專利名稱：包含配線的結構體及其形成方法
相關申請的交叉引證該申請基于并要求2002年3月6日申請的日本專利申請No.2002-060774的優(yōu)先權，其內容在此引入參考。
背景技術：
[技術領域]本發(fā)明涉及包含配線(wiring)的結構體，其中在絕緣膜內形成的配線溝用易擴散性導電材料填充，特別是用含銅金屬材料填充。隨著半導體元件變得高度集成和芯片尺寸變得更小，加速推廣了配線的微型結構和配線的多層結構。在具有這種多層包含配線結構的邏輯設備中，配線遲滯是設備的信號遲滯的主要因素之一。設備的信號遲滯正比于配線電阻與配線電容的乘積，因此降低配線電阻與配線電容對補償配線遲滯來說是重要的。
為了降低這種配線電阻，正考慮使用低電阻金屬Cu作為材料形成配線。此處，由于難以通過用銅構圖形成配線，設計了所謂的金屬鑲嵌方法。在這種金屬鑲嵌方法中，在絕緣膜內形成配線溝，和這種配線溝用Cu填充，形成配線。在采用這種金屬鑲嵌方法的方案中，適于使用低介電常數(shù)的材料替代常規(guī)使用的二氧化硅作為前述的絕緣膜，以便進一步降低配線電容。
如上所述，Cu作為將來的配線材料是高度有前景的，因為它是低電阻材料，但另一方面，Cu的缺點是具有容易擴散到通常使用的絕緣材料中的特性。因此，在通過金屬鑲嵌方法的Cu配線形成工藝中，以這一方式形成Cu配線，以便在絕緣膜上沉積的Cu通過CMP(化學機械拋光)方法拋光并除去，以及Cu僅填充絕緣膜內的配線溝之后，在Cu配線上形成具有防止Cu擴散功能以及充當腐蝕停止器(stopper)功能的SiN膜。
然而，由于SiN具有7.0相對大的介電常數(shù)，即使當使用低介電常數(shù)的膜作為絕緣膜時，其介電常數(shù)的降低由于SiN的邊緣效應而受阻，和不能降低有效的介電常數(shù)，從而會產生嚴重的問題。
發(fā)明概述在考慮到上述問題的基礎上完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是抑制配線遲滯和大幅度降低絕緣膜的有效介電常數(shù)，其中通過金屬鑲嵌方法，在具有容易擴散到絕緣膜內的特性的導電材料(以Cu為代表)的配線形成時，配線在所述絕緣膜內填充并形成，從而本發(fā)明的目的是提供高度可靠的包含配線的結構體及其形成方法，因此對在不久的將來進一步微型化形成半導體元件做出反應。
作為辛勤研究的結果，本發(fā)明者提供如下所述的本發(fā)明的各種形式。
本發(fā)明包含配線的結構體是一種如此構成的包含配線的結構體，在基體上方提供的絕緣膜內形成配線形狀的溝道，和使用具有容易向絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道，形成配線。此外，提供防擴散膜，覆蓋配線的上表面，其中所述防擴散膜使用氫化SiC作為材料，其密度為2.1(g/cm3)或更高。
本發(fā)明包含配線的結構體的另一形式是一種如此構成的包含配線的結構體，在基體上方提供的絕緣膜內形成配線形狀的溝道，和使用具有容易向絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道，形成配線。此外，提供防擴散膜，覆蓋配線的上表面，其中所述防擴散膜使用氫化SiC作為材料，并含有8(原子％)-20(原子％)的氮原子。
本發(fā)明包含配線的結構體的形成方法包括下述步驟在絕緣膜內形成至少一個配線形狀的溝道；使用具有至少容易向絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道，形成配線；和形成防擴散膜，覆蓋配線的上表面，其中所述防擴散膜使用氫化SiC作為材料，其膜的密度為2.1(g/cm3)或更高。
發(fā)明包含配線的結構體的另一形成方法包括下述步驟在絕緣膜內形成至少一個配線形狀的溝道；使用具有至少容易向絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道，形成配線；和形成防擴散膜，覆蓋配線的上表面，其中所述防擴散膜使用氫化SiC作為材料。在該形成方法中，在形成防擴散膜的步驟中，向防擴散膜內加入含氮氣體，和控制防擴散膜內的N濃度為8(原子％)-20(原子％)。
附圖的簡要說明

圖1是表示普通的SiCH膜的介電擊穿試驗的示意圖；圖2是表示在SiCH膜中膜密度與介電常數(shù)之間關系的特征曲線；圖3是表示在SiCH膜中，膜在大氣中放置1周后膜密度與膜的應力漂移之間關系的特征曲線；圖4A、圖4B和圖4C是表示在各成膜條件下SiCH膜的排氣特性的特征曲線；圖5A、圖5B和圖5C是表示TDDB試驗原理的示意圖；圖6A和圖6B是在SiCH膜上應用TDDB試驗的情況下的示意圖；圖7A和圖7B是分別表示氮原子的加入量與介電常數(shù)之間關系的特征曲線，和氮原子的加入量與膜密度之間關系的特征曲線；圖8表示在該實施方案中包含配線的結構體的基本組成的剖視圖；圖9A和圖9B是表示按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視圖；圖10A、圖10B和圖10C是表示在圖9A和圖9B之后，按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視圖；圖11A和圖11B是表示在圖10A、圖10B和圖10C之后，按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視圖；圖12A和圖12B是表示在圖11A和圖11B之后，按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視圖；圖13A、圖13B和圖13C是表示在圖12A和圖12B之后，按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視圖；圖14是表示在圖13A、圖13B和圖13C之后，按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視優(yōu)選實施方案的詳細說明(本發(fā)明的基本要點)首先，將解釋本發(fā)明的基本要點。
為了替代具有相對高介電常數(shù)的SiN膜，最近已提出通過等離子CVD方法形成的氫化SiC(SiCH)膜作為Cu防擴散膜，所述Cu防擴散膜是通過金屬鑲嵌方法形成的，并覆蓋Cu配線的上表面。
然而已知的事實是，SiCH膜具有缺乏絕緣加壓阻力(pressureresistance)的特性，盡管其介電常數(shù)與SiN膜相比要低。具體地，在硅基體上形成膜厚度為100nm的SiCH膜，在該SiCH膜上形成Cu電極，并向其上施加電壓，作為該介電擊穿試驗的結果，在175℃的溫度和3.75MV/cm的電場條件下，在SiCH膜內發(fā)生介電擊穿，正如圖1所示。
本發(fā)明者推導出SiCH膜缺乏絕緣加壓阻力的特性是由于所形成的SiCH膜的膜密度低而引起的?；谶@一推導，進行下述各種試驗，以便研究改進絕緣加壓阻力，同時將SiCH膜所產生的副效應最小化的具體方法。在通過加入氮原子改變膜密度的情況下，在SiCH膜中膜密度與介電常數(shù)(k值)的關系首先，將研究SiCH膜的膜密度增加對介電常數(shù)的影響。為了提高SiCH膜的膜密度，在形成SiCH膜的時刻，向膜中加入氮原子(N)是有效的。
如圖2所示，當形成不同膜密度的SiCH膜時，在硅基體上各自具有200nm的膜厚度，并檢測各自的介電常數(shù)。證明盡管介電常數(shù)也顯示出隨膜密度增加而增加的趨勢，但后者增加與前者增加之比值小。換句話說，已證明即使當SiCH膜的膜密度提高，但介電常數(shù)不增加。在SiCH膜中膜的應力漂移與膜密度之間的關系接下來，將研究當控制SiCH膜的膜密度時，膜的應力隨時間流逝的穩(wěn)定性。
此處，在硅基體上形成厚度類似于[1](200nm)的SiCH膜之后，將其在大氣中放置1周。然后檢測從膜沉積時刻到膜被放置1周之后的時間期間內膜的應力漂移情況。
圖3是表示在SiCH膜中，膜在大氣中放置1周后膜密度與膜的應力漂移之間關系的特征曲線。
根據(jù)圖3，膜的應力漂移隨膜密度的增加而降低，和當膜密度為2.1(g/cm3)時，看不出應力漂移。換句話說，可看出在所形成的膜密度為2.1(g/cm3)或更高的致密SiCH膜中，即使將該SiCH膜在大氣中放置長的時間，膜應力仍穩(wěn)定。
注意，在各試驗[1]和[2]中，三甲硅烷(3MS)氣體用作SiCH膜的原料氣體，和氨氣用作添加的含氮氣體，以便SiCH膜的膜密度為2.1(g/cm3)。作為獲得膜密度為2.1(g/cm3)的典型成膜條件，合適的是3MS的流速為150(cc/min)，RF功率(13.56MHz)為300(W)，基體溫度為350℃，作為添加氣體的氨氣流速為100(cc/min)，和大氣壓力為2.7×102Pa(2Torr)。在該方案中，四甲硅烷(4MS)氣體可用作SiCH膜的原料氣體。此外，使用氮氣作為添加的氣體也產生類似的效果。在SiCH膜中，熱解析光譜(TDS)特征與膜密度之間的關系接下來，將研究在SiCH膜的形成時刻，向膜中加入的含氮氣體的吸收穩(wěn)定性。
此處，在硅基體上形成厚度為430nm的SiCH膜，和在室溫到700℃間變化基體溫度。然后，通過TDS檢測排氣特征。在該TDS試驗中，排氣量(M/e)集中在2，12，15，16，17，18，28和44上。
圖4A、圖4B和圖4C是表示在各成膜條件下SiCH膜的排氣特性的特征曲線；根據(jù)圖4A、圖4B和圖4C，當集中在400℃下排氣量M/e＝16時，若膜密度為1.79(g/cm3)，則它是4.0×10-9(Pa)(3.0×10-11(Torr))，若膜密度為2.32(g/cm3)，則它是2.4×10-9(Pa)(1.8×10-11(Torr))，和若膜密度為2.42(g/cm3)，則它是3.3×10-10(Pa)(2.5×10-12(Torr))。因此，顯而易見地排氣量隨膜密度的增加而降低。從上可推知，在成膜方法中，膜成為致密的SiCH膜，進入膜內的物質與膜的連接鍵弱，不可被容易地排除，結果即使當將其靜置時，在其中所吸收的氣體量小，從而產生穩(wěn)定性。在SiCH膜中時間依賴性介電擊穿(TDDB)的持續(xù)時間與膜密度之間的關系接下來，將研究當控制SiCH膜的膜密度時加壓阻力的可靠性。
圖5A、圖5B和圖5C是表示TDDB試驗原理的示意圖；如圖5A所示，絕緣膜沉積在硅基體(或Cu膜或類似物)上之后，用作電極的Cu通過真空沉積技術，沉積在該絕緣膜上，和用所形成的Cu電極作為+電極，以及硅基體作為接地，向其上施加電壓。當施加電壓時，離子化Cu從+Cu電極釋放到絕緣膜中，如圖5C所示。由于在電極之間產生電場導致吸收到絕緣膜內的Cu離子從+電極漂移到-電極，并最后到達-電極，導致介電擊穿。圖5B示出了漏泄電流如何隨時間的流逝而變化。由于介電擊穿導致漏泄電流大幅度增加的時刻是絕緣膜壽命終止的時刻。
圖6A和圖6B是在SiCH膜上應用前述的TDDB試驗的示意圖。圖6A示出了在TDDB試驗中所使用的樣品的剖面結構。以這一方式形成該樣品，使得在硅基體上形成70nm膜厚度的SiCH膜，然后，通過真空沉積在SiCH膜上形成Cu電極。Cu電極的尺寸為0.15mmφ，并使用級溫設定為200℃的探測器進行測量。在測量時刻，+電壓被施加到Cu電極上，如圖6B所示。在該方案中，在電壓施加開始時，漏泄電流降低，其后穩(wěn)定在基本上固定的值處。作為起始漏泄電流的表征，經過0.1秒后的電流值定義為i0，和定義在晶片平面上的可能測量范圍直至達到最多約2000秒。在施加電壓的起始時刻，漏泄電流降低，但其后穩(wěn)定在基本上固定的值處，作為起始漏泄電流的表征，1秒之后的電流值定義為i0，在晶片平面上的可能測量范圍最多2000秒。
下表1概述了試驗結果。
表1 i0的測量值(單位A)與MTF之間的關系
*)假設SiC為70nm厚而計算膜密度為2.42(g/cm3)的SiCH膜顯示的結果表明即使當施加3(MV/cm)的電場，漏泄電流量小和(MTF)失效的平均時間遠超過2000秒(這是晶片平面的極限)。另一方面，至于膜密度為1.79(g/cm3)的SiCH膜，當向其施加3(MV/cm)的電場時，漏泄電流超過100μA。由于采用約＞1(μA/cm2)的漏泄電流作為在TDDB試驗中壽命的表征，即使當施加1.4(MV/cm)的電場，所產生的漏泄電流相應于μA數(shù)量級，這是相當大的。此外，膜密度為2.32(g/cm3)的SiCH膜顯示出介于膜密度為2.42(g/cm3)和1.79(g/cm3)之間物理特性的中間值物理特性。
此外，在形成SiCH膜時，通過加入氨氣作為添加的氣體，而制備膜密度為2.1(g/cm3)的SiCH膜樣品，和在該樣品上也進行與上述相類似的試驗。該試驗結果概述于表2。
表2
從表2可看出，當通過控制加入氣體的量，形成膜密度為2.1(g/cm3)或更高的SiCH膜時，降低介電常數(shù)的要求和確保電子可靠性均充分地得到滿足。氮原子的加入量與SiCH膜的膜密度之間的關系如上所述，此處已首次發(fā)現(xiàn)加入含氮氣體增加SiCH膜的膜密度和改進絕緣加壓阻力。因此，接下來將研究加入的含氮氣體的適當添加范圍。
如[1]中所解釋，SiCH膜的膜密度增加導致介電常數(shù)增加。作為增加膜密度的方法，本發(fā)明采用在形成SiCH膜的時刻加入氮原子的方法。因此，需要檢測氮原子的加入量與介電常數(shù)以及與膜密度之間的關系。
圖7A是表示SiCH膜中氮原子的含量與介電常數(shù)之間關系的特征曲線，和圖7B是表示SiCH膜中氮原子的含量與膜密度之間關系的特征曲線。
如圖7A所示，隨著氮原子含量的增加，介電常數(shù)也顯示出增加的趨勢。然而，至于膜密度，當?shù)雍繛?0(原子％)或更高時，產生飽和狀態(tài)(圖7B)。當?shù)獫舛仍黾訒r，膜密度增加，可靠性增加；與此同時介電常數(shù)增加(性能下降)?？赏茰ySiCH膜中氮原子含量的上限為20(原子％)，其中所述上限可維持其作為具有低介電常數(shù)的可靠Cu防擴散膜的功能。同時，如圖7B所示，為了確保膜密度為2.1(g/cm3)或更高，需要氮原子含量約15(原子％)或更高?？紤]到要求充分確保絕緣加壓阻力，可推測SiCH膜中氮原子含量的下限為8(原子％)。從上述研究可看出，SiCH膜中氮原子的含量，即加入的含氮氣體的適當添加范圍是8(原子％)-20(原子％)。當滿足該范圍時，可實現(xiàn)絕緣加壓阻力的改進，同時對SiCH膜所產生的副作用最小。
在概述上述解釋的基礎上，圖8示出了在該實施方案中包含配線的結構體的基本組成。
該實施方案以包含配線的結構體為前體，其中如此構造該結構體，使得在由例如低介電常數(shù)的烯丙基醚有機膜等制造的絕緣膜1的內層整體地形成通路孔2和配線溝3。借助由TaN，Ta等制造的基膜6，通過用Cu填充通路孔2和配線溝3而形成的配線4是通過金屬鑲嵌方法和CMP方法形成的，和形成SiCH膜5覆蓋配線4的上表面。
然后，通過在形成SiCH膜5的時刻加入含氮氣體，控制SiCH膜5的膜密度為2.1(g/cm3)或更高。從另一觀點考慮，通過控制含氮氣體的加入量，以便使SiCH膜5的氮原子含量為8(原子％)-20(原子％)，從而形成SiCH膜5。通過這些方法，可抑制通過金屬鑲嵌方法形成的包括Cu配線的結構體中的配線遲滯。另外，顯著地降低了絕緣膜的有效介電常數(shù)(在所述絕緣膜內填充并形成配線)，從而實現(xiàn)高度可靠的包含配線的結構體，這相應于在不久的將來進一步微型化形成半導體元件。
具體實施方案基于本發(fā)明上述的基本要點，參考附圖將詳細地說明本發(fā)明的具體實施方案。
圖9A和圖9B到圖14是表示按照加工順序，該實施方案中包含配線的結構體的形成方法的剖視圖；首先，如圖9A所示，在硅基體11上形成諸如MOS晶體管之類的半導體元件(未示出)之后，以低介電常數(shù)的內層絕緣膜形式形成低介電常數(shù)的烯丙基醚有機膜12(膜厚度為150nm)。隨后，形成防止從基體中反射的抗反射膜13。其后，在抗反射膜13上施加光致抗蝕劑。這是通過照相平版印刷法進行加工的，從而可在配線溝形狀中形成抗蝕圖案14。
偶爾地，作為內層絕緣膜，可形成下述膜來替代低介電常數(shù)的烯丙基醚有機膜12摻有氟的二氧化硅膜、芳族烴類聚合物膜、低介電常數(shù)的氟碳膜、低介電常數(shù)的氫碳化硅(silses)喹啉并四氫吡喃(quioxane)膜、低介電常數(shù)的氫甲基碳化硅喹啉并四氫吡喃膜、低介電常數(shù)的多孔喹啉并四氫吡喃膜、有機硅酸鹽玻璃膜和低介電常數(shù)的多孔烯丙基醚膜。也適于以內層絕緣膜形式形成多層結構膜，所述多層結構膜由帶有等離子體二氧化硅膜、等離子體SiON膜或等離子體SiN膜的低介電常數(shù)膜構成。
隨后，如圖9B所示，在抗蝕圖案14用作掩模的情況下，等離子蝕刻抗反射膜13和低介電常數(shù)的烯丙基有機膜12，形成配線溝。其后，除去不必要的抗蝕圖案14和抗反射膜13。
隨后，如圖10A所示，通過噴射方法，以阻擋金屬膜15形式形成Ta膜或TaN膜(膜厚度為15nm)，以便覆蓋配線溝的內壁。接著，在阻擋金屬膜15上形成板極膜16(膜厚度為130nm)。
隨后，如圖10B所示，通過電場電鍍方法，形成膜厚度為970nm的Cu膜17。其后，如圖10C所示，通過CMP方法拋光Cu膜17和阻擋金屬膜15，形成配線18，所述配線是借助阻擋金屬膜15，通過用Cu填充配線溝而形成的。
隨后，如圖11A所示，通過等離子CVD方法，在配線18上形成膜密度為2.2(g/cm3)SiCH膜19(膜厚度為70nm)。
具體地，4Ms，3Ms或2Ms用作碳(C)的原料氣體。以添加氣體形式被加入氨氣。然后，適于這些氣體的混合氣體的等離子體，在下述條件下進行成膜步驟總的壓力介于1.3×102(Pa)-1.3×101(Pa)(1(Torr)-10(Torr))，等離子體功率在13.56(MHz)下介于300(W)-50(W)(或在400(kHz)下介于300(W)-500(W))，和成膜溫度介于350℃-400℃。此刻，加入氨氣產生類似的效果，而沒有使用400(kHz)的RF功率。在該方案中，也適于加入氮氣來替代氨氣作為添加的氣體。
隨后，如圖11B所示，形成低介電常數(shù)的烯丙基醚有機膜21(膜厚度為550nm)。在SiCH膜19上形成配線部件的過程中，這種烯丙基醚有機膜21變?yōu)閮葘咏^緣膜。此外，通過等離子CVD方法，在形成配線部件的過程中形成充當蝕刻掩模的SiN膜22(膜厚度為100nm)。
偶爾地，作為內層絕緣膜，可形成下述膜來替代低介電常數(shù)的烯丙基醚有機膜21摻有氟的二氧化硅膜、芳族烴類聚合物膜、低介電常數(shù)的氟碳膜、低介電常數(shù)的氫碳化硅喹啉并四氫吡喃膜、低介電常數(shù)的氫甲基碳化硅喹啉并四氫吡喃膜、低介電常數(shù)的多孔喹啉并四氫吡喃膜、有機硅酸鹽玻璃膜和低介電常數(shù)的多孔烯丙基醚膜。也適于以內層絕緣膜形式形成多層結構膜，所述多層結構膜由帶有等離子體二氧化硅膜、等離子體SiON膜或等離子體SiN膜的低介電常數(shù)膜構成。
隨后，如圖12A所示，在SiN膜22上形成抗反射膜23之后，在抗反射膜23上施加光致抗蝕劑。這是通過照相平版印刷法進行加工的，從而可在配線溝形狀中形成抗蝕圖案24。
隨后，如圖12B所示，在抗蝕圖案24用作掩模的情況下，等離子蝕刻抗反射膜23和SiN膜22，在SiN膜22中形成配線溝圖案20a。其后，除去不必要的抗蝕圖案24和抗反射膜23。
隨后，如圖13A所示，在SiN膜22上形成抗反射膜23(膜厚度為110nm)，填充配線溝圖案20a之后，在該抗反射膜23上施加光致抗蝕劑。這是通過照相平版印刷法進行加工的，從而可在通路孔形狀中形成抗蝕圖案31。
隨后，如圖13B所示，在抗蝕圖案31用作掩模的情況下，等離子蝕刻抗反射膜23和SiN膜22。此外，如圖13C所示，在SiCH膜19用作停止器的情況下，蝕刻低介電常數(shù)的烯丙基醚有機膜21。其后，蝕刻SiCH膜19，以便是配線18的表面曝光。通過這些工藝，形成結合有通路孔30的配線溝20，同時SiN膜22(在其中形成通路孔30和配線溝圖案20a)充當掩模。偶爾地，通過一系列這些工藝除去抗蝕圖案31和抗反射膜23。
然后，如圖14所示，通過噴射方法，以阻擋金屬膜32形式形成Ta膜(膜厚度為15nm)，以便覆蓋配線溝20和通路孔30的內壁。接著，在阻擋金屬膜32上形成板極膜33(膜厚度為130nm)。其后，通過電場電鍍方法，形成膜厚度為970nm的Cu膜34。然后，通過CMP方法拋光Cu膜34和阻擋金屬膜32。此刻，形成用通路孔30和配線溝20填充的配線35。其后，在配線35上形成SiN膜(膜厚度為70nm)作為覆蓋膜36。
根據(jù)該實施方案，在所謂介電常數(shù)充分低的包括配線的結構體上進行溫度偏移的試驗結果是(其中在低介電常數(shù)的膜內形成構成配線的配線部件和插件)，在溫度偏移應力試驗中看不出缺陷，如下表3所示。有利的結果是與常規(guī)的發(fā)明相比，配線間電容降低8％，且沒有犧牲所得配線的壽命。
表3
如上所述，根據(jù)該實施方案，配線遲滯受到抑制，和層間絕緣膜的有效介電常數(shù)得到顯著降低，其中在通過使用金屬鑲嵌方法形成Cu配線18期間，配線18在所述絕緣膜內填充并形成，從而實現(xiàn)高度可靠的包括配線的結構體，這相應于在不久的將來進一步微型化形成半導體元件。
根據(jù)本發(fā)明，配線遲滯受到抑制，和絕緣膜的有效介電常數(shù)得到顯著降低，其中在通過使用金屬鑲嵌方法形成導電材料的配線(其具有容易擴散到絕緣膜內的特性)(其以Cu為代表)期間，配線在所述絕緣膜內填充并形成，從而實現(xiàn)高度可靠的包括配線的結構體，這相應于在不久的將來進一步微型化形成半導體元件。
認為在所有方面，本發(fā)明的實施方案是例舉而不是限制本發(fā)明，因此在權利要求的等價含義和范圍內的所有變化擬包括在其中?？梢杂闷渌唧w的形式體現(xiàn)本發(fā)明，而不脫離其精神和主要特征。
權利要求
1.一種包含配線的結構體，其包括基體；在所述基體上方提供的絕緣膜，其中在所述絕緣膜內形成配線形狀的溝道；和使用具有容易向所述絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道而形成的配線，其中提供防擴散膜，覆蓋所述配線的上表面，其中所述防擴散膜使用氫化SiC作為材料，其密度為2.1(g/cm3)或更高。
2.權利要求1的包含配線的結構體，其中防擴散膜含有8(原子％)-20(原子％)的氮原子。
3.權利要求1的包含配線的結構體，其中形成所述配線的導電材料是至少含有Cu的金屬材料。
4.權利要求1的包含配線的結構體，其中所述配線借助導電基膜填充在溝道中。
5.權利要求1的包含配線的結構體，其中所述絕緣膜由低介電常數(shù)的材料組成。
6.一種包含配線的結構體，包括基體；在所述基體上方提供的絕緣膜，其中在所述絕緣膜內形成配線形狀的溝道；和使用具有容易向所述絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道而形成的配線，其中提供防擴散膜，覆蓋所述配線的上表面，其中所述防擴散膜使用氫化SiC作為材料，和含有8(原子％)-20(原子％)的氮原子。
7.權利要求6的包含配線的結構體，其中形成所述配線的導電材料是至少含有Cu的金屬材料。
8.權利要求6的包含配線的結構體，其中所述配線借助導電基膜填充在溝道中。
9.權利要求6的包含配線的結構體，其中所述絕緣膜由低介電常數(shù)的材料組成。
10.一種形成包含配線的結構體的方法，其包括下述步驟在絕緣膜內形成至少一個配線形狀的溝道；使用具有至少容易向絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道，形成配線；使用氫化SiC作為材料，形成防擴散膜，覆蓋配線的上表面，其中所述防擴散膜的膜密度為2.1(g/cm3)或更高。
11.權利要求10的形成包含配線的結構體的方法，其中在形成防擴散膜的所述步驟中，向防擴散膜中加入含氮氣體，和控制防擴散膜中的氮濃度為8(原子％)-20(原子％)。
12.權利要求10的形成包含配線的結構體的方法，其中在形成防擴散膜的所述步驟中使用的原料氣體是甲硅烷氣體。
13.權利要求11的形成包含配線的結構體的方法，其中含氮氣體是氮氣或氨氣。
14.權利要求10的形成包含配線的結構體的方法，其中形成所述配線的導電材料是至少含有Cu的金屬材料。
15.權利要求10的形成包含配線的結構體的方法，其中在形成配線的所述步驟中，形成導電基膜以覆蓋溝道的內壁，然后借助基膜形成配線以填充該溝道。
16.權利要求10的形成包含配線的結構體的方法，其中絕緣膜由低介電常數(shù)的材料組成。
17.一種形成包含配線的結構體的方法，包括下述步驟在絕緣膜內形成至少一個配線形狀的溝道；使用具有至少容易向絕緣膜擴散特性的導電材料填充溝道，形成配線；和使用氫化SiC作為材料，形成防擴散膜，覆蓋配線的上表面，其中在形成防擴散膜的所述步驟中，向防擴散膜中加入含氮氣體，和控制防擴散膜中的氮濃度為8(原子％)-20(原子％)。
18.權利要求17的形成包含配線的結構體的方法，其中在形成防擴散膜的所述步驟中使用的原料氣體是甲硅烷氣體。
19.權利要求17的形成包含配線的結構體的方法，其中含氮氣體是氮氣或氨氣。
20.權利要求17的形成包含配線的結構體的方法，其中形成所述配線的導電材料是至少含有Cu的金屬材料。
21.權利要求17的形成包含配線的結構體的方法，其中在形成配線的所述步驟中，形成導電基膜以覆蓋溝道的內壁，然后借助基膜形成配線以填充該溝道。
22.權利要求17的形成包含配線的結構體的方法，其中絕緣膜由低介電常數(shù)的材料組成。
全文摘要
借助通過金屬鑲嵌方法形成的基膜，用Cu填充通路孔和配線溝，形成配線。然后，形成SiC:H膜，覆蓋配線的上表面。此刻，在形成SiC:H膜的時候，通過加入含氮氣體，控制其中的氮原子含量為為8(原子％)－20(原子％)，從而使SiC:H膜的膜密度為2.1(g/cm
文檔編號H01L21/768GK1495892SQ0215282
公開日2004年5月12日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權日2002年3月6日
發(fā)明者池田雅延, 志, 鈴木貴志 申請人:富士通株式會社