[发明专利]在接触孔或沟槽上方形成阻障层的方法及接触孔结构

说明书

本发明公开了一种在接触孔或沟槽上方形成阻障层的方法及接触孔结构，在接触孔或沟槽上方形成阻障层的方法包括在腔室内产生高密度电浆，以及利用高密度电浆将阻障材料沉积在接触孔或沟槽上方。阻障材料的沉积至少包括依序的第一沉积步骤、第二沉积步骤及第三沉积步骤。第一沉积步骤、第二沉积步骤及第三沉积步骤是分别在第一偏功率、第二偏功率及第三偏功率下执行。第三偏功率大于第二偏功率，而第二偏功率大于第一偏功率。本发明还提供以此方法形成的接触孔结构。本发明的方法能够形成具有较高阶梯覆盖的阻障层。

技术领域

本发明是关于在接触孔(via)上方形成阻障层的方法，以及所形成的接触孔结构(via structure)。

背景技术

在制造半导体装置时，通过金属化工艺来在基板上建构各个部件之间的互连结构和接触。具有接触孔(via)或沟槽(trench)的铜互连结构(copperinterconnect)具有低电阻和高速传输的优点，并被广泛用于半导体的制造中。

然而，铜金属容易发生电迁移(electromigration)现象，因此容易使半导体装置发生故障。有鉴于此，沉积在接触孔或沟槽中的阻障层必须能够完全覆盖其下方的铜金属，以防止铜金属的电迁移现象。

对于具有高深宽比的接触孔或沟槽而言，阻障层的阶梯覆盖不佳问题是相当常见的。阻障层的阶梯覆盖不佳问题会造成半导体装置的后续工艺上的不便和缺点。因此，目前需要一种能够改进阻障层的阶梯覆盖的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在接触孔或沟槽上方形成具有较高阶梯覆盖阻障层的方法。

本发明提供一种在接触孔或沟槽上方形成阻障层的方法。此方法包括以下操作：在腔室内产生高密度电浆；利用高密度电浆将阻障材料沉积于接触孔或沟槽上方。阻障材料的沉积至少包括依序的第一沉积步骤、第二沉积步骤及第三沉积步骤。第一沉积步骤、第二沉积步骤及第三沉积步骤是分别在第一偏功率、第二偏功率及第三偏功率下执行。第三偏功率大于第二偏功率，而第二偏功率大于第一偏功率。

在本发明的一些实施方式中，阻障材料包括氮化钛、氮化钨、氮化钽、氧化铟、钴、钌及钽。

在本发明的一些实施方式中，第一偏功率为100W至550W。

在本发明的一些实施方式中，第二偏功率为550W至800W。

在本发明的一些实施方式中，第三偏功率为800W至1200W。

在本发明的一些实施方式中，在阻障材料的沉积之前，此方法进一步包括在接触孔或沟槽上沉积附着层。

在本发明的一些实施方式中，附着层包括钛(Ti)。

在本发明的一些实施方式中，阻障材料是沉积于接触孔或沟槽的底表面上方或侧壁上方。

在本发明的一些实施方式中，阻障层是沉积至在接触孔或沟槽的底表面上方，并具有至的厚度。

在本发明的一些实施方式中，阻障层是沉积至在接触孔或沟槽的侧壁上方，并具有至的厚度。

在本发明的一些实施方式中，阻障材料的沉积进一步包括第四沉积步骤。第四沉积步骤位于第三沉积步骤之后，并在第四偏功率下执行。

本发明还提供一种接触孔结构。此接触孔结构包括介电层、附着层以及阻障层。介电层包括接触孔，此接触孔具有侧壁及底表面。附着层设置于接触孔的侧壁及底表面上。阻障层设置于附着层上方，且系通过将阻障材料沉积于接触孔上方而形成。阻障材料的沉积至少包括依序的第一沉积步骤、第二沉积步骤及第三沉积步骤。第一沉积步骤、第二沉积步骤及第三沉积步骤分别在第一偏功率、第二偏功率及第三偏功率下执行。第三偏功率大于第二偏功率，而第二偏功率大于第一偏功率。