[发明专利]形成金属内连线的方法和使用其制造半导体装置的方法

权利要求书

1.一种形成金属内连线的方法，其特征在于，所述方法包括：

沉积低介电常数介电层；

在所述低介电常数介电层中形成沟槽；

在所述沟槽中形成势垒层；

在所述势垒层上填充金属；

使所述金属平坦化；以及

在经平坦化的所述金属上形成罩盖层，其中所述罩盖层包括至少两个层且具有等于或小于的厚度，

其中形成所述罩盖层包括：

沉积第一氮化物层，包括通过使用等离子增强型原子层沉积方法形成氮化铝层；以及

沉积第二氮化物层，包括通过使用脉冲式等离子增强型化学气相沉积方法形成氮化硅层，

其中所述氮化铝层的厚度对所述氮化硅层的厚度的比率范围为从1:1.5到1:2，

其中在沉积所述氮化铝层的期间供应的等离子的功率对在沉积所述氮化硅层的期间供应的等离子的功率的比率范围为从10:1到8:1。

2.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，其中沉积所述氮化铝层包括进行多个循环，

其中所述多个循环中的每一个包括：

供应铝源气体；

供应冲洗气体；

供应反应性气体且通过使用等离子以活化所述反应性气体；以及

供应所述冲洗气体，

其中在所述多个循环期间将所述冲洗气体连续地供应到反应空间。

3.根据权利要求2所述的形成金属内连线的方法，其中所述铝源气体包括三甲基铝，且所述反应性气体包括氮与氢的气体混合物。

4.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，其中沉积所述氮化硅层包括进行多个循环，

其中所述多个循环中的每一个包括：

供应硅源气体；

供应冲洗气体；

供应反应性气体且通过使用等离子以活化所述反应性气体；以及

供应所述冲洗气体，

其中在所述多个循环期间将所述反应性气体、所述冲洗气体和所述等离子连续地供应到反应空间。

5.根据权利要求4所述的形成金属内连线的方法，其中所述硅源气体包括硅和氢元素。

6.根据权利要求5所述的形成金属内连线的方法，其中所述硅源气体包括来自硅甲烷、双(二乙胺基)硅烷和二异丙胺基硅烷当中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的形成金属内连线的方法，其中所述反应性气体包括氮与氢的气体混合物。

8.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，其中所述氮化硅层的厚度为至少

9.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，进一步包括在沉积所述第一氮化物层和所述第二氮化物层前执行等离子处理，

其中执行所述等离子处理包括进行至少一个循环，

其中所述至少一个循环中的每一个包括：

供应含氮气体；

通过使用等离子以活化所述含氮气体；以及

供应冲洗气体，

其中在所述至少一个循环期间将所述金属上的金属氧化物还原成金属。

10.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，其中形成所述罩盖层是在范围从250℃到350℃的温度下执行。

11.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，其中所述第一氮化物层和所述第二氮化物层在同一反应器中就地形成。

12.根据权利要求1所述的形成金属内连线的方法，其中，当包括所述氮化铝层和所述氮化硅层的所述罩盖层在85℃的温度和85％的湿度下暴露达17小时时，薄膜的应力的改变为等于或小于50MPa。