專利名稱：形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法及多層半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種形成半導(dǎo)體裝置的集成電路其中包括銅金屬內(nèi)連線，特別是有關(guān)多層半導(dǎo)體裝置及其形成方法，其包括形成銅金屬內(nèi)連線以及一覆蓋層以改善與下方介電層的黏著性，借以降低金屬線間的漏電流，以及增加依時(shí)介電層崩潰測試(timedependent dielectric breakdown，TDDB)以及改善銅電子遷移阻抗。
背景技術(shù)：
銅金屬化已被廣泛地用于改良半導(dǎo)體集成電路的制作，包括利用具有深次微米(sub-quarter)線寬與高深寬比的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及較大的結(jié)構(gòu)(例如連結(jié)焊墊)。銅金屬及其合金具有較其它金屬(例如鋁金屬)低的電阻以及較佳的電子遷移阻抗。而該些特性對于達(dá)成裝置可靠度、提高電流密度以及增加信號程序化速度十分重要。雖然借此可克服有關(guān)形成銅金屬半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制程上的幾點(diǎn)困難，但仍存在有其它問題特別是關(guān)于銅金屬內(nèi)連線的金屬線間的漏電流區(qū)域、銅金屬透過低介電值的介電絕緣層的電子遷移的趨勢增加，以及低介電值的介電絕緣層的介電崩潰。
銅易形成氧化物(例如氧化銅或二氧化銅)的傾向是影響銅金屬化的一大問題，而氧化程度則視銅金屬所暴露的氧化環(huán)境(包括潮濕環(huán)境)而定。根據(jù)已知技術(shù)制程，后續(xù)進(jìn)行銅的化學(xué)機(jī)械研磨步驟，而該露出的銅金屬則利用沉積一覆蓋層于其上以保護(hù)之，而該覆蓋層亦作為蝕刻停止層以形成一覆蓋于其上表面的銅金屬內(nèi)連線。例如為形成該裝置的下一表面，一般會于化學(xué)機(jī)械研磨步驟后沉積一金屬氮化層于露出的銅金屬上以作為蝕刻停止層，來形成包含有介層孔或雙鑲嵌結(jié)構(gòu)于介電絕緣層中的金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)。該覆蓋的蝕刻停止層亦具有避免銅進(jìn)一步氧化以減少銅電子遷移的功能。
由于某些原因，因此避免銅電子遷移以及避免交叉內(nèi)連線漏電流的兩項(xiàng)目的仍未被完全解決，該原因例如以多孔二氧化硅為主的低介電常數(shù)介電絕緣層具有不易有效黏著上層(例如蝕刻停止層)的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，因而使集成電路雙鑲嵌結(jié)構(gòu)(例如銅金屬內(nèi)連線)的漏電流以及銅離子電子遷移有增加的傾向。一般相信，依時(shí)介電層崩潰(time dependent dielectric breakdown，TDDB)是由于所累積的電荷造成沿附著力差的材料界面產(chǎn)生低漏電流，例如覆蓋于上層的蝕刻停止層對下層的層間金屬介電層不良的附著力。承上述可知，半導(dǎo)體裝置的電子功效以及裝置可靠度的關(guān)系是依存而無法兼顧的。
因此，業(yè)界亟需新的半導(dǎo)體集成電路制作方法以改善金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)的電子功效，包括改善上層覆蓋層附著力的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種形成銅金屬內(nèi)連線覆蓋層以改善金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)的電子功效的方法，其中包括改善附著力的方法，此外更包括克服其它已知技術(shù)的缺點(diǎn)。
為達(dá)上述及其它目的以及為符合本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種多層半導(dǎo)體裝置，包括具有改良式層間黏著的銅金屬內(nèi)連線及其方法。
本發(fā)明提供一種形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該方法包括提供半導(dǎo)體基板，包括具有多個(gè)含銅金屬內(nèi)連線的介電絕緣層，其中介電絕緣層以及含銅金屬內(nèi)連線具有一露出的表面；形成第一覆蓋層于該露出的表面上；于第一覆蓋層上進(jìn)行表面處理以增加覆蓋層以及介電絕緣層的層間附著力。以及，形成第二覆蓋層于第一覆蓋層上。
本發(fā)明還提供一種形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，所述方法包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基板，包括一具有含銅金屬內(nèi)連線的介電絕緣層，其中該介電絕緣層以及該含銅金屬內(nèi)連線具有一露出的表面；形成第一覆蓋層于該露出的表面上；于該第一覆蓋層上進(jìn)行處理以增加該覆蓋層以及該介電絕緣層的層間附著力；以及形成第二覆蓋層于該第一覆蓋層上。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該第一覆蓋層是一黏著層。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該處理包括一能量源，其是擇自由等離子以及電子束所組成的族群。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該處理增加至少部分該第一覆蓋層的每單位體積硅-氧鍵數(shù)。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該第一覆蓋層以及該第二覆蓋層是擇自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅以及碳氧化硅所組成的族群。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該第一、第二覆蓋層具有相同的原子成分。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該處理主要包括一含氫氣的等離子處理。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該含氫氣的等離子處理的壓力大體為0.5～10托(Torr)。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該含氫氣的等離子處理的主要等離子源氣體組成是擇自由氫氣、氨氣、氦氣、氮?dú)庖约皻鍤馑M成的族群。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該處理包括一電子束處理，而該電子束的加速電壓大體為100～8000電子伏特。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該處理步驟是在溫度大體為100～400攝氏度下進(jìn)行。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該第一覆蓋層的厚度大體為10～500，該第二覆蓋層的厚度大體為300～1000。
本發(fā)明所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該介電絕緣層是由有機(jī)硅烷以及有機(jī)硅氧烷前驅(qū)物之一形成，且該介電常數(shù)小于4.0。
本發(fā)明另提供一種多層半導(dǎo)體裝置，所述多層半導(dǎo)體裝置包括一介電絕緣層于一半導(dǎo)體基板上，該介電絕緣層具有一上改良表面部分以及一較低部分，該上改良表面部分的每一單位體積具有比該覆蓋層更多的硅氧鍵；一含銅金屬內(nèi)連線于該介電絕緣層中；以及一覆蓋層于該含銅金屬內(nèi)連線以及該上改良表面部分上。
本發(fā)明所述的多層半導(dǎo)體裝置，更包括一黏著層于該介電絕緣層上。
本發(fā)明所述的多層半導(dǎo)體裝置，該上改良表面部分的每一單位體積具有比該較低部分更多的硅氧鍵。
本發(fā)明所述的多層半導(dǎo)體裝置，該上改良表面部分是擇自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅，以及碳氧化硅所組成的族群。
本發(fā)明所述的多層半導(dǎo)體裝置，該上改良表面部分以及覆蓋層具有相同的原子成分。
本發(fā)明所述的多層半導(dǎo)體裝置，該上改良表面部分的厚度大體為10～500，而該覆蓋層的厚度大體為50～1000。
本發(fā)明所述的多層半導(dǎo)體裝置，該介電絕緣層是由有機(jī)硅烷以及有機(jī)硅氧烷前驅(qū)物之一形成，且該介電常數(shù)小于4.0。
本發(fā)明可降低金屬線間的漏電流，以及增加依時(shí)介電層崩潰測試以及改善銅電子遷移阻抗。


圖1A～1E是繪示出根據(jù)本發(fā)明多層半導(dǎo)體裝置的各階段步驟實(shí)施例的剖面圖；圖2是繪示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例于提供電場于具有銅內(nèi)線的集成電路與已知技術(shù)對照的Weibull分布的失敗率對依時(shí)介電層崩潰測試；圖3是繪示出本發(fā)明實(shí)施例的制作流程圖。
具體實(shí)施例方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下雖然本發(fā)明方法是以形成銅金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)(例如溝槽線或介層孔)為例，然而此方法亦可廣泛地應(yīng)用于形成銅雙鑲嵌結(jié)構(gòu)以及較厚與較寬的結(jié)構(gòu)(例如連接焊墊以及金屬線溝槽)。本發(fā)明方法特別有利于形成銅雙鑲嵌結(jié)構(gòu)，例如線寬/尺寸小于約0.25微米的介層孔以及溝槽線，而較佳為小于0.13微米。此外，該方法以使用以二氧化硅為主的低介電絕緣層結(jié)構(gòu)較佳，該結(jié)構(gòu)具有一內(nèi)連線多孔結(jié)構(gòu)且其介電常數(shù)小于3.0甚至包括小于2.5，例如2.2～3.0。由此可知本發(fā)明方法適用于形成其它具有銅表面露出的結(jié)構(gòu)，而該銅表面會接著沉積上一氮化或碳化層。此外，在此所指的“銅”是指銅金屬及其合金。
請參照圖1A～1E，其是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的部分多層半導(dǎo)體裝置的銅內(nèi)連線制作各步驟的剖面圖。
請參照圖1A，利用已知的傳統(tǒng)微電子集成電路制作步驟形成一金屬層間介電層(IMD)10，接著沉積第一蝕刻停止層12于介電絕緣層10上，而蝕刻停止層12可為例如氮化硅(如SiN，Si3N4)、氮氧化硅(如SiON)、碳化硅(如SiC)或碳氧化硅(如SiOC)，而以利用傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積制程所形成的300～700的氮化硅或碳化硅層較佳，該沉積制程，例如包括低壓化學(xué)氣相沉積制程(LPCVD)、等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積制程(PECVD)或高密度等離子氣相沉積制程(HDP-CVD)。而在此所使用的形成蝕刻停止層12方式可同樣推及至后續(xù)的蝕刻停止(覆蓋)層24形成，而蝕刻停止(覆蓋)層24包括形成于其下方的黏著層22。其中，介電層10包括一銅金屬填充導(dǎo)電區(qū)，例如一介層孔(未顯示)以電性連接半導(dǎo)體裝置中的多層內(nèi)連線。
同樣請參照第1A，形成一介電絕緣(例如層間介電層)層14于蝕刻停止層12上，其中較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)的介電絕緣層包括以二氧化硅為主的低介電常數(shù)材料，其中又以摻雜碳或有機(jī)硅烷玻璃(OSG)較佳。層間介電層14的較佳介電常數(shù)低于3.0，而以低于2.5較佳。在此所使用的層間介電層其孔洞體積部分約占該介電絕緣層的整體體積的20～60％。介電絕緣層在不同厚度區(qū)域的介電常數(shù)有可能會不一樣。在此形成層間介電層14可利用已知方式，例如使用有機(jī)硅烷及/或有機(jī)硅氧烷經(jīng)等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積制程來形成。
此外，形成相同于蝕刻停止層12的第二蝕刻停止層(未顯示)于第一層間介電層(例如14)上(未顯示)，以形成第一層介電層(例如14)的相同方式沉積第二層間介電層(未顯示)，其中形成溝槽線開口于一或多個(gè)介層孔開口上，以利用已知步驟形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)。于典型的銅鑲嵌制作實(shí)施例中，層間介電層14的厚度約為3000～8000。
同樣請參照圖1A，于層間介電層14上形成一定厚度的底部抗反射覆蓋(BRAC)層16(例如氮氧化硅層)。其厚度應(yīng)符合后續(xù)微影曝光制程奇數(shù)倍的四分之一波長來減少層間介電層14表面的光反射。
請參照圖1B，借由傳統(tǒng)微影圖案化以及反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)制程形成內(nèi)連線(例如溝槽)開口18A、18B。其中內(nèi)連線開口18A、18B可與其下層的導(dǎo)電區(qū)，例如介層孔或溝槽(未顯示)形成連接。接著利用全面性沉積制程(例如物理氣相沉積及/或化學(xué)氣相沉積制程)形成阻障層20以連接內(nèi)連線開口18A、18B，而較佳阻障層包括至少一阻障金屬層、氮化阻障金屬層或金屬硅化氮化阻障金屬層，例如鈦(Ti)、鉭(Ta)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、鈦/氮化鈦(Ti/TiN)、鉭/氮化鉭(Ta/TaN)、氮化硅鈦(TiSiN)以及鉭化硅鈦(TaSiN)，而較佳為氮化鉭(TaN)。此外典型的阻障層20厚度約100～300。
請參照圖1C，進(jìn)行傳統(tǒng)電化學(xué)沉積(ECD)制程以全面性地沉積銅金屬層來填充該內(nèi)連線開口，例如18A、18B，接著平坦化內(nèi)連線填充銅18C、18D。其中沉積銅金屬層會于進(jìn)行電化學(xué)沉積制程前先以傳統(tǒng)制程(例如物理氣相沉積制程)沉積一銅晶種層(未顯示)。接著利用傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械研磨制程(CMP)移除內(nèi)連線開口表面上方的銅金屬部分，其中包括移除阻障層(例如20)以及底部抗反射層16以露出層間介電層14。接著該露出的層間介電層可選擇性地進(jìn)行氧化物拋光步驟，此乃化學(xué)機(jī)械研磨制程的一部分。
請參照圖1D，全面性地沉積一厚度約50～500的黏著層22于制程表面上，該表面包括銅內(nèi)連線18C、18D以及層間介電層14的表面。黏著層22可為與后續(xù)沉積于其上的覆蓋(蝕刻停止)層24相同或不同材料，例如，包括氧化硅、氮化硅(例如SiN)、氮氧化硅(例如SiON)、碳化硅(例如SiC)或碳氧化硅(例如SiOC)，并以化學(xué)氣相沉積制程(例如等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積)沉積而成。例如黏著層22以氧化硅形成，則較佳的黏著層是以有機(jī)硅烷或有機(jī)硅氧烷前驅(qū)物等低介電常數(shù)氧化硅為主的材料形成，例如該黏著層材料可與層間介電層14相同并以旋涂步驟沉積，然而較佳的沉積方式是化學(xué)氣相沉積，例如等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積(PECVD)或低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)。
接著以等離子及/或電子束處理黏著層22，此乃本發(fā)明的重點(diǎn)部分。于一實(shí)施例中，進(jìn)行一含氫氣等離子源氣體的等離子處理，其可為不含氧氣的等離子源氣體，例如氫氣、氨氣或兩者的混合，其中又以氫氣較佳。于另一實(shí)施例中，等離子源氣體主要是由包含等離子氣體源的氦氣或含氫氣的氦氣所組成以促進(jìn)等離子形成。典型的等離子處理?xiàng)l件包括壓力約0.5～10托，具有無線電頻率或直流偏壓約0～900瓦的等離子功率50～200瓦。該等離子源氣體的較佳氣體供應(yīng)流速約100～2500sccm。而該等離子處理的較佳制程時(shí)間約100秒。
該等離子處理步驟以在傳統(tǒng)等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積或高密度等離子化學(xué)氣相沉積裝備(反應(yīng)腔)中進(jìn)行為較佳，而較佳為具有一去偶合偏壓源以調(diào)整晶圓的偏壓功率，包括提供零偏壓功率。然而，該等離子處理步驟亦可于任意干等離子反應(yīng)腔中進(jìn)行，其中包括一桶式等離子蝕刻、平行板式反應(yīng)器、下流式反應(yīng)器(downstream etcher)以及高密度等離子反應(yīng)器包括電子粒子回旋加速共振反應(yīng)器以及磁電管反應(yīng)器。該等離子處理的壓力與所使用的反應(yīng)器非常有關(guān)，而較佳是于1～10托下的等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器中進(jìn)行，其中又以2～8托尤佳。該黏著層的等離子處理會于0～400℃下進(jìn)行，而以325～375℃下尤佳。
于另一實(shí)施中，是以電子束(E-beam)處理黏著層22，例如將電子束通過一光柵，以控制電子束接觸最上面的黏著層，其中該晶圓具有含電子束的頂層黏著層。較佳的電子束以加速電壓至1000～8000電子伏特提供，而其加速方式是利用于制程表面的電子流產(chǎn)生每平方公分約50～500微庫侖的電荷。
請參照圖1E，接著沉積并處理黏著(第一覆蓋)層22，并于其上沉積厚度約300～1000的第二覆蓋層24(例如蝕刻停止層)。其中較佳的覆蓋層24是以氧化硅、氮化硅(例如SiN)、氮氧化硅(例如SiON)、碳化硅(例如SiC)、碳氧化硅(例如SiOC)形成，其亦可利用與黏著層22相同或不同的材料并利用化學(xué)氣相沉積步驟(例如等離子增進(jìn)化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積)形成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)利用等離子處理或電子束處理以形成并處理黏著層22可用以改善黏著層對下層的層間介電層14以及露出的銅金屬內(nèi)連線的附著力，此外另可改善上層覆蓋層24對黏著層22的附著力。此乃由于等離子處理或電子束處理過程中將硅烷的硅-碳鍵斷鍵形成硅-氧鍵來增加該黏著層的每單位體積硅氧鍵數(shù)，借此以改善層間(例如黏著層/層間介電層)結(jié)合附著力，而該硅烷的硅-碳鍵的來源包括形成層間介電層14中由有機(jī)硅烷或有機(jī)硅烷前驅(qū)物所剩余的有機(jī)取代基(例如硅烷的硅-碳鍵)，或黏著層中剩余的有機(jī)取代基的硅烷的硅-碳鍵。例如至少部分或完整的黏著處理層22具有比未處理的黏著層、其上層的覆蓋層或其下層的層間介電層多的硅氧鍵。
例如，黏著層22在進(jìn)行等離子處理或電子束處理后，可與其下層的層間介電層14及/或與后續(xù)沉積于其上層的覆蓋層24形成強(qiáng)的結(jié)合。根據(jù)較佳實(shí)施例進(jìn)行等離子或電子束處理以避免露出的銅內(nèi)連線的損害，包括減少銅金屬表面氧化以及增加黏著層對層間介電層的結(jié)合強(qiáng)度，其可借由量測層間介電層/黏著層界面的XPS硅氧鍵結(jié)能量得證。此外，金屬線間的漏電流已顯示降低(例如銅金屬內(nèi)連線18C、18D間)而依時(shí)介電層崩潰測試(timedependent dielectric breakdown，TDDB)的失敗率亦較已知形成覆蓋(蝕刻停止)層的制作步驟降低。
例如，代表漏電流貢獻(xiàn)的量測數(shù)據(jù)，一般是量測形成于介電絕緣層的銅內(nèi)連線的電流電壓，根據(jù)較佳實(shí)施例形成部分的多層半導(dǎo)體裝置已顯示，無論是何種形式的黏著層以及覆蓋層的結(jié)合皆可減低金屬線間的漏電流約1～3數(shù)量級。
請參照圖2，以Weibull分布側(cè)圖顯示層間介電層的依時(shí)介電層崩潰測試(TDDB)代表數(shù)據(jù)，其中是比對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成的具有覆蓋層的銅金屬內(nèi)連線的層間介電層以及根據(jù)較佳實(shí)施例形成不具有層間黏著層處理的覆蓋層。該垂直軸是累積失敗百分比(cumulative failure percent)而水平軸是依時(shí)介電層崩潰測試，此圖具有以D代表的不連續(xù)部分，借以將大幅改善的結(jié)果顯示于同一張圖上。該典型的條件包括溫度約125℃以及提供電場2MV/cm。其中線條A1、A2以及A3代表根據(jù)已知的技術(shù)方法形成的具覆蓋層的層間介電層的失敗率，而線條B1、B2以及B3同樣代表覆蓋層其是根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例形成，更包括第一形成的黏著層及其等離子或電子束處理。由此圖可知根據(jù)較佳實(shí)施例，當(dāng)該形成的覆蓋層具有處理的黏著層時(shí)，該依時(shí)介電層崩潰測試的結(jié)果改善了數(shù)個(gè)數(shù)量級。
請參照圖3，其是顯示本發(fā)明實(shí)施例的制作流程圖。于制程301中，提供一具有頂層層間介電層的制程晶圓，該層間介電層具有表面露出的銅金屬內(nèi)連線。于制程303中，根據(jù)較佳實(shí)施例形成黏著層(覆蓋層的第一部分)于層間介電層以及銅金屬內(nèi)連線上。于制程305中，根據(jù)較佳實(shí)施例利用等離子或電子束處理之一來處理黏著層。于制程307中，根據(jù)較佳實(shí)例沉積覆蓋層的剩余部分。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號的簡單說明如下10～介電層12～蝕刻停止層14～層間介電層16～反射層18A～內(nèi)連線開口18B～內(nèi)連線開口18C～銅內(nèi)連線18D～銅內(nèi)連線20～阻障層22～黏著層24～覆蓋層A1～線條A2～線條A3～線條B1～線條B2～線條B3～線條D～不連續(xù)部分301～提供一具有層間介電層的制程晶圓，該層間介電層具有表面露出的銅金屬內(nèi)連線303～形成覆蓋層的黏著部分
305～以等離子或電子束處理黏著層307～形成覆蓋層的剩余部分
權(quán)利要求
1.一種形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于所述形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基板，包括一具有含銅金屬內(nèi)連線的介電絕緣層，其中該介電絕緣層以及該含銅金屬內(nèi)連線具有一露出的表面；形成第一覆蓋層于該露出的表面上；于該第一覆蓋層上進(jìn)行處理以增加該覆蓋層以及該介電絕緣層的層間附著力；以及形成第二覆蓋層于該第一覆蓋層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該第一覆蓋層是一黏著層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該處理包括一能量源，其是擇自由等離子以及電子束所組成的族群。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該處理增加至少部分該第一覆蓋層的每單位體積硅-氧鍵數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該第一覆蓋層以及該第二覆蓋層是擇自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅以及碳氧化硅所組成的族群。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該第一、第二覆蓋層具有相同的原子成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該處理主要包括一含氫氣的等離子處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該含氫氣的等離子處理的壓力為0.5～10托。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該含氫氣的等離子處理的主要等離子源氣體組成是擇自由氫氣、氨氣、氦氣、氮?dú)庖约皻鍤馑M成的族群。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該處理包括一電子束處理，而該電子束的加速電壓為100～8000電子伏特。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該處理步驟是在溫度為100～400攝氏度下進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該第一覆蓋層的厚度為10～500，該第二覆蓋層的厚度為300～1000。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，其特征在于該介電絕緣層是由有機(jī)硅烷以及有機(jī)硅氧烷前驅(qū)物之一形成，且該介電常數(shù)小于4.0。
14.一種多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述多層半導(dǎo)體裝置包括一介電絕緣層于一半導(dǎo)體基板上，該介電絕緣層具有一上改良表面部分以及一較低部分，該上改良表面部分的每一單位體積具有比該覆蓋層更多的硅氧鍵；一含銅金屬內(nèi)連線于該介電絕緣層中；以及一覆蓋層于該含銅金屬內(nèi)連線以及該上改良表面部分上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于更包括一黏著層于該介電絕緣層上。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于該上改良表面部分的每一單位體積具有比該較低部分更多的硅氧鍵。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于該上改良表面部分是擇自由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅，以及碳氧化硅所組成的族群。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于該上改良表面部分以及覆蓋層具有相同的原子成分。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于該上改良表面部分的厚度為10～500，而該覆蓋層的厚度為50～1000。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層半導(dǎo)體裝置，其特征在于該介電絕緣層是由有機(jī)硅烷以及有機(jī)硅氧烷前驅(qū)物之一形成，且該介電常數(shù)小于4.0。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法及多層半導(dǎo)體裝置，所述形成覆蓋層于含銅金屬內(nèi)連線上的方法，該方法包括下列步驟提供半導(dǎo)體基板，包括具有含銅金屬內(nèi)連線的介電絕緣層，其中介電絕緣層以及含銅金屬內(nèi)連線具有一露出的表面；形成第一覆蓋層于該露出的表面上；于第一覆蓋層上進(jìn)行處理以增加覆蓋層以及介電絕緣層的層間附著力。以及，形成第二覆蓋層于第一覆蓋層上。本發(fā)明可降低金屬線間的漏電流，以及增加依時(shí)介電層崩潰測試以及改善銅電子遷移阻抗。
文檔編號H01L23/532GK1694239SQ200510008428
公開日2005年11月9日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者林耕竹, 包天一, 章勛明 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司