一种铜互连层的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111029298A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911278399.9(22)申请日2019.12.11(71)申请人武汉新芯集成电路制造有限公司地址430205湖北省武汉市东湖开发区高新四路18号(72)发明人黄胜男罗清威李赟(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人刘晓菲(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L21/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种铜互连层的制造方法(57)摘要本发明提供一种铜互连层的制造方法，在衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层，而后进行铜清洁工艺，在氮气和氢气的气氛中进行清洁，以利用氮气的轰击力，清除介质层表面的铜残留。该方法在氮气和氢气的气氛中，利用氢气的还原作用，将介质层表面残留的铜离子还原为铜，而后利用氮气的轰击力去除介质层表面的铜残留，实现介质层上的铜清洁，避免介质层上的铜残留对器件性能的影响。CN111029298ACN111029298A权利要求书1/1页1.一种铜互连层的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；所述衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层；进行铜清洁工艺，包括：在氮气和氢气的气氛中进行清洁，以利用氮气的轰击力，清除介质层表面的铜残留。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质层包括含碳的氧化硅。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层，包括：在所述衬底上依次沉积介质层以及刻蚀停止层；在所述介质层以及刻蚀停止层中形成刻蚀结构；进行金属铜的填充；以介质层为停止层，进行平坦化工艺，以在介质层中形成镶嵌的铜互连层。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成铜互连层之后，还包括：在所述介质层以及铜互连层上形成铜的扩散停止层。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述扩散停止层包括：含碳氮化硅，形成碳氮化硅的扩散停止层的方法，包括：进行碳氮化硅的沉积工艺，沉积工艺采用的气体包括：NH3和TMS；所述沉积工艺包括：进行腔室的预处理，在所述预处理工艺中进行所述铜清洁工艺，所述预处理采用NH3的解离进行，以产生铜清洁工艺中的氮气和氢气；利用NH3和TMS进行碳氮化硅的沉积。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述预处理中，解离时的功率大于650W，持续时间大于30S。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述预处理中，解离时的功率范围为650-750W，持续时间的范围为30-60S。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成铜互连层之后、进行铜清洁工艺之前，还包括：采用清洁剂进行铜残留的清洗。2CN111029298A说明书1/5页一种铜互连层的制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种铜互连层的制造方法。背景技术[0002]在半导体器件的制造工艺中，尤其是在55nm以下的后段工艺中，铜作为互连层具有更好的电学性能而得到了广泛的应用。而在形成铜互连层时，尤其是在采用低介电常数的介质层后，会存在铜在介质层上的残留的问题，这会导致介质层的击穿电压降低以及其器件其他电学性能受到影响，甚至影响器件的使用寿命。发明内容[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铜互连层的制造方法，避免铜残留，提高器件性能。[0004]为实现上述目的，本发明有如下技术方案：[0005]一种铜互连层的制造方法，包括：[0006]提供衬底；[0007]所述衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层；[0008]进行铜清洁工艺，包括：在氮气和氢气的气氛中进行清洁，以利用氮气的轰击力，清除介质层表面的铜残留。[0009]可选的，所述介质层包括含碳的氧化硅。[0010]可选的，所述衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层，包括：[0011]在所述衬底上依次沉积介质层以及刻蚀停止层；[0012]在所述介质层以及刻蚀停止层中形成刻蚀结构；[0013]进行金属铜的填充；[0014]以介质层为停止层，进行平坦化工艺，以在介质层中形成镶嵌的铜互连层。[0015]可选的，在形成铜互连层之后，还包括：[0016]在所述介质层以及铜互连层上形成铜的扩散停止层。[0017]可选的，所述扩散停止层包括：含碳氮化硅，形成碳氮化硅的扩散停止层的方法，包括：[0018]进行碳氮化硅的沉积工艺，沉积工艺采用的气体包括：NH3和TMS；[0019]所述沉积工艺包括：[0020]进行腔室的预处理，在所述预处理工艺中进行所述铜清洁工艺，所述预处理采用NH3的解离进行，以产生铜清洁工艺中的氮气和氢气；[0021]利用NH3和TMS进行碳氮化