[发明专利]制造半导体装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造半导体装置的方法，尤其涉及一种通过在形成衬垫之后在互连件上形成硅化物层来制造半导体装置的方法。

背景技术

由于新近的半导体装置高度集成且以高速度操作，所以在半导体装置中使用精细且多层互连件。另外，为了减少RC信号延迟，将铜用作互连件材料，且将具有低电介质常数(dielectric constant)(k)的材料用作绝缘层材料。此外，由设计规则简化(design rule reduction)引起的金属图案化的困难已导致镶嵌工艺(damascene process)的发展，在镶嵌工艺中未在互连件形成工艺中执行金属蚀刻和绝缘层间隙填充。

在镶嵌工艺中，蚀刻挡止层(etch stop layer)和层间绝缘层形成在下部互连件由铜形成的衬底上；蚀刻挡止层和层间绝缘层的预定区域经蚀刻以形成孔或沟槽；且孔或沟槽用金属层填充以形成金属互连件。此时，硅化物层可形成在下部互连件上，且硅化物层可经氮化以改进互连件特性。硅化物层可通过与下部互连件反应而形成。即，硅化物层可通过在铜与硅源(例如SiH₄)之间反应而形成。

然而，如果铜与SiH₄彼此接触且彼此进行反应，那么下部互连件的表面电阻可能变化，从而在装置完全制造好之后增加例如通路电阻(via resistance)或互连件电阻的电阻。因此，装置的操作可能受到不良影响。举例来说，装置可能不能以高速度操作。

发明内容

本发明提供一种制造半导体装置的方法。在所述方法中，当形成硅化物层时防止下部互连件与硅源接触，使得可防止电阻变化。

本发明还提供一种制造半导体装置的方法，其中在形成硅化物层之前在半导体衬底上形成薄的衬垫，以便防止下部互连件与硅源接触。

根据一示范性实施例，提供一种制造半导体装置的方法，所述方法包含：制备上面形成下部互连件的半导体衬底；在所述半导体衬底上形成衬垫；在所述下部互连件上在所述衬垫之下形成硅化物层；使所述硅化物层氮化；以及在所述衬垫上沉积薄层。

所述衬垫的形成、所述硅化物层的氮化以及所述薄层的沉积可通过产生等离子来执行，且所述硅化物层的形成可在不产生等离子的情况下执行。

所述衬垫的形成、所述硅化物层的形成、所述硅化物层的氮化以及所述薄层的沉积可在原处(in situ)执行。

所述衬垫和所述薄层可由相同材料形成。

根据另一示范性实施例，提供一种制造半导体装置的方法，所述方法包含：制备上面形成下部互连件的半导体衬底；通过使用第一源和第二源在所述半导体衬底上形成衬垫；通过使用所述第二源在所述下部互连件上在所述衬垫之下形成硅化物层；通过使用所述第一源使所述硅化物层氮化；以及通过使用所述第一源和第二源来沉积薄层。

在形成衬垫之前，所述方法可进一步包含通过使用所述第一源从所述半导体衬底移除自然氧化物层(natural oxide layer)。

在供应所述第一源的相同时间或在预定延迟时间之后供应净化气体(purge gas)，且可以恒定流率或逐渐增加的流率供应所述净化气体。

所述衬垫的形成、所述硅化物层的氮化以及所述薄层的沉积可通过产生等离子来执行，且所述硅化物层的形成可在不产生等离子的情况下执行。

所述衬垫的形成、所述硅化物层的形成、所述硅化物层的氮化以及所述薄层的沉积可在原处执行。

所述衬垫和所述薄层可由相同材料形成，且所述衬垫和所述薄层中的每一者可具有根据所述第一和第二源的比率变化的性质。

附图说明

可从结合附图作出的以下描述中更详细理解示范性实施例，附图中：

图1是说明根据示范性实施例的反应设备的示意截面图；

图2到图8是根据示范性实施例的用于解释制造半导体装置的方法的装置的连续截面图。

具体实施方式