[发明专利]一种铜互连层的制造方法

说明书

本发明提供一种铜互连层的制造方法，在衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层，而后进行铜清洁工艺，在氮气和氢气的气氛中进行清洁，以利用氮气的轰击力，清除介质层表面的铜残留。该方法在氮气和氢气的气氛中，利用氢气的还原作用，将介质层表面残留的铜离子还原为铜，而后利用氮气的轰击力去除介质层表面的铜残留，实现介质层上的铜清洁，避免介质层上的铜残留对器件性能的影响。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种铜互连层的制造方 法。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，尤其是在55nm以下的后段工艺中，铜作为 互连层具有更好的电学性能而得到了广泛的应用。而在形成铜互连层时，尤 其是在采用低介电常数的介质层后，会存在铜在介质层上的残留的问题，这 会导致介质层的击穿电压降低以及其器件其他电学性能受到影响，甚至影响 器件的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铜互连层的制造方法，避免铜残 留，提高器件性能。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种铜互连层的制造方法，包括：

提供衬底；

所述衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层；

进行铜清洁工艺，包括：在氮气和氢气的气氛中进行清洁，以利用氮气 的轰击力，清除介质层表面的铜残留。

可选的，所述介质层包括含碳的氧化硅。

可选的，所述衬底上形成介质层以及介质层中镶嵌的铜互连层，包括：

在所述衬底上依次沉积介质层以及刻蚀停止层；

在所述介质层以及刻蚀停止层中形成刻蚀结构；

进行金属铜的填充；

以介质层为停止层，进行平坦化工艺，以在介质层中形成镶嵌的铜互连 层。

可选的，在形成铜互连层之后，还包括：

在所述介质层以及铜互连层上形成铜的扩散停止层。

可选的，所述扩散停止层包括：含碳氮化硅，形成碳氮化硅的扩散停止 层的方法，包括：

进行碳氮化硅的沉积工艺，沉积工艺采用的气体包括：NH₃和TMS；

所述沉积工艺包括：

进行腔室的预处理，在所述预处理工艺中进行所述铜清洁工艺，所述预 处理采用NH₃的解离进行，以产生铜清洁工艺中的氮气和氢气；

利用NH₃和TMS进行碳氮化硅的沉积。

可选的，在所述预处理中，解离时的功率大于650W，持续时间大于30S。

可选的，在所述预处理中，解离时的功率范围为650-750W，持续时间的 范围为30-60S。

可选的，在形成铜互连层之后、进行铜清洁工艺之前，还包括：

采用清洁剂进行铜残留的清洗。

本发明实施例提供的铜互连层的制造方法，在衬底上形成介质层以及介 质层中镶嵌的铜互连层，而后进行铜清洁工艺，在氮气和氢气的气氛中进行 清洁，以利用氮气的轰击力，清除介质层表面的铜残留。该方法在氮气和氢 气的气氛中，利用氢气的还原作用，将介质层表面残留的铜离子还原为铜， 而后利用氮气的轰击力去除介质层表面的铜残留，实现介质层上的铜清洁， 避免介质层上的铜残留对器件性能的影响。

附图说明