专利名称：一种金属双镶嵌的制造方法
技术领域：
本发明有关于一种半导体集成电路的制造方法，特别是有关于一种金属双镶嵌的制造方法。
而金属双镶嵌制程则为利用两次的微影蚀刻步骤在介电层中定义出沟渠与介层洞(via)，然后将金属一次填入沟渠与介层洞中。其最大好处为金属线与金属插塞的材质为一样的，使得电致迁移(electromigration)所导致的问题得以降低其严重性。
因金属双镶嵌制程利用两次微影蚀刻步骤在介电层中定义出沟渠与介层洞，所以通常会依序沉积出介电层/蚀刻终止层/介电层的三明治结构。一般来说介电层的材质为氧化硅或其他具有低介电常数的介电材质，而蚀刻终止层的材质则必须使用和介电层有高蚀刻选择比的材质，氮化硅即是常用的一种材质。
氮化硅在沉积过程中，对于其下薄膜的表面性质十分敏感。以氧化硅层/氮化硅层/氧化硅层为例，即使氧化硅层的表面有一些在显微镜下无法观察到的突起，在氮化硅层沉积上去的后，其表面就会出现许多突起，影响到后续微影蚀刻步骤的进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属双镶嵌的制造方法，使氮化硅薄膜表面没有微突起，以利沉积出表面没有微突起缺陷的多层薄膜。
本发明的另一目的在于提供一种金属双镶嵌的制造方法，使氮化硅薄膜对位于其下的薄膜表面不敏感，以利沉积出表面没有缺陷的多层薄膜。
本发明又一目的在于提供一种金属双镶嵌的制造方法，使其具有可靠表面外形的多层介电层，以利后续微影蚀刻制程的进行。
为实现上述目的，本发明提供的一种金属双镶嵌的制造方法，该方法至少包括形成第一介电层于一基底上，该基底上已形成有若干元件；使用含氮电浆对该第一介电层进行一表面处理；形成氮化硅层于该第一介电层上；形成第二介电层于该氮化硅层上；图案化该第二介电层，以形成第一开口于该第二介电层中以暴露出部分的该氮化硅层；依序图案化暴露出的该氮化硅层与其下的该第一介电层，以形成第二开口于该氮化硅层与该第一介电层中，该第二开口的宽度小于该第一开口的宽度；以及沉积金属于该第一开口与该第二开口中，以形成一金属双镶嵌结构。
其中该表面处理包括在电浆增强式化学气相沉积机台上进行。
其中该含氮电浆的密度为10-4至10-5cm-3。
其中产生该含氮电浆的功率约在100至800瓦。
其中该表面处理的时间约为10至50秒。
其中该含氮电浆的反应气源包括一氧化二氮、氮气或氨气。
其中该反应气源的气体流速约为3000至5000sccm。
其中该第一介电层包括以化学气相沉积法所形成的氧化硅层。
其中该第二介电层包括以化学气相沉积法所形成的氧化硅层。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下面特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1-3是依照本发明一较佳实施例的一种金属双镶嵌的制造流程剖面图。
在图1中，在基底100上沉积一层介电层110，厚度约为1000埃。介电层110的材质例如可为氧化硅，其形成方法例如可为化学气相沉积法。接着使用含氮电浆120对介电层110做表面处理。
此表面处理的较佳施行场所为电浆增强式化学气相沉积机台的反应室内，较佳的施行时间为10-50秒。而含氮电浆120的电浆密度较佳为10-4-10-5cm-3，其所需的能源较佳为100-800瓦。产生含氮电浆120的反应气体源较佳为一氧化二氮(N2O)、氮气或氨气，反应气体源的气体流速较佳为3000-5000sccm。
在图2中，在介电层110上依序沉积一层氮化硅层130与介电层140，其厚度分别约为1000埃与10000埃。介电层140的材质例如可为氧化硅，其形成方法例如可为化学气相沉积法。
在图3中，利用传统的微影蚀刻法在介电层140中形成开口150，再一次利用微影蚀刻法在氮化硅层130与介电层110中形成开口160。然后沉积金属于基底100上，将开口150、160填满，再利用化学机械研磨法将高于介电层140的金属去除的，即形成金属双镶嵌170。
由上述本发明较佳实施例可知，当介电层110经过含氮电浆的表面处理后，沉积于其上的氮化硅层130表面就不会有微突起，也就是表面没有缺陷。如此继续沉积于氮化硅层130的其他薄膜层，也就不易有表面缺陷了。
虽然本发明已以一较佳实施例叙述如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以申请专利范围所界定为准。
权利要求
1.一种金属双镶嵌的制造方法，该方法至少包括形成第一介电层于一基底上，该基底上已形成有若干元件；使用含氮电浆对该第一介电层进行一表面处理；形成氮化硅层于该第一介电层上；形成第二介电层于该氮化硅层上；图案化该第二介电层，以形成第一开口于该第二介电层中以暴露出部分的该氮化硅层；依序图案化暴露出的该氮化硅层与其下的该第一介电层，以形成第二开口于该氮化硅层与该第一介电层中，该第二开口的宽度小于该第一开口的宽度；以及沉积金属于该第一开口与该第二开口中，以形成一金属双镶嵌结构。
2.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该表面处理包括在电浆增强式化学气相沉积机台上进行。
3.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该含氮电浆的密度约为10-4至10-5cm-3。
4.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中产生该含氮电浆的功率为100至800瓦。
5.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该表面处理的时间为10至50秒。
6.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该含氮电浆的反应气源包括一氧化二氮、氮气或氨气。
7.如权利要求6所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该反应气源的气体流速约为3000至5000sccm。
8.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该第一介电层包括以化学气相沉积法所形成的氧化硅层。
9.如权利要求1所述的金属双镶嵌的制造方法，其特征在于，其中该第二介电层包括以化学气相沉积法所形成的氧化硅层。
全文摘要
一种金属双镶嵌的制造方法。形成第一介电层于已形成有若干元件的基底上，然后使用含氮电浆对第一介电层进行表面处理。接着依序形成氮化硅层与第二介电层于第一介电层上，图案化第二介电层，以形成第一开口于第二介电层中以暴露出部分的氮化硅层。然后依序图案化暴露出的氮化硅层与其下的第一介电层，以形成第二开口于氮化硅层与第一介电层中，第二开口的宽度小于第一开口的宽度。最后沉积金属于第一开口与第二开口中，以形成金属双镶嵌结构。
文档编号H01L21/4763GK1428826SQ0114342
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者陈振隆, 林平伟, 游曜声, 姜兆声, 郑丰绪 申请人:矽统科技股份有限公司