TWI246739B

Method for manufacturing metal damascene and structure thereof

Abstract

A method for manufacturing a metal damascene and a structure thereof is described. First, an etching stop layer and a dielectric layer are sequentially deposited on a support layer. An opening is then formed in the dielectric layer and the etching stop layer. Thereafter, a silicon carbide layer is deposited on a surface of the dielectric layer and on the lateral surface and bottom of the opening. Finally, a metal layer is formed in the opening. According to the present invention, the silicon carbide layer prevents the metal layer from diffusing into the dielectric layer, such that current leakage problem is solved, and time-dependent dielectric breakdown lifetime is raised and bias temperature stress performance is improved.

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31 claims: 31 independent, 0 dependent

  1. 1
    一種金屬鑲嵌之製造方法,該製造方法至少包括下列步驟:依序沉積一蝕刻終止層與一介電層於一基礎層上方;於該介電層與該蝕刻終止層中形成一開孔;於該介電層表面與該開孔側邊及底部沉積一碳化矽層;於該碳化矽層表面與該開孔中沉積該金屬層;以及化學機械研磨該金屬層而停止於該碳化矽層。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該金屬層之材質為銅。
  3. 3
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該蝕刻終止層之材質選自氮化矽與碳化矽之一。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該蝕刻終止層之厚度為400 。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該介電層之材質為低介電常數介電層。
  6. 6
    如申請專利範圍第5項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該低介電常數介電層為多孔性之低介電常數介電層。
  7. 7
    如申請專利範圍第6項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該多孔性之低介電常數介電層選自多孔性SiLK、Aerogel、Xerogel群組之一。
  8. 8
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中於沉積該介電層於該基礎層上方之後更包括沉積一有機抗反射層於該介電層上方之步驟。
  9. 9
    如申請專利範圍第8項之金屬鑲嵌之製造方法,其中形成該開孔至少包括下列步驟:沉積一光阻層於該有機抗反射層上方;以微影製程定義該光阻層圖案;以該圖案化光阻層為罩幕,進行蝕刻,而停止於該蝕刻終止層;以及以該圖案化光阻層為罩幕,進行蝕刻,而停止於該基礎層。
  10. 10
    如申請專利範圍第9項之金屬鑲嵌之製造方法,其中形成該開孔之後更包括一加熱移除該有機抗反射層之步驟。
  11. 11
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該碳化矽層之厚度為介於100~200 。
  12. 12
    如申請專利範圍第1項之金屬鑲嵌之製造方法,其中於該碳化矽層表面與該開孔中沉積該金屬層至少包括下列步驟:於該碳化矽層表面與該開孔側邊及底部沉積一鉭層;以濺鍍方式於該鉭層表面與該開孔側邊及底部形成有該金屬之沉積晶種;以及進行電化學電鍍,於該鉭層表面與該開孔側邊及底部沉積該金屬層。
  13. 13
    一種金屬鑲嵌之製造方法,係應用於上方依序形成有一介電層與一有機抗反射層之一基礎層上,該介電層與該蝕刻終止層中具有一開孔,該製造方法至少包括下列步驟:加熱移除該有機抗反射層;於該介電層表面與該開孔側邊及底部沉積一碳化矽層;以及於該開孔中形成一金屬層。
  14. 14
    如申請專利範圍第13項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該金屬層之材質為銅。
  15. 15
    如申請專利範圍第13項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該介電層之材質為低介電常數介電層。
  16. 16
    如申請專利範圍第15項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該低介電常數介電層為多孔性之低介電常數介電層。
  17. 17
    如申請專利範圍第16項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該多孔性之低介電常數介電層選自多孔性SiLK、Aerogel、Xerogel群組之一。
  18. 18
    如申請專利範圍第13項之金屬鑲嵌之製造方法,其中該碳化矽層之厚度為介於100~200 。
  19. 19
    如申請專利範圍第13項之金屬鑲嵌之製造方法,其中於該開孔中形成該金屬層至少包括下列步驟:於該碳化矽層表面與該開孔中沉積該金屬層;以及化學機械研磨該金屬層而停止於該碳化矽層。
  20. 20
    如申請專利範圍第19項之金屬鑲嵌之製造方法,其中於該碳化矽層表面與該開孔中沉積該金屬層至少包括下列步驟:於該碳化矽層表面與該開孔側邊及底部沉積一鉭層;以濺鍍方式於該鉭層表面與該開孔側邊及底部形成有該金屬之沉積晶種;以及進行電化學電鍍,於該鉭層表面與該開孔側邊及底部沉積該金屬層。
  21. 21
    一種金屬鑲嵌之結構,至少包括:一基礎層;一蝕刻終止層,係位於該基礎層上方;一介電層,係位於該蝕刻終止層上方;一開孔,係位於該介電層與該蝕刻終止層中;一碳化矽層,係位於該介電層表面與該開孔側邊及底部;以及一金屬層,係位於該開孔中,且與該碳化矽層約略平齊。
  22. 22
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該金屬層之材質為銅。
  23. 23
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該蝕刻終止層之材質選自氮化矽與碳化矽之一。
  24. 24
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該蝕刻終止層之厚度為400 。
  25. 25
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該介電層之材質為低介電常數介電層。
  26. 26
    如申請專利範圍第25項之金屬鑲嵌之結構,其中該低介電常數介電層為多孔性之低介電常數介電層。
  27. 27
    如申請專利範圍第26項之金屬鑲嵌之結構,其中該多孔性之低介電常數介電層選自多孔性SiLK、Aerogel、Xerogel群組之一。
  28. 28
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該碳化矽層之厚度為介於100~200 。
  29. 29
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中於該碳化矽層表面與該開孔側邊及底部更包括有一鉭層。
  30. 30
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該金屬層之頂部與該碳化矽層之頂部切齊,而使該金屬鑲嵌之結構具有一平坦化之表面。
  31. 31
    如申請專利範圍第21項之金屬鑲嵌之結構,其中該碳化矽層避免該金屬層擴散至該介電層。
Independent claims31