[发明专利]半导体元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元件的制造方法，特别涉及在金属上形成自对准介电 盖层的方法。

背景技术

近年来，铜已广泛取代铝或其他金属以在半导体元件之间制造导电内连 线，然而，使用铜会使得金属离子有电迁移增加的缺点，进而造成电路失效。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可克服上述电路失效缺陷的半导体元件制 造方法。

本发明提供一种半导体元件的制造方法，包括提供具有第一区域和第二 区域的基底，其中第一区域包括第一介电材料，且第二区域包括铜；在基本 无氧的环境下处理基底，以除去在第二区域内的铜氧化物；以及形成盖层在 基底上方，其中盖层包括第二介电材料，且选择性地在基底的第二区域上方 形成，以致在基底的第一区域上方基本上无第二介电材料。

如上所述的半导体元件的制造方法，还包括形成SiCN蚀刻停止层。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中形成该盖层的步骤包括化学气 相沉积法，该化学气相沉积法在包含硅烷的气体环境中进行。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中该硅烷选自由SiH₄、Si₂H₆以 及Si₃H₈所组成的群组。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中该气体环境中还包括烷烃，该 烷烃选自由CH₄、C₂H₆以及C₃H₈所组成的群组。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中该气体环境中还包括含氮化合 物，该含氮化合物选自由N₂以及NH₃所组成的群组。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中该第二介电材料包括硅以及至 少一选自由碳和氮所组成的群组。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中处理该基底的步骤包括进行等 离子体蚀刻将铜氧化物还原成铜。

如上所述的半导体元件的制造方法，还包括沉积蚀刻停止层在该盖层之 上，该蚀刻停止层的材料包括SiN、SiC、SiCN或前述的组合。

如上所述的半导体元件的制造方法，其中处理该基底以及形成该盖层的 步骤在相同的设备中进行。

本发明又提供一种半导体元件的制造方法，包括提供具有暴露的表面的 基底，且该表面至少部分为铜；使用等离子体蚀刻基底的暴露的表面，以使 基底内的铜氧化物化学性地还原成铜，等离子体蚀刻在低含氧环境下进行， 并且该环境存在氢气来源，其选自由H₂和NH₃所组成的群组；以及使用等 离子体增强化学气相沉积法在气体环境下沉积介电盖层，选择性地覆盖在基 底的暴露的表面为铜的部分之上，该气体环境包括硅烷及前驱气体，硅烷选 自由SiH₄、Si₂H₆以及Si₃H₈所组成的群组，前驱气体选自由CH₄、C₂H₆、C₃H₈、 N₂以及NH₃所组成的群组，其中等离子体蚀刻步骤以及沉积步骤在相同的设 备中进行。

因此，本发明提出的半导体元件的制造方法可降低铜原子在经过一段时 间或在半导体结构操作的期间从金属内连线迁移并造成元件失效的机率。

为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下结合附图， 作详细说明如下。

附图说明

图1为介电盖层形成于基底上方的一个实施例的剖面图。

图2为介电盖层形成于基底上方的另一实施例的剖面图。

图3a至图3b显示介电盖层的组成梯度。

图4a至图4d为部分的半导体元件在制造过程的剖面图。

图5为形成介电盖层的一个实施例的方法流程图。

图6为形成介电盖层的另一实施例的方法流程图。

并且，上述附图中的各附图标记说明如下：

100、200、300  结构

102、302、402  基底