專利名稱：低介電氮化硅膜及其制造方法和半導(dǎo)體器件及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件，特別涉及具有低介電性能絕緣膜的半導(dǎo)體器件及其制造工藝。
隨著器件微型化技術(shù)的發(fā)展，近年來的前沿半導(dǎo)體集成電路中包括巨大數(shù)量的半導(dǎo)體器件元件。在這種大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路中，沒有充分使用單個互連層，用于互連其中的半導(dǎo)體器件元件，因此通常提供多層互連結(jié)構(gòu)，其中多個互連層互相堆疊，并且層間絕緣膜置于其間，用于互連半導(dǎo)體器件元件。
特別是，采用雙鑲嵌(dual damascene)工藝對形成多層互連結(jié)構(gòu)進行廣泛的研究。在雙鑲嵌工藝中，預(yù)先在層間絕緣膜中形成互連凹槽和接觸孔，并用導(dǎo)電材料填充如此形成的互連凹槽和接觸孔。在這種雙鑲嵌工藝中，設(shè)置在多層互連結(jié)構(gòu)中作為刻蝕停止膜同時作為金屬擴散阻擋層的絕緣膜的作用非常重要。
背景技術(shù)：
在雙鑲嵌工藝技術(shù)中有各種修改，圖11A-11F表示采用雙鑲嵌工藝形成多層互連結(jié)構(gòu)的典型常規(guī)方法。
參見圖11A，Si襯底10被CVD-SiO2膜等的層間絕緣膜11覆蓋，并在層間絕緣膜11上形成互連圖形12A。Si襯底10上承載各種半導(dǎo)體器件元件，如MOS晶體管(圖中未示出)。
互連圖形12A被埋置在形成在層間絕緣膜11上的相鄰層間絕緣膜12B中以形成互連層12，其中互連層12被刻蝕停止膜13如SiN膜覆蓋?？涛g停止膜13還被相鄰層間絕緣膜14覆蓋。
在圖11A的步驟中，利用光刻工藝在層間絕緣膜14上形成光刻膠圖形18，以使光刻膠圖形18具有對應(yīng)要形成的接觸孔的開口18A，利用干刻蝕工藝同時采用光刻膠圖形18作掩模，去掉層間絕緣膜14。作為干刻蝕工藝的結(jié)果，在層間絕緣膜14中形成對應(yīng)要形成的接觸孔的開口14A。
接著，在圖11B的步驟中，去掉光刻膠圖形18并在圖11C的步驟中在圖11B的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠膜19，以便填充接觸孔14A。通過利用光刻工藝構(gòu)圖如此形成的光刻膠膜19，在光刻膠膜19中形成對應(yīng)要形成的互連圖形的光刻膠開口19A。
然后，在圖11D的步驟中，利用干刻蝕同時采用光刻膠膜19作掩模，構(gòu)圖在光刻膠開口19A上露出的層間絕緣膜14的露出部分。隨后，去掉光刻膠膜19。作為這種構(gòu)圖工藝的結(jié)果，在層間絕緣膜14中形成除了接觸孔14A之外對應(yīng)所希望的互連凹槽的開口14B。
接下來，在圖11E的步驟中，通過利用RIE工藝的干刻蝕工藝去掉刻蝕停止膜13，并露出互連圖形12A。
接著，在圖11F的步驟中，用Al或Cu的導(dǎo)電膜填充互連凹槽14B和開口14A。通過對如此獲得的結(jié)構(gòu)施加化學(xué)機械拋光(CMP)工藝，獲得通過接觸孔14A與互連圖形12A電連接的互連圖形20。
通過重復(fù)前述工藝步驟，可以形成第三和第四互連圖形。
在用在半導(dǎo)體器件中的這種多層互連結(jié)構(gòu)中，采用低介電性能絕緣膜用于層間絕緣膜12和14以便減少多層互連結(jié)構(gòu)的雜散電容是非常重要的。通過減少雜散電容，提高了半導(dǎo)體器件的工作速度。因此已經(jīng)做了很多嘗試，采用低介電性能材料用于層間絕緣膜12或14，如摻雜F的SiO2膜(SiOF膜)、有機Si絕緣膜(SiOCH膜)等。特別是，通過采用有機Si絕緣膜，可以實現(xiàn)3.0或更小的比介電常數(shù)。
在利用雙鑲嵌工藝形成多層互連結(jié)構(gòu)的這種工藝中，刻蝕停止膜13的作用非常重要，如前面注意到的。通常，呈現(xiàn)相對于層間絕緣膜14的大刻蝕選擇性的SiN膜廣泛地用于該目的。在雙鑲嵌工藝的技術(shù)中，刻蝕停止膜不僅必須具有大刻蝕選擇性而且還用做阻擋構(gòu)成互連圖形的金屬如Cu的有效阻擋層。此外，刻蝕停止膜必須具有相對于互連圖形以及層間絕緣膜的優(yōu)異粘接性。另外，刻蝕停止膜必須具有抵抗等離子體灰化工藝或濕刻蝕工藝的優(yōu)異性能。都知道SiN膜用做有效的擴散阻擋層。
通常，很容易利用等離子體CVD工藝形成SiN膜。另一方面，如此形成的SiN膜具有7-8的大介電常數(shù)，因此采用SiN刻蝕停止膜13可基本上取消在多層互連結(jié)構(gòu)中采用低介電性能絕緣膜作為層間絕緣膜12和14而實現(xiàn)的雜散電容減少的效果。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的一般目的是提供一種新的可使用的半導(dǎo)體器件及其制造方法，其中消除了前述問題。
本發(fā)明的另一和更特殊的目的是提供一種低介電性能氮化物膜及其制造方法。
本發(fā)明的又一目的是提供采用低介電性能氮化硅膜形成多層互連結(jié)構(gòu)的方法。
本發(fā)明的再一目的是提供具有低介電性能氮化硅膜的半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明的另一目的是提供形成氮化硅膜的方法，包括以下步驟在反應(yīng)室中引入襯底；向所述處理室中引入其中具有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物，作為氣體源；利用CVD工藝，從所述氣體源在所述襯底的表面上淀積含有Si、N、C和H作為基本構(gòu)成元素的SiNCH膜。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用其中含有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物作為源料的CVD工藝，可以形成低密度SiNCH膜(含有Si、N、C和H作為基本或主要構(gòu)成元素的膜)。如此形成的低密度SiNCH膜的特征在于低介電常數(shù)并具有相對于下層的優(yōu)異粘接性。低密度SiNCH膜還用做阻擋金屬原子如Cu的有效擴散阻擋層。低密度SiNCH膜呈現(xiàn)抵抗等離子體灰化工藝、干刻蝕或濕開蝕工藝的優(yōu)異性能。
在本發(fā)明中，優(yōu)選有機Si化合物具有(SiR1)nNR2、(SiR1NR2)n或(SiR1(NR2)1.5)n的結(jié)構(gòu)式，其中n是1或更大的整數(shù)，R1和R2每個都可以是氫或選自烷基如甲基、環(huán)烴基如苯酚基或乙烯基的基。優(yōu)選如此進行CVD工藝，以便Si化合物中的硅氮烷鍵基本上保持在SiNCH膜中。通過采用具有(SiR1)nNR2、(SiR1NR2)n或(SiR1(NR2)1.5)n結(jié)構(gòu)式的化合物(R1和R2每個都可以是氫或選自烷基如甲基、環(huán)烴基如苯酚基或乙烯基的基，n是1或更大的整數(shù))，在CVD工藝期間源化合物中的有機硅氮烷鍵被保持在SiNCH膜中，并且SiNCH膜呈現(xiàn)減少的密度。
優(yōu)選，用于淀積SiNCH膜的CVD工藝包括有機Si化合物的等離子體聚合反應(yīng)工藝。還優(yōu)選等離子體聚合反應(yīng)工藝是在有機Si化合物中的硅氮烷鍵基本上被保持在SiNCH膜中的等離子體功率下進行的。為此，有效地減小了SiNCH膜的比介電常數(shù)(specific dielectricconstant)。在通過有機Si化合物的熱聚合反應(yīng)工藝進行淀積SiNCH膜的步驟的情況下，必須設(shè)定溫度，以使有機Si化合物中的有機硅氮烷鍵基本上被保持在淀積的SiNCH膜中。
在本發(fā)明中，可以通過替換工藝淀積SiNCH膜，在該工藝中，給前述有機Si化合物添加含有N的附加氣體源如N2或NH3，形成附加氣體源的等離子體，并給反應(yīng)室輸送等離子體。根據(jù)這種工藝，只給有機源化合物提供小等離子體功率，并有機Si化合物中的有機硅氮烷鍵保持在氮化硅膜中。
在本發(fā)明中，還可以形成含有氧的SiONCH體系的硅氮氧化物膜，其中氧可以從源材料或附加源材料中釋放出來。當(dāng)膜中的氧含量為40％或更低時，硅氮氧化物膜呈現(xiàn)與前述氮化硅膜相似的性能。
本發(fā)明的另一目的是提供制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在襯底上形成刻蝕停止膜；在所述刻蝕停止膜上淀積層間絕緣膜；構(gòu)圖所述層間絕緣膜以形成開口；刻蝕所述層間絕緣膜以在所述層間絕緣膜中形成對應(yīng)所述開口的凹部；和通過刻蝕工藝，選擇地從所述開口刻蝕所述刻蝕停止膜，淀積所述刻蝕停止膜的所述步驟包括以下步驟向處理裝置的反應(yīng)室中引入所述襯底；向所述反應(yīng)室中輸送其中含有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物，作為氣體源；和利用CVD工藝，在所述處理室中在所述襯底表面上由所述有機Si化合物淀積SiNCH膜，作為所述刻蝕停止膜。
根據(jù)本發(fā)明，在利用雙鑲嵌工藝形成多層互連結(jié)構(gòu)時，利用CVD工藝由其中含有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物的源材料形成的SiNCH膜用做氮化硅刻蝕停止膜。如此形成氮化硅膜中保持源材料中的有機硅氮烷鍵，其中有機硅氮烷鍵中包括烴基。因此，如此形成的氮化硅膜的特征在于低密度并具有低介電常數(shù)特性。通過采用這種低介電性能氮化硅膜作為刻蝕停止膜，基本上減少了多層互連結(jié)構(gòu)的雜散電容，并相應(yīng)地提高了半導(dǎo)體器件的工作速度。如此形成的低介電性能氮化硅膜具有優(yōu)異耐刻蝕性的附加優(yōu)點，因此低介電性能氮化硅膜可用做在雙鑲嵌工藝期間在干刻蝕工藝中的有效刻蝕停止膜或硬掩模。
在本發(fā)明中，還優(yōu)選有機Si化合物具有(SiR1)nNR2、(SiR1NR2)n或(SiR1(NR2)1.5)n的結(jié)構(gòu)式，其中n是1或更大的整數(shù)，R1和R2每個都可以是氫或選自烷基如甲基、環(huán)烴基如苯酚基、或乙烯基的基。還優(yōu)選進行CVD工藝，以便有機Si化合物中的硅氮烷鍵基本上保持在SiNCH膜中。通過采用具有(SiR1)nNR2、(SiR1NR2)n或(SiR1(NR2)1.5)n結(jié)構(gòu)式的化合物，(R1和R2是氫或選自烷基如甲基、環(huán)烴基如苯酚基、或乙烯基的基，n是1或更大的整數(shù))，在CVD工藝期間源化合物中的有機硅氮烷鍵可以保持在SiNCH膜中，并且SiNCH膜呈現(xiàn)減小的密度。
優(yōu)選，用于淀積SiNCH膜的CVD工藝包括有機Si化合物的等離子體聚合反應(yīng)工藝。還優(yōu)選在其中有機Si化合物中的有機硅氮烷鍵基本上保持在SiNCH膜中的等離子體功率下進行等離子體聚合反應(yīng)工藝。因此，有效地減小了SiNCH膜的密度和比介電常數(shù)。在通過有機Si化合物的熱聚合反應(yīng)工藝進行淀積SiNCH膜的步驟的情況下，需要設(shè)定溫度，以使有機Si化合物中的有機硅氮烷鍵基本上保持在被淀積的SiNCH膜中。
在本發(fā)明中，還可以通過以下替換工藝淀積SiNCH膜給前述有機Si化合物添加含有N的附加氣體源如N2或NH3，形成附加氣體源的等離子體，并且該將等離子體輸送給反應(yīng)室。根據(jù)這個工藝，只需要給有機源化合物提供小等離子體功率，并且有機Si化合物中的有機硅氮烷結(jié)構(gòu)保持在氮化硅膜中。
在本發(fā)明中，還可以施加在層間絕緣膜上淀積導(dǎo)體層的工藝，以便經(jīng)過開口填充凹部，并利用化學(xué)機械拋光工藝去掉位于層間絕緣膜上面的部分導(dǎo)體層。因此，優(yōu)選導(dǎo)體層由Cu形成。由于氮化硅膜用做抵抗Cu的有效擴散阻擋層，因此這種結(jié)構(gòu)可以有效地抑制Cu從Cu層擴散到相鄰層間絕緣膜。此外，如此形成的氮化硅刻蝕停止膜具有優(yōu)異的泄漏特性。
通過采用有機絕緣膜或摻雜F的SiO2膜作為層間絕緣膜，減小了層間絕緣膜的電容并減少了多層互連結(jié)構(gòu)的總雜散電容。通過形成前述凹部以便包括互連凹槽或接觸孔，可以形成各種復(fù)雜的互連圖形。
本發(fā)明的另一目的是提供SiNCH體系的氮化硅膜，所述氮化硅膜中含有表示為CnHm的任意原子集團，所述原子集團與Si原子鍵合。
根據(jù)本發(fā)明，氮化硅膜中含有有機硅氮烷鍵，而有機硅氮烷鍵中又含有烴基。本發(fā)明的氮化硅膜具有低膜密度特性和低介電常數(shù)的相關(guān)特性。該原子集團可以是烷基、環(huán)烴基或乙烯基的任何一個。本發(fā)明的氮化硅膜具有優(yōu)異粘接性和抵抗各種工藝如等離子體灰化工藝、干刻蝕工藝或濕刻蝕工藝的特性的有利特征。該氮化硅膜還用做有效擴散阻擋層并且其特征在于小漏電流。
本發(fā)明的再一目的是提供半導(dǎo)體器件，包括襯底；和形成在所述襯底上的多層互連結(jié)構(gòu)，所述多層互連結(jié)構(gòu)包括刻蝕停止膜、形成在所述刻蝕停止膜上的層間絕緣膜、形成在所述層間絕緣膜中的互連凹槽、形成在所述層間絕緣膜中并對應(yīng)所述互連凹槽的接觸孔、和填充所述互連凹槽和所述接觸孔的導(dǎo)體層，其中所述刻蝕停止膜包括SiNCH膜并且其中含有表示為CnHm的任意原子集團，所述原子集團與Si原子鍵合。
根據(jù)本發(fā)明，氮化硅膜中含有有機硅氮烷鍵，而有機硅氮烷鍵中又含有烴基。結(jié)果是，減小了氮化硅膜的密度并相應(yīng)減小了介電常數(shù)。因此，減小了多層互連結(jié)構(gòu)的雜散電容并提高了半導(dǎo)體器件的工作速度。對于原子集團，可采用氫、烷基、環(huán)烴基、或乙烯基的任何一種。本發(fā)明的氮化硅膜呈現(xiàn)優(yōu)異的粘接性和抵抗等離子體灰化工藝、干刻蝕工藝或濕刻蝕工藝的特性。此外，本發(fā)明的氮化硅膜用做阻止金屬元素擴散的有效擴散阻擋層。另外，本發(fā)明的氮化硅膜具有減小的漏電流的有利特征。
在結(jié)合附圖閱讀了下面的詳細說明之后將使本發(fā)明的其它目的和附加特點更顯然。


圖1是表示用在本發(fā)明第一實施例中的等離子體CVD裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2A和2B是表示用在本發(fā)明第一實施例中的有機硅氮烷鍵的例子的示意圖；圖3A和3B是表示在本發(fā)明第一實施例中獲得的氮化硅膜結(jié)構(gòu)的例子的示意圖；圖4A-4F是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖；圖5A-5E是表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖；圖6A-6E是表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖；圖7A-7E是表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖；圖8A-8E是表示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是表示第七實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖；圖11A-11F是表示常規(guī)半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖。
具體實施例方式
(第一實施例)圖1表示用在本發(fā)明第一實施例中的等離子體CVD裝置30的結(jié)構(gòu)。
參見圖1，等離子體CVD裝置30包括由泵31C經(jīng)過排氣口31A和收集器(trap)31B抽真空的反應(yīng)室31，其中反應(yīng)室31中安裝用于固定待處理襯底32A的工作臺32。
在處理室31中，提供面對工作臺32的簇射頭(showerhead)33，其中從容器43給簇射頭33輸送液態(tài)有機Si源。更具體地說，容器34被He氣體加壓，并且其中的液態(tài)有機Si源作為第一氣體源經(jīng)過液體質(zhì)量流控制器34A和噴霧器34B并與從管道34C輸送的Ar載體氣體一起輸送給簇射頭33。
此外，經(jīng)過管道35給簇射頭33輸送作為第二氣體源的NH3氣體或N2氣體，并且通過從射頻電源36給其輸送450KHz-60MHz的射頻功率，在第一和第二氣體源中進行等離子體激發(fā)。
通過形成等離子體，隨著從簇射頭33釋放源材料，在反應(yīng)室31中進行等離子體聚合反應(yīng)，并且如此輸送的源材料進行等離子體激發(fā)。作為等離子體激發(fā)的結(jié)果，在襯底32A的表面上淀積氮化硅膜。
在圖1的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該注意到泵31C連接到洗滌器單元31D，泵31C的廢氣被洗滌器單元31D處理之后釋放到環(huán)境中。
圖2A和2B表示保持在源容器34中的示意有機Si源材料的結(jié)構(gòu)式，其中圖2A表示其中1，1，3，3，5，5，7，7-辛甲基環(huán)四硅氮烷(octamethylcyclotetrasilazane)用做有機Si源的情況。在圖2A中，R1是甲基，R2是氫。因此，有機Si源具有Si4C8H28N4的結(jié)構(gòu)式。另一方面，在圖2B的例子中，六甲基二硅氮烷(Si2C6H19N)用做有機Si源。應(yīng)該注意這些只是含有有機硅氮烷鍵的有機Si源的示意例子，硅氮烷鍵是用于其中含有Si-N-Si鍵的化合物一般術(shù)語。硅氮烷鍵是通過給Si-N-Si鍵添加烷基如甲基或乙基、或環(huán)烴基如苯基、或乙烯基獲得的。
有機硅氮烷化合物的例子概括示于下列表I中。
表I



參見圖2A和2B，前述有機Si源含有具有甲基Me的有機硅氮烷鍵并具有由通式(SiR1)nR2或(SiR1NR2)n表示的成分，其中n是1或更大的整數(shù)，而R1和R2具有CmH2m+1(m是大于零的整數(shù))的通式，并且可以是氫原子、烷基、環(huán)烴基如苯基或乙烯基的任何一種。
采用上述有機Si源作為源，在圖1的CVD設(shè)備30中同時采用Si晶片做襯底32A在8英寸Si晶片上淀積氮化硅膜。氮化硅膜的淀積是在200-400℃的襯底溫度下同時以27MHz的頻率輸送100-1000W的等離子體功率進行的。詳細的條件概括列于表II中。
表II

如此獲得的氮化硅膜實際上是SiNCH膜并具有3.5-5.5的比介電常數(shù)。
應(yīng)該注意到，鑒于普通等離子體SiN膜具有約7-8的比介電常數(shù)，該氮化硅膜的比介電常數(shù)的值已經(jīng)下降到一半。通過在前述淀積工藝中利用100-300W的小等離子體功率，從簇射頭33輸送的汽化的有機Si化合物在反應(yīng)室31中不完全分解，并且有機源中的有機硅氮烷鍵基本上保持在如此淀積在Si晶片上的氮化硅膜中。由于有機硅氮烷鍵的存在導(dǎo)致淀積的SiN膜的密度下降，還引起淀積的SiN膜的比介電常數(shù)減小。
圖3A示出了利用FT-IR法觀察到的如此形成的氮化硅膜的結(jié)構(gòu)。
參見圖3A，可以看到如此形成的氮化硅膜中保持從圖2A和2B的有機硅氮烷鍵得到的Si-CH3或CH3的烴結(jié)構(gòu)，而氮化硅膜中的烴結(jié)構(gòu)減小了密度，由此減小了氮化硅膜的比介電常數(shù)。
圖3A還示出了在與采用1000W的等離子體功率相比采用100W的等離子體功率時，對應(yīng)Si-CH3鍵的峰值的相對高度相對于對應(yīng)SiN鍵的峰值而增加。這個結(jié)果清楚地顯示了與利用1000W等離子體功率形成的氮化硅膜相比利用100W的等離子體功率形成的氮化硅膜含有增加濃度的Si-CH3鍵。因此，推斷出比介電常數(shù)的所希望的減小是由于淀積的氮化硅膜中的膜密度的減小造成的。
圖3B顯示了如此形成的氮化硅膜的示意結(jié)構(gòu)。
參見圖3B，該氮化硅膜除了常用的Si-N結(jié)構(gòu)之外還包括一起形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的Si-CH3鍵、N-H鍵、Si-H鍵等。具有這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氮化硅膜可以由有機硅氮烷鍵源同時適當(dāng)選擇例如等離子體功率等條件而形成。
應(yīng)該注意到如此獲得的SiNCH膜呈現(xiàn)相對于下層膜的優(yōu)異粘接性。此外，SiNCH膜呈現(xiàn)抵抗等離子體灰化、干刻蝕和濕刻蝕的優(yōu)異特性。因此，本發(fā)明的SiNCH膜可以成功地用在多層互連結(jié)構(gòu)中。
應(yīng)該注意到表II中只是示出了典型例子，還可以通過在50-2000W范圍內(nèi)調(diào)整等離子體功率、在從室溫到500℃的范圍內(nèi)調(diào)整襯底溫度、在1.33-1.33kPa(10毫乇-10乇)范圍內(nèi)調(diào)整處理壓力、或在0.001-10cc/min范圍內(nèi)調(diào)整液態(tài)有機Si源的輸送速度來形成本發(fā)明的SiNCH膜。
此外，還可以通過熱解CVD工藝形成SiNCH膜。例如，這種熱解CVD工藝可以在圖2的等離子體CVD設(shè)備30中進行而不用激發(fā)射頻電源36。
在這種情況下，襯底溫度設(shè)定得比在等離子體CVD工藝中采用的襯底溫度高。然而，襯底溫度應(yīng)該不超過600℃。否則，包含在有機Si源中的有機硅氮烷鍵不會保持在SiNCH膜中。
圖4A-4F表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的具有多層互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造工藝，其中對應(yīng)前述部件的那些部件利用相同的參考標(biāo)記表示并省略其說明。
圖4A對應(yīng)前述圖11A的步驟，并且形成相同的疊層結(jié)構(gòu)，除了在表II條件下利用圖2的等離子體CVD設(shè)備由圖2A的有機Si源形成的SiNCH膜代替刻蝕停止膜13用于刻蝕停止膜之外。
在圖4B的步驟中，采用光刻膠圖形18作掩模，對層間絕緣膜14進行干刻蝕，并在層間絕緣膜14中形成對應(yīng)光刻膠開口18A的開口。形成開口之后，去掉光刻膠圖形18。
接著，在圖4C的步驟中，重新在圖4B的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠膜19，其中然后利用光刻構(gòu)圖工藝對光刻膠膜19進行構(gòu)圖以形成光刻膠開口19A，其對應(yīng)要在多層互連結(jié)構(gòu)中形成的互連圖形。
接著，在圖4D的步驟中，采用光刻膠膜19做掩模的同時，在由光刻膠開口19A露出的部分中利用干刻蝕工藝刻蝕掉層間絕緣膜14，之后去掉光刻膠膜19本身。作為前述干刻蝕工藝和光刻膠去除工藝的結(jié)果，在開口14A的底部露出SiNCH膜23。
隨后，在圖4E的步驟中，對如此獲得的結(jié)構(gòu)進行干刻蝕工藝，并在SiNCH膜23中對應(yīng)開口14A形成開口14B。
此外，在圖4F的步驟中，利用Ta、TaN、Ta/TaN、TiN、WN等的阻擋金屬層(未示出)覆蓋由開口14B形成的互連凹槽和由開口14A形成接觸孔，然后用導(dǎo)體層如Cu層填充。通過利用CMP工藝去除覆蓋層間絕緣膜14的導(dǎo)體層，獲得在接觸孔14A與下層互連圖形14B接觸的導(dǎo)體圖形20，如圖6F所示。
對于層間絕緣膜14，可以采用無機低介電性能絕緣膜，如摻雜F的SiO2膜、HSQ膜如SiOH膜或多孔絕緣膜?；蛘?，可以采用低介電性能有機絕緣膜如有機SOG膜或芳香族低介電性能有機絕緣膜用于層間絕緣膜14。當(dāng)然，可以采用常規(guī)CVD-SiO2膜或SOG膜用于層間絕緣膜14。通過采用低介電性能無機或有機絕緣膜用于多層互連結(jié)構(gòu)中的層間絕緣膜14，可以減小多層互連結(jié)構(gòu)的總介電常數(shù)并提高半導(dǎo)體器件的工作速度。
應(yīng)該注意到本例的SiNCH膜23具有各種特性，如優(yōu)異的粘接性、優(yōu)異的抗干刻蝕性、作為阻擋Cu的擴散阻擋層的優(yōu)異性能、低漏電流等，適合用在高速半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)中。
圖5A-5E是表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖，其中對應(yīng)前述部件的那些部件用相同的參考標(biāo)記表示，并省略其說明。
參見圖5A，該步驟基本上與前述圖4A的步驟相同，除了還提供層間絕緣膜16和SiNCH膜25和27之外。
更具體地說，圖5A的疊層結(jié)構(gòu)除了形成在Si襯底10層上的間絕緣膜11和形成在層間絕緣膜11上的互連層12之外還包括SiNCH膜23、層間絕緣膜14、SiNCH膜25、層間絕緣膜16和SiNCH膜27，以便膜23-27連續(xù)堆疊在一起，并且在如此形成的疊層結(jié)構(gòu)上提供具有光刻膠開口18A的光刻膠圖形。與前述實施例相同，光刻膠開口18A要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的對應(yīng)接觸孔。
接著，在圖5B的步驟中，采用光刻膠圖形18作掩模，對SiNCH膜27進行干刻蝕工藝，并在其中對應(yīng)光刻膠開口18A形成開口(未示出)。
如此形成的開口露出下層層間絕緣膜16的一部分，并且對層間絕緣膜16的露出部分進行干刻蝕工藝。結(jié)果是，在層間絕緣膜16中對應(yīng)光刻膠開口18A形成開口，以便露出一部分下層SiNCH膜25。通過對如此形成的SiNCH膜25進行干刻蝕工藝，對應(yīng)光刻膠開口18A形成露出下層層間絕緣膜14的開口。
此外，通過對如此露出的層間絕緣膜14進行干刻蝕工藝，在層間絕緣膜14中對應(yīng)光刻膠開口18A形成開口14A。如此形成的開口14A連續(xù)通過SiNCH膜27、層間絕緣膜16、SiNCH膜25和層間絕緣膜14延伸，并在其底部露出SiNCH膜23。
接下來，在圖5C的步驟中，除去光刻膠膜18，并利用旋涂工藝在圖5B的結(jié)構(gòu)上形成另一光刻膠膜19，以便光刻膠膜19填充開口14A，并且在圖5D的步驟中對光刻膠膜19進行光刻構(gòu)圖工藝。結(jié)果是，在光刻膠膜19中形成光刻膠開口19A，其對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的互連凹槽。
接著，在圖5E的步驟中，采用光刻膠膜19作掩模，在由光刻膠開口19A露出的部分中對SiNCH膜27進行干刻蝕工藝，在SiNCH膜27中對應(yīng)光刻膠開口19A形成開口，以便該開口露出下層層間絕緣膜16中。然后對如此露出的層間絕緣膜16進行干刻蝕工藝，直到露出下層SiNCH膜25為止。結(jié)果是，在層間絕緣膜16中形成開口16A，其對應(yīng)要在多層互連結(jié)構(gòu)中對應(yīng)光刻膠開口19A形成的互連凹槽。之后，除去光刻膠開口19A。
應(yīng)該注意到用于形成開口18A的干刻蝕工藝由于露出SiNCH膜25而停止。然后通過除去露出的SiNCH膜27、25和23并用導(dǎo)體層如Cu層填充開口16A和14A，獲得前面參照圖4F說明的多層互連結(jié)構(gòu)。
在本例中，還可以采用任何低介電性能無機絕緣膜如摻雜F的SiO2膜、HSQ膜如SiOH膜或多孔膜，或者低介電性能有機絕緣膜，如有機SOG膜或芳香族有機絕緣膜用于層間絕緣膜14和16。在本例的多層互連結(jié)構(gòu)中，總介電常數(shù)減少了，并提高了半導(dǎo)體器件的工作速度。
在本例中，SiNCH膜23、25和27的特征在于低的比介電常數(shù)、優(yōu)異粘接性、優(yōu)異抗干刻蝕特性、作為Cu的擴散阻擋層的優(yōu)異性能、和低漏電流。因此，本發(fā)明的SiNCH膜用在高速半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)中是很理想的。
圖6A-6E表示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝，其中對應(yīng)前述部件的那些部件用相同的參考標(biāo)記表示并省略其說明。
參見圖6A，該步驟基本上與圖5A的步驟相同，并在Si襯底10上形成層疊體，其中利用其上承載互連圖形12的層間絕緣膜11覆蓋Si襯底10。此外，SiNCH膜23、層間絕緣膜14、SiNCH膜25、層間絕緣膜16和SiNCH膜27連續(xù)堆疊在互連層12上。在本例中，在多層互連結(jié)構(gòu)上提供光刻膠圖形28，其中光刻膠圖形28包括光刻膠開口28A，其對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的互連圖形。
在圖6B的步驟中，采用光刻膠圖形28作掩模，對SiNCH膜27進行干刻蝕工藝，在SiNCH膜27中對應(yīng)光刻膠開口28A形成開口，以便如此形成的開口暴露出在SiNCH膜27下面形成的層間絕緣膜16。對如此露出的層間絕緣膜16進行干刻蝕工藝，并在對應(yīng)光刻膠開口28A的層間絕緣膜16中形成對應(yīng)要形成的互連凹槽的開口16A，以便露出下層SiNCH膜25。
接著，在圖6C的步驟中除去光刻膠膜28，并在圖6B的結(jié)構(gòu)上重新形成光刻膠膜29，以便光刻膠膜29填充開口16A。此外，在圖6D的步驟中利用光刻工藝對光刻膠膜29構(gòu)圖，以便在光刻膠膜29中形成光刻膠開口29A，其對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的接觸孔。
接下來，在圖6E的步驟中，采用光刻膠圖形29作掩模，對由光刻膠開口29A露出的一部分SiNCH膜25進行干刻蝕工藝，并在SiNCH膜25中對應(yīng)光刻膠開口29A形成開口，以便露出下層層間絕緣膜14。之后，除去光刻膠圖形29，并采用SiNCH膜27和25作硬掩模對層間絕緣膜14進行干刻蝕工藝。結(jié)果是，在層間絕緣膜14中對應(yīng)光刻膠開口29A形成開口14A，并對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的接觸孔。
用于形成開口14A的干刻蝕工藝由于露出SiNCH膜23而停止。之后，除去露出的SiNCH膜27、25和23，并用導(dǎo)體層如Cu層填充開口16A和14A。結(jié)果是，獲得參照圖6F說明的多層互連結(jié)構(gòu)。
在本例中，還可以采用任何無機低介電性能絕緣膜如摻雜F的SiO2膜、HSQ膜如SiOH膜或多孔膜，或者有機低介電性能絕緣膜，如有機SOG膜或芳香族有機絕緣膜。結(jié)果是，本例的多層互連結(jié)構(gòu)具有總介電常數(shù)減少了和半導(dǎo)體器件的工作速度基本上提高了的優(yōu)點。
在本例中，SiNCH膜23、25和27的特征在于低的比介電常數(shù)、優(yōu)異粘接性、優(yōu)異抗干刻蝕特性、作為Cu的擴散阻擋層的優(yōu)異性能和低漏電流。因此，本發(fā)明的SiNCH膜用在高速半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)中是很理想的。
圖7A-7E表示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝，其中對應(yīng)前述部件的那些部件用相同的參考標(biāo)記表示并省略其說明。
參見圖7A，與前述實施例相同，在Si襯底10上形成疊層結(jié)構(gòu)，其中Si襯底10上承載層間絕緣膜11，層間絕緣膜12上承載互連層12。在互連層12上，連續(xù)堆疊SiNCH膜23、層間絕緣膜14和SiNCH膜25，其中SiNCH膜25上承載光刻膠圖形，該光刻膠圖形具有對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的接觸孔的光刻膠開口41A。
光刻膠開口41A露出SiNCH膜25，因此對SiNCH膜25進行干刻蝕工藝。結(jié)果是，在SiNCH膜25中對應(yīng)光刻膠開口41A形成開口25A。
接著，在圖7B的步驟中，在SiNCH膜25上淀積層間絕緣膜16，以便填充開口25A，接著在層間絕緣膜16上淀積SiNCH膜27。
然后，在圖7C的步驟中，在SiNCH膜27上施加光刻膠膜42，其中利用光刻工藝在圖7D的步驟中對光刻膠膜42進行構(gòu)圖，以便在光刻膠膜42中對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的互連圖形形成開口42A。
接下來，在圖7E的步驟中，采用光刻膠膜42作掩模，對在開口42A露出的SiNCH膜27的露出部分進行干刻蝕工藝，直到露出下層層間絕緣膜16為止。
接著，對層間絕緣膜16進行干刻蝕工藝，并且在層間絕緣膜16中對應(yīng)前述光刻膠開口42A形成開口16A，其還對應(yīng)要形成的互連凹槽。應(yīng)該注意層間絕緣膜16的干刻蝕工藝由于在其中形成SiNCH膜25的部分中露出SiNCH膜25而停止，而在其中在膜25中形成開口25A的部分中，干刻蝕工藝通過開口25A進行到下層層間絕緣膜14內(nèi)部，并在層間絕緣膜14中對應(yīng)前述開口25A并因此對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的接觸孔形成開口14A。
用于形成開口14A的干刻蝕工藝由于露出SiNCH膜23而停止。隨后，除去露出的SiNCH膜27、25和23并用Cu等的導(dǎo)體層填充開口16A和14A。結(jié)果是，獲得參照圖6F說明的多層互連結(jié)構(gòu)。
在本例中，還可以采用任何無機低介電性能絕緣膜如摻雜F的SiO2膜、HSQ膜如SiOH膜或多孔膜，或者有機低介電性能絕緣膜，如有機SOG膜或芳香族有機絕緣膜用于層間絕緣膜14和16。由此，減小了該多層互連結(jié)構(gòu)的總介電常數(shù)并提高了半導(dǎo)體器件的工作速度。
在本例中，SiNCH膜23、25和27具有各種優(yōu)選的特性，如低的比介電常數(shù)、優(yōu)異粘接性、優(yōu)異抗干刻蝕特性、作為Cu的擴散阻擋層的優(yōu)異性能和低漏電流，因此，本發(fā)明的SiNCH膜用在高速半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)中是很理想的。
圖8A-8E是表示根據(jù)本發(fā)明第六實施例的具有多層互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造工藝的示意圖，該制造工藝采用了所謂的成組硬掩模，其中對應(yīng)前述部件的那些部件用相同的參考標(biāo)記表示并省略其說明。
在本例中，依次堆疊SiNCH膜23、層間絕緣膜14、SiNCH膜25、層間絕緣膜16和SiNCH膜27，與前述實施例一樣。此外，利用等離子體CVD工藝或旋涂工藝在SiNCH膜27上形成SiO2膜43，用包括對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的接觸孔的光刻膠開口18A的光刻膠膜18覆蓋如此形成的SiO2膜43。SiNCH膜27和SiO2膜43一起形成成組掩模。
在圖8A的步驟中，采用光刻膠膜18作掩模，對SiO2膜進行干刻蝕工藝，并在SiO2膜43中對應(yīng)光刻膠開口18A形成開口，以便露出位于SiO2膜43下面的SiNCH膜27。此外，對如此露出的SiNCH膜27進行干刻蝕工藝，并在SiNCH膜27中對應(yīng)光刻膠開口18A形成開口27A，以便露出層間絕緣膜16，如圖8B所示。
在圖8B的步驟中，在SiO2膜43上形成具有對應(yīng)要形成在多層互連結(jié)構(gòu)中的互連凹槽的光刻膠開口19A的光刻膠膜19，以便露出SiO2膜43，其中在圖8C中用光刻膠膜19作掩模并利用干刻蝕工藝去掉如此露出的SiO2膜43。因此，應(yīng)該注意到SiNCH膜27用做開蝕停止層，結(jié)果是，在SiO2膜43中對應(yīng)光刻膠開口19A形成開口43A，以便露出SiNCH膜27。
在圖8C的步驟中，層間絕緣膜16的干刻蝕和在開口27A中的SiO2膜43的干刻蝕工藝同時進行，結(jié)果是，在多層互連結(jié)構(gòu)16中形成對應(yīng)開口17A的開口16A。在該步驟中，SiNCH膜27用做硬掩模。在開口16A中，露出SiNCH膜25。
接著，在圖8D的步驟中，利用干刻蝕工藝去掉在開口43A露出的SiNCH膜27和在開口16A露出的SiNCH膜25，在開口43A露出層間絕緣膜16。同樣，在開口16A露出層間絕緣膜14。
接下來，在圖8E的步驟中，用干刻蝕工藝去掉在開口43A露出的層間絕緣膜16的露出部分和在開口16A露出的層間絕緣膜14的露出部分，并在層間絕緣膜16中對應(yīng)光刻膠開口19A并由此對應(yīng)要形成的互連凹槽形成開口16B。同樣，在層間絕緣膜14中對應(yīng)光刻膠開口18A并由此對應(yīng)要形成的接觸孔形成開口14A。
此外，在圖8E的步驟中去掉露出的SiNCH膜27、25和23，并用Cu導(dǎo)電層填充開口16A和14A。由此，獲得參照圖6F說明的多層互連結(jié)構(gòu)。
在本例中，SiNCH膜23、25和27還具有低比介電常數(shù)、優(yōu)異粘接性、優(yōu)異抗干刻蝕特性、作為Cu的擴散阻擋層的優(yōu)異特性、和低漏電流的有利特征。因此，本發(fā)明的SiNCH膜用在高速半導(dǎo)體器件的多層互連結(jié)構(gòu)中是很理想的。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的半導(dǎo)體器件50的結(jié)構(gòu)。
參見圖9，該半導(dǎo)體器件包括承載有源器件(未示出)的Si襯底51，其中Si襯底51承載覆蓋有源器件的絕緣膜52。在絕緣膜52上，形成第一層互連圖形53A，在絕緣膜52上形成層間絕緣膜53以覆蓋互連圖形53A。此外，層間絕緣膜53上承載第二層互連圖形54A，并在層間絕緣膜53上形成互連圖形54以覆蓋第二層互連圖形54A。用氮化硅鈍化膜55覆蓋層間絕緣膜54的表面。
圖10表示形成氮化硅鈍化膜55的工藝。
參見圖10，在形成層間絕緣膜54時，在步驟1中將半導(dǎo)體器件50引入到旋涂器單元中。由此，在層間絕緣膜54的表面上對應(yīng)鈍化膜55形成有機硅氮烷化合物的旋涂膜，例如成分為(SiH2NH)n(其中n是1或更大的整數(shù))的化合物膜。在步驟1中，在100℃或以下的溫度下對如此形成的旋涂膜進行烘焙工藝，用于去掉溶劑，結(jié)果是獲得穩(wěn)定的氮化硅膜。
另一方面，在圖10的步驟1中獲得的氮化硅膜必然含有氧，因此本發(fā)明的工藝進行到步驟2，其中將半導(dǎo)體器件50安裝到等離子體處理裝置如圖2的等離子體CVD裝置中。在那里，利用含有NH3、N2、H2等的等離子氣體處理氮化硅膜的表面，并且該膜中的氧部分地被氮代替。由此，在聚合反應(yīng)在旋涂膜55中完成之前，本例進行了步驟2的等離子體處理。
作為這種等離子體處理的結(jié)果，氮化硅膜55被轉(zhuǎn)換成具有表示為SiNCH或SiONCH的化學(xué)式的膜。如此獲得的膜具有優(yōu)異的抗溫度特性和抗化學(xué)物質(zhì)的特性。
通常，通過在步驟1之后在N2氣氛中進行熱處理，可以獲得氮氧化物膜。然而，用于轉(zhuǎn)換該膜的工藝需要400℃或更高的高溫。此外，盡管使用這種高溫，膜質(zhì)量的轉(zhuǎn)換也不充分。
在本發(fā)明中，應(yīng)該注意到步驟2的等離子體處理是在完成旋涂膜55中的聚合反應(yīng)之前進行的。因此，可以在低溫實現(xiàn)有效表面改性反應(yīng)。應(yīng)該注意到，可以采用NH3和SiH4作為等離子體氣體在350℃或以下的襯底溫度下同時采用100-1000W的等離子體功率進行這種等離子體處理。優(yōu)選，設(shè)定等離子體處理的進行，以便減少膜55中的OH基，并增加N鍵的比例。
在本例中，應(yīng)該注意到步驟1的烘焙工藝是在100℃或以下的溫度下進行的，因此在聚合反應(yīng)在旋涂膜55中完成之前進行步驟2的工藝。此外，優(yōu)選采用單個晶片處理裝置，以便連續(xù)進行步驟1和步驟2。
應(yīng)該注意到步驟2的工藝不限于等離子體處理，還可以是在含有N或H的氣氛中進行的熱處理。例如，可以在含有NH3或N2和H2的氣氛中在400℃或更高的溫度下進行步驟2的熱處理。
此外，本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下還可以做出各種改變和修改。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，通過在CVD源中的有機硅氮烷鍵保持在膜中的條件下進行其中含有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物的CVD工藝，可以獲得SiNCH體系的氮化硅膜。如此形成的氮化硅膜的特征在于低密度和低比介電常數(shù)。此外，如此獲得氮化硅膜具有優(yōu)異的粘接性和抗刻蝕性的有利特征并作為抵抗金屬元素如Cu等的有效擴散阻擋層的特性。通過采用本發(fā)明的氮化硅膜可以形成具有小雜散電容的多層互連結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種形成氮化硅膜的方法，包括以下步驟將襯底引入反應(yīng)室中；將其中具有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物輸送到所述處理室中，作為氣體源；利用CVD工藝，在所述襯底的表面上利用所述氣體源淀積含有Si、N、C和H作為基本構(gòu)成元素的SiNCH膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述有機Si化合物具有(SiR1)nNR2、(SiR1NR2)n或(SiR1(NR2)1.5)n的任何的結(jié)構(gòu)式，其中n是1或更大的整數(shù)，R1和R2各是氫或選自烷基如甲基、環(huán)烴基如苯酚基或乙烯基的基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中進行所述CVD工藝，以便所述有機Si化合物中的所述硅氮烷鍵基本上保持在所述SiNCH膜中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中淀積所述SiNCH膜的所述步驟包括所述有機Si化合物的等離子體聚合工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述等離子體聚合工藝是在其中所述有機Si化合物中的所述硅氮烷鍵基本上保持在所述SiNCH膜中的等離子體功率下進行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中淀積SiNCH膜的所述步驟是通過所述有機Si化合物的熱聚合工藝進行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述熱聚合工藝是在如此設(shè)定的溫度下進行的，即所述有機Si化合物中的所述有機硅氮烷鍵基本上保持在所述淀積的SiNCH膜中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括給所述有機Si化合物輸送含有N的附加氣體源的步驟，其中淀積所述SiNCH膜的所述步驟包括形成所述附加氣體源的等離子體的步驟，和將所述等離子體輸送到所述反應(yīng)室中的步驟。
9.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在襯底上形成刻蝕停止膜；在所述刻蝕停止膜上淀積層間絕緣膜；構(gòu)圖所述層間絕緣膜以形成開口；刻蝕所述層間絕緣膜，以便在所述層間絕緣膜中對應(yīng)所述開口形成凹部；和利用刻蝕工藝從所述開口選擇刻蝕所述刻蝕停止膜，淀積所述刻蝕停止膜的所述步驟包括將襯底引入到處理裝置的反應(yīng)室內(nèi)；給所述反應(yīng)室內(nèi)輸送其中含有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物；和在所述處理室中，利用CVD工藝在所述襯底的表面上由所述有機Si化合物淀積SiNCH膜，作為所述刻蝕停止膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述有機Si化合物具有(SiR1)nNR2、(SiR1NR2)n或(SiR1(NR2)1.5)n的結(jié)構(gòu)式，其中n是1或更大的整數(shù)，R1和R2各是氫或選自烷基如甲基、環(huán)烴基如苯酚基、或乙烯基的基。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中淀積所述SiNCH膜的所述步驟是如此進行的，使得所述有機Si化合物中的所有硅氮烷鍵基本上保持在所述SiNCH膜中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中淀積所述SiNCH膜的所述步驟包括所述有機Si化合物的等離子體聚合工藝。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述等離子體聚合工藝是在其中所述有機Si化合物中的所述硅氮烷鍵基本上保持在所述SiNCH膜中的等離子體功率下進行的。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中淀積SiNCH膜的所述步驟包括所述有機Si化合物的熱聚合工藝。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述熱聚合工藝是在這樣的溫度下進行的，使得所述有機Si化合物中的所述有機硅氮烷鍵基本上保持在所述淀積的SiNCH膜中。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括除了所述有機Si化合物之外還給所述反應(yīng)室輸送含有N的附加氣體源的步驟，其中形成所述SiNCH膜的所述步驟包括形成所述附加氣體源的等離子體的步驟，和將所述等離子體輸送到所述反應(yīng)室中的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在所述層間絕緣膜上淀積導(dǎo)體層的步驟，以便經(jīng)過所述開口填充所述凹部，并利用化學(xué)機械拋光工藝去掉位于所述層間絕緣膜上面的一部分所述導(dǎo)體層的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述導(dǎo)體層包括Cu層。
19.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述層間絕緣膜包括有機絕緣膜或無機絕緣膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述層間絕緣膜包括有機硅氧化物膜或摻雜F的SiO2膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述凹部包括互連凹槽和接觸孔。
22.一種氮化硅膜，包括Si、N、C和H作為基本構(gòu)成元素，所述氮化硅膜具有由CnHm表示的任意原子集團，所述原子集團鍵合到Si原子上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的氮化硅膜，其中所述原子集團選自烷基、環(huán)烴基和乙烯基。
24.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底；和形成在所述襯底上的多層互連結(jié)構(gòu)，所述多層互連結(jié)構(gòu)包括刻蝕停止膜、形成在所述刻蝕停止膜上的層間絕緣膜、形成在所述層間絕緣膜中的互連凹槽、形成在所述層間絕緣膜中并對應(yīng)所述互連凹槽的接觸孔、和填充所述互連凹槽和所述接觸孔的導(dǎo)體圖形，其中所述刻蝕停止膜包括SiNCH膜并且其中含有由CnHm表示的任意原子集團，所述任意原子集團鍵合到Si原子上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體器件，其中所述原子集團選自氫、烷基、環(huán)烴基如苯基或乙烯基。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中所述SiNCH膜中含有有機硅氮烷鍵。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的半導(dǎo)體器件，其中所述SiNCH膜中含有環(huán)硅氮烷鍵。
全文摘要
一種形成氮化硅膜的方法包括用具有有機硅氮烷鍵的有機Si化合物作為氣體源的CVD工藝。該CVD工藝是在有機Si源中的有機硅氮烷鍵保持在氮化硅膜中的條件下進行的。
文檔編號C23C16/30GK1446374SQ01814050
公開日2003年10月1日 申請日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者鄭基市 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社