣濺射清潔的步驟。. 51. 如申請專利範圍第5〇項所述之方法，其中該氬氣濺射清 潔包括使用混合了氫氣或氦氣之氬氣。 52. 如申請專利範圍第33項所述之方法，其中步驟（g)更包 含研磨該耐火余屬襯裡及該鑲嵌銅一段足夠的時間用 以將鎮故銅從鄰近鑲嵌接觸之區域去除掉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 第36頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 100 587327 補充I
    第1圖
    第1A圖 100587327 ?3年）月曰 修 補一
    152 150 130 iM .画纏 130 110 第3圖 587327 587327 $年叫ι
    丨修正 1 補充I 第3A圖 100
    第4圖
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