專利名稱：利用化學(xué)吸附技術(shù)形成硼化物阻擋層的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及硼化物阻擋層的形成，更具體地說，涉及利用化學(xué)吸附技術(shù)的硼化物阻擋層。
在集成電路的制造中，經(jīng)常使用阻擋層來防止金屬和其它雜質(zhì)擴(kuò)散到位于這些阻擋層下面的區(qū)中。這些下面的區(qū)可以包含出現(xiàn)在集成電路中的晶體管的柵、電容器介質(zhì)、半導(dǎo)體襯底、金屬線以及其它的結(jié)構(gòu)。
對(duì)于目前半微米(0.5μm)半導(dǎo)體器件的誕生，在互連層之間的界面處發(fā)生的任何細(xì)微反應(yīng)都會(huì)引起得到的集成電路性能的降低(例如互連層的電阻率增加)。結(jié)果，阻擋層已經(jīng)成為用于提高互連金屬化配置的重要部件。
由于難熔金屬化合物例如氮化物、硼化物和碳化物的化學(xué)惰性和低電阻率(例如電阻率一般低于大約200μΩ-cm，因此已經(jīng)建議使用這些化合物作為擴(kuò)散阻擋物。尤其是，因?yàn)橛膳鸹?TiB2)材料形成的層通常具有低的電阻率(例如電阻率低于大約150μΩ-cm)，因此已經(jīng)建議使用硼化物例如硼化鈦?zhàn)鳛樽钃醪牧稀?br> 硼化物阻擋層一般利用化學(xué)汽相淀積(CVD)技術(shù)形成。例如，利用CVD，四氯化鈦(TiCl4)可以與乙硼烷(B2H6)反應(yīng)形成硼化鈦(TiB2)，然而，當(dāng)使用Cl基化學(xué)物質(zhì)形成硼化物阻擋層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)可靠性問題。尤其是，利用CVD氯基化學(xué)物質(zhì)形成的硼化物阻擋層一般具有高的氯(Cl)含量(例如，氯含量高于大約3％)。因?yàn)槁葧?huì)從硼化物阻擋層遷移到相鄰的互連層中，因此高的氯含量是不希望的，它會(huì)增加這些互連層的接觸電阻和由這些互連層制成的集成電路特性的潛在變化。
因此，本領(lǐng)域需要用于集成電路制造的可靠的硼化物阻擋層。尤其希望可用于互連結(jié)構(gòu)的硼化物阻擋層應(yīng)是可靠的。
發(fā)明綜述提供用于集成電路制造的硼化物阻擋層。在一個(gè)實(shí)施例中，硼化物阻擋層包括一種難熔金屬?？梢酝ㄟ^在襯底上依次用化學(xué)方法吸附硼化合物和難熔金屬化合物的交替的單層形成硼化物阻擋層。
在一個(gè)另外的實(shí)施例中，形成了復(fù)合硼化物阻擋層。復(fù)合硼化物阻擋層包括兩種或者更多種難熔金屬。復(fù)合硼化物阻擋層可以通過依次將硼化合物和兩種或者多種難熔金屬化合物的單層交替化學(xué)吸附到襯底上形成。
硼化物阻擋層適宜于集成電路制造工藝。在一個(gè)集成電路制造工藝中，硼化物阻擋層包括一種難熔金屬。通過依次在襯底上化學(xué)吸附硼化合物和一種難熔金屬的交替單層，形成硼化物阻擋層。此后，在硼化物阻擋層上，淀積一個(gè)或多個(gè)金屬層，以便形成互連結(jié)構(gòu)。
在另一個(gè)集成電路制造工藝中，硼化物阻擋層具有復(fù)合結(jié)構(gòu)。該復(fù)合硼化物阻擋層包括兩種或多種難熔金屬。通過在襯底上依次化學(xué)吸附硼化合物和兩種或多種難熔金屬化合物單層形成該復(fù)合硼化物阻擋層。此后，在復(fù)合硼化物阻擋層上淀積一個(gè)或多個(gè)金屬層，以便形成互連結(jié)構(gòu)。
附圖的簡(jiǎn)要說明通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，其中

圖1描繪了裝置的示意圖，該裝置可用于實(shí)施這里所描述的實(shí)施例；圖2a-2c描繪了在引入硼化物阻擋層的集成電路制造工藝的不同階段襯底結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3a-3c描繪了經(jīng)過硼化合物和一種難熔金屬化合物的第一依次化學(xué)吸附工藝以便形成硼化物阻擋層的襯底截面圖；圖4a-4d描繪了經(jīng)過硼化合物和兩種難熔金屬化合物的第二依次化學(xué)吸附工藝以便形成復(fù)合硼化物阻擋層的襯底截面圖；圖5a-5d描繪了經(jīng)過硼化合物和兩種難熔金屬化合物的第三依次化學(xué)吸附工藝以便形成復(fù)合硼化物阻擋層的襯底截面圖；以及圖6a-6c描繪了在引入多于一個(gè)硼化物阻擋層的集成電路制造工藝的不同階段襯底結(jié)構(gòu)的截面圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1描繪了根據(jù)這里所描述的實(shí)施例可以用來形成硼化物阻擋層的晶片處理系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10包括處理室100、氣體面板(gaspanel)130、控制單元110以及其他硬件部件例如電源106和真空泵102。下面簡(jiǎn)要描述處理室100的顯著特征。室100處理室100通常容納有支撐基座150，該支撐基座150用來在處理室100中支撐襯底例如半導(dǎo)體晶片190。根據(jù)具體的工藝，可以將半導(dǎo)體晶片190在層形成之前加熱到想要的溫度。
在室100中，利用埋置的加熱器170加熱晶片支撐基座150。例如，可以通過從AC電源106將電流施加到加熱器元件170來電阻性地加熱基座150。結(jié)果，晶片190由基座150加熱，并且可以保持在想要的工藝溫度范圍內(nèi)，例如大約20℃-500℃。
溫度傳感器172例如熱電偶也埋在晶片支撐基座150中，以便以傳統(tǒng)的方式監(jiān)視基座150的溫度。例如，測(cè)量的溫度可以用于反饋回路，以便控制由電源106施加給加熱器元件170的電流，使得可以將晶片溫度保持或者控制在適于特定工藝的理想溫度內(nèi)?？梢岳幂椛錈?未示出)加熱基座150。
真空泵102用來從處理室100抽出工藝氣體(process gases)，幫助保持室100內(nèi)希望的壓力。使用孔口(orifice)120將工藝氣體引入處理室100中?？卓?20的尺寸是可變的，并且一般隨著處理室100的尺寸而變。
孔口120通過閥門125與氣體面板130連接。氣體面板130從兩個(gè)或更多個(gè)氣源135和136將工藝氣體通過孔口120和閥門125供應(yīng)到處理室100中。氣體面板130還從吹掃用氣源138通過孔口120和閥門125將吹掃用氣體供應(yīng)到處理室100中。
在晶片處理順序的不同步驟中，控制單元110例如計(jì)算機(jī)控制流過氣體面板130以及閥門125的各種工藝氣體的流動(dòng)。具體地說，控制單元110包括中央處理單元(CPU)112、支持電路114和包含相關(guān)控制軟件的存儲(chǔ)器116。除了控制通過氣體面板130的工藝氣體之外，在其他步驟中，控制單元110還負(fù)責(zé)自動(dòng)控制晶片處理所需的大量步驟，例如晶片傳輸、溫度控制和室抽氣。
控制單元110可以是任何一種形式的普通目的的計(jì)算機(jī)處理器和子處理器，其中的計(jì)算機(jī)處理器可以用于控制各種室的工業(yè)環(huán)境。該計(jì)算機(jī)處理器可以使用任何適合的存儲(chǔ)器例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器或數(shù)字存儲(chǔ)、局域或遠(yuǎn)程(local orremote)的任何其他形式。各種支持電路可以與計(jì)算機(jī)處理器連接，以便以通常的方式支持處理器。所需要的軟件程序可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中或者由位于遠(yuǎn)程的第二處理器執(zhí)行?？刂茊卧?10和晶片處理系統(tǒng)10的各個(gè)部件之間的雙向通訊通過共同稱為信號(hào)總線118的大量信號(hào)電纜來實(shí)現(xiàn)，圖1中示出了一些信號(hào)電纜。硼化物阻擋層的形成圖2a-2c說明了用于互連結(jié)構(gòu)的集成電路制造的硼化物層形成的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。通常，襯底200指的是其上進(jìn)行膜處理的任何工件，通常使用襯底結(jié)構(gòu)250來表示襯底200以及其他形成在襯底200上的材料層。根據(jù)處理的具體階段，襯底200可以是硅半導(dǎo)體晶片或者其它已經(jīng)形成在晶片上的材料層。例如，圖2a示出了其上具有材料層202的襯底結(jié)構(gòu)250的截面圖。在該特定的說明中，材料層202可以是氧化物(例如二氧化硅)。已經(jīng)按慣常的方式形成和布圖了材料層202，以便提供延伸到襯底200頂表面200T的接觸孔202H。
圖2b顯示了貼敷形成在襯底結(jié)構(gòu)250上的硼化物層204。通過在襯底結(jié)構(gòu)250上化學(xué)吸附含硼化合物和難熔金屬化合物的單層形成硼化物層204。
通過依次將含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物提供到處理室中化學(xué)吸附單層。在第一依次化學(xué)吸附中，在襯底300上交替化學(xué)吸附含硼化合物和一種難熔金屬化合物的單層，如圖3a-3c所示。
圖3a描繪了在集成電路制造的階段中襯底300的截面圖。通過將含硼氣體的脈動(dòng)(pulse)引入類似于圖1所示的處理室中，在襯底300上化學(xué)吸附含硼化合物305的單層。含硼化合物一般使硼原子310與一個(gè)或者多個(gè)反應(yīng)物質(zhì)b315相結(jié)合。在硼化物層形成過程中，反應(yīng)物質(zhì)b315形成由真空系統(tǒng)從襯底300輸送的副產(chǎn)物。
由于僅一個(gè)單層可以在給定的脈動(dòng)過程中化學(xué)吸附到襯底300表面上，因此含硼化合物的化學(xué)吸附單層305是自限定(self-limiting)的。由于襯底具有有限的表面區(qū)，因此僅一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在襯底上。該有限的表面區(qū)提供了用于化學(xué)吸附含硼化合物的有限的位置。一旦有限的位置被含硼化合物占有，將阻礙含硼化合物的進(jìn)一步化學(xué)吸附。
含硼化合物例如可以是具有通式BxHy的硼烷化合物，其中x具有1和1 0之間的范圍，y具有3和30之間的范圍。例如硼烷(BH3)、乙硼烷(B2H6)、三硼烷(B3H9)、四硼烷(B4H12)、五硼烷(B5H15)、六硼烷(B6H18)、七硼烷(B7H21)、八硼烷(B8H24)、九硼烷(B9H27)和十硼烷(B10H30)可以用作含硼化合物。
將硼化合物的單層化學(xué)吸附到襯底300上之后，通過引入吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的含硼化合物。吹掃用氣體例如尤其可以使用氦(He)、氬(Ar)、氮(N2)、氨(NH3)和氫(H2)。
處理室已經(jīng)用氣體吹掃之后，將一種難熔金屬化合物的脈動(dòng)引入處理室。參考圖3b，難熔金屬化合物層307化學(xué)吸附到硼單層305上。難熔金屬化合物一般使難熔金屬原子320與一種或者多種反應(yīng)物質(zhì)a325相結(jié)合。
難熔金屬化合物的化學(xué)吸附單層307與含硼單層305反應(yīng)以便形成硼化物層309。反應(yīng)物質(zhì)a325和b315形成通過真空系統(tǒng)從襯底300表面?zhèn)鬏數(shù)母碑a(chǎn)物ab330。由于僅一個(gè)硼化合物的單層化學(xué)吸附到襯底300表面上，因此，難熔金屬化合物307與硼單層305的反應(yīng)是自限定的。
難熔金屬化合物可以包含與反應(yīng)物質(zhì)例如氯(Cl)和氟(F)相結(jié)合的難熔金屬，例如鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、釩(V)和鉻(Cr)。例如，四氯化鈦(TiCl4)、六氟化鎢(WF6)、五氯化鉭(TaCl5)、四氯化鋯(ZrCl4)、四氯化鉿(HfCl4)、五氯化鉬(MoCl5)、五氯化鈮(NbCl5)、五氯化釩(VCl5)和四氯化鉻(CrCl4)可以用作難熔金屬化合物。
難熔金屬化合物的單層化學(xué)吸附到襯底300上之后，通過引入另一吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除任何過量的難熔金屬化合物。此后，如圖3c所示，重復(fù)含硼化合物和難熔金屬化合物的交替單層的硼化物層淀積順序，直到獲得想要的硼化物層厚度。例如，硼化物層的厚度可以為200至大約5000，大約2500 更好。
在圖3a-3c中，將硼化物層的形成描繪為從在襯底上化學(xué)吸附含硼單層開始，接著化學(xué)化學(xué)吸附難熔金屬化合物的單層。或者，硼化物層形成也可以從在襯底上化學(xué)吸附難熔金屬化合物的單層開始，接著化學(xué)吸附含硼化合物的單層。
每次含硼化合物、一種或者兩種難熔金屬化合物和吹掃用氣體的脈動(dòng)時(shí)間是可變的，并且依賴于淀積室以及與其連接的真空系統(tǒng)的體積容量。同樣，每次脈動(dòng)之間的時(shí)間也是可變的，依賴于處理室以及與其連接的真空系統(tǒng)的體積容量。
總之，可以在低于大約500℃的襯底溫度和低于大約100乇的室壓力下化學(xué)吸附交替的單層。對(duì)于含硼化合物來說低于大約1秒的脈動(dòng)時(shí)間以及對(duì)于難熔金屬化合物來說低于大約1秒的脈動(dòng)時(shí)間一般足以在襯底上化學(xué)吸附包括硼化物層的交替單層。對(duì)于吹掃用氣體來說低于大約1秒的脈動(dòng)時(shí)間一般足以除去處理室中遺留的反應(yīng)副產(chǎn)物以及任何殘余的材料。
在第二化學(xué)吸附工藝中，含硼單層和兩種或者多種難熔金屬化合物交替化學(xué)吸附在襯底上以便形成復(fù)合硼化物層。圖4a描繪了可以用于集成電路制造階段中的襯底400的截面圖。與圖1所示的晶片處理系統(tǒng)一樣，根據(jù)上面參考圖2a-2c所描述的處理?xiàng)l件，通過將含硼化合物的脈動(dòng)引入到處理室中，在襯底400上化學(xué)吸附含硼化合物的自限定單層405。含硼化合物使硼原子410與一種或者多種反應(yīng)物質(zhì)b415相結(jié)合。
在硼化合物單層405化學(xué)吸附到襯底400上之后，通過引入吹掃用氣體從處理室清除過量的含硼化合物。
參考圖4b，用吹掃氣體吹掃處理室之后，將第一難熔金屬化合物M1a1的脈動(dòng)引入到處理室中。第一難熔金屬化合物層407化學(xué)吸附在硼單層405上。第一難熔金屬化合物一般使第一難熔金屬原子M1420與一種或者多種反應(yīng)物質(zhì)a1425相結(jié)合。
第一難熔金屬化合物的化學(xué)吸附單層407與含硼單層405反應(yīng)，以便形成硼化物單層409。反應(yīng)物質(zhì)a1425和b415形成通過真空系統(tǒng)從襯底400傳輸副的產(chǎn)物a1b430。
第一難熔金屬化合物的單層407化學(xué)吸附到襯底400上之后，通過引入另一吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的第一難熔金屬化合物M1a1。
然后將另一個(gè)含硼化合物的脈動(dòng)引入到處理室中。在第一難熔金屬單層407上化學(xué)吸附含硼化合物的單層405，如圖4c所示。含硼化合物的化學(xué)吸附單層405與第一難熔金屬單層407反應(yīng)，以便形成硼化物層409。反應(yīng)物質(zhì)a1425和b415形成通過真空系統(tǒng)從襯底400傳輸?shù)母碑a(chǎn)物a1b430。
硼化合物的單層405化學(xué)吸附到第一難熔金屬單層407上之后，通過引入吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的含硼化合物。
參考圖4d，已經(jīng)用吹掃用氣體吹掃處理室之后，將第二難熔金屬化合物M2a1的脈動(dòng)引入到處理室中。第二難熔金屬化合物層411化學(xué)吸附到硼單層405上。第二難熔金屬化合物一般使第二難熔金屬原子m2440與一種或者多種反應(yīng)物質(zhì)a1425相結(jié)合。
第二難熔金屬化合物的化學(xué)吸附單層411與含硼單層405反應(yīng)，以便形成硼化物復(fù)合層409。反應(yīng)物質(zhì)a1425和b415形成通過真空系統(tǒng)從襯底400傳輸?shù)母碑a(chǎn)物a1b430。
第二難熔金屬化合物的單層411化學(xué)吸附到襯底400上之后，通過引入另一吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的第二難熔金屬化合物M2a1。
此后，重復(fù)含硼化合物和兩種難熔金屬化合物M1a1和M2a1的交替單層的硼化物層淀積順序，直到獲得想要的硼化物層厚度。
在圖4a-4d中，將硼化物層的形成描繪為從在襯底上化學(xué)吸附含硼單層開始，接著化學(xué)吸附兩種難熔金屬化合物的單層。或者，硼化物層形成也可以從在襯底上化學(xué)吸附兩種難熔金屬化合物中的任何一種的單層開始，接著化學(xué)吸附含硼化合物的單層。任選地，還可以在襯底400上化學(xué)吸附多于兩種難熔金屬化合物的單層。
在第三化學(xué)吸附工藝中，在襯底上交替化學(xué)吸附含硼單層和兩種或者多種難熔金屬化合物，以便形成硼化物層，如圖5a-5d所示。
圖5a描繪了集成電路制造的階段中襯底500的截面圖。與圖1所示的晶片處理系統(tǒng)一樣，根據(jù)上面參考圖2a-2c所描述的處理?xiàng)l件，通過將第一難熔金屬化合物M1a1的脈動(dòng)引入到處理室中，在襯底500上化學(xué)吸附第一難熔金屬化合物的自限定單層507。
在第一難熔金屬化合物單層507化學(xué)吸附到襯底500上之后，通過引入另一吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的第一難熔金屬化合物。
參考圖5b，用吹掃氣體吹掃處理室之后，將第二難熔金屬化合物M2a1的脈動(dòng)引入到處理室中。第二難熔金屬化合物層511化學(xué)吸附在第一難熔金屬單層507上。
第二難熔金屬化合物單層511化學(xué)吸附到襯底500上之后，通過引入另一吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的第二難熔金屬化合物M2a1。
然后將含硼化合物的脈動(dòng)引入到處理室中。含硼化合物的單層505化學(xué)吸附在第二難熔金屬化合物單層511上，如圖5c所示。含硼化合物的化學(xué)吸附單層505與第二難熔金屬單層511反應(yīng)，以便形成硼化物層509。反應(yīng)物質(zhì)a1525和b515形成通過真空系統(tǒng)從襯底500傳輸?shù)母碑a(chǎn)物a1b530。
硼化合物的單層505化學(xué)吸附到第二難熔金屬單層511上之后，通過引入吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的含硼化合物。
參考圖5d，已經(jīng)用吹掃用氣體吹掃處理室之后，將第一難熔金屬化合物M1a1的脈動(dòng)引入到處理室中。第一難熔金屬化合物單層507化學(xué)吸附到硼單層505上。
第一難熔金屬化合物的化學(xué)吸附單層507與含硼單層505反應(yīng)，以便形成硼化物單層509。反應(yīng)物質(zhì)a1525和b515形成通過真空系統(tǒng)從襯底500傳輸?shù)母碑a(chǎn)物a1b530。
第一難熔金屬化合物的單層507化學(xué)吸附到襯底500上之后，通過引入另一吹掃用氣體的脈動(dòng)從處理室清除過量的第一難熔金屬化合物M1a1。
此后，重復(fù)含硼化合物和兩種難熔金屬化合物M1a1和M2a1的交替單層的硼化物層淀積順序，直到獲得想要的硼化物層厚度。
在圖5a-5d中，將硼化物層的形成描繪為從在襯底上化學(xué)吸附第一難熔金屬單層開始，接著化學(xué)吸附第二難熔金屬化合物和含硼化合物的單層。或者，硼化物層形成也可以從在襯底上化學(xué)吸附含硼化合物的單層開始，接著化學(xué)吸附兩種難熔金屬化合物的單層。任選地，還可以在襯底500上化學(xué)吸附多于兩種難熔金屬化合物的單層。
由于用于形成硼化物層的單層化學(xué)吸附原理，上面描述的順序淀積工藝有利地為硼化物層提供了好的步驟分布(coverage)。尤其是，相信利用單層化學(xué)吸附原理的硼化物層的形成貢獻(xiàn)了一種在復(fù)雜襯底形貌(topographies)上接近完美的步驟分布。
此外，在化學(xué)吸附工藝中，由于僅一個(gè)單層化學(xué)吸附在形貌表面，因此一旦已經(jīng)形成單層，淀積區(qū)域的尺寸很大程度上獨(dú)立于留在反應(yīng)室中的母體氣體的量。
參考圖2c，形成硼化物層204之后，可以在其上形成接觸層206以完成互連結(jié)構(gòu)。接觸層206最好選自鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)及其組合。
接觸層206例如可以使用化學(xué)汽相淀積(CVD)、物理汽相淀積(PVD)或者CVD和PVD的組合形成。例如，可以從包含氫化二甲基鋁(DMAH)和氫(H2)或者氬(Ar)的氣體混合物或其它含DMAH的化合物的反應(yīng)淀積鋁(Al)層，可以從包含Cu+2(hfac)2(六氟乙酰丙酮合銅)、Cu+2(fod)2(七氟二甲基辛烷雙烯銅)、Cu+1hfacTMVS(六氟乙酰丙酮三甲基乙烯基硅烷銅)或者其組合淀積CVD銅層，可以從包含六氟化鎢(WF6)的氣體混合物淀積CVD鎢層。由銅靶、鋁靶或者鎢靶淀積PVD層。
圖6a-6c顯示了用于互連結(jié)構(gòu)的集成電路制造的硼化物層形成的另一個(gè)實(shí)施例?？偟膩碚f，襯底600指的是在其上進(jìn)行膜處理的任何工件，通常使用襯底結(jié)構(gòu)650來表示襯底600以及其它形成在襯底600上的材料層。根據(jù)具體的處理階段，襯底600可以是硅半導(dǎo)體晶片，或者其它已經(jīng)形成在晶片上的材料層。例如，圖6a顯示了其上具有材料層602的襯底結(jié)構(gòu)650的截面圖。在這個(gè)具體的說明中，材料層602可以是氧化物(例如二氧化硅)。通常材料層602已經(jīng)形成并布圖以便提供延伸到襯底600上表面600T的接觸孔602H。
圖6b顯示了貼敷形成在襯底結(jié)構(gòu)650上的兩個(gè)硼化物層604和606。該硼化物層604和606都通過在襯底結(jié)構(gòu)650上化學(xué)吸附含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層而形成的，如上面參考圖3a-5d所描述的。兩個(gè)硼化物層604和606每個(gè)都可以包括一種或者兩種難熔金屬。兩個(gè)或者多個(gè)硼化物層604和606的厚度可以隨著處理的具體階段變化。每個(gè)硼化物層604和606例如都具有大約200-5000范圍內(nèi)的厚度。
參考圖6c，形成硼化物層604和606之后，可以在其上形成接觸層608以完成互連結(jié)構(gòu)。接觸層608最好選自鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)以及組合。
上述討論中公開的具體處理?xiàng)l件只是為了說明。在本發(fā)明的硼化物層形成中，也可以使用其它的工藝參數(shù)組合，例如母體和惰性氣體、流動(dòng)范圍、壓力和溫度。
盡管結(jié)合本發(fā)明的教導(dǎo)顯示并詳細(xì)描述了幾個(gè)最佳實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員仍然結(jié)合這些教導(dǎo)可以很容易地想出許多其它變化了的
權(quán)利要求
1.一種用于集成電路制造的膜的淀積方法，包括步驟(a)在襯底上形成至少一個(gè)硼化物層，其中所述至少一個(gè)硼化物層使用依次化學(xué)吸附工藝形成。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)硼化物層包括一種或者多種難熔金屬。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述一種或者多種難熔金屬選自鈦(Ti)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉻(Cr)和鉬(Mo)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)的依次化學(xué)吸附工藝包括步驟(b)在襯底上化學(xué)吸附含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層，以便在其上形成硼化物層。
5.權(quán)利要求4的方法，其中在每個(gè)單層的化學(xué)吸附之后，用吹掃用氣體對(duì)襯底進(jìn)行吹掃。
6.權(quán)利要求4的方法，其中含硼化合物具有通式BxHy，其中x具有1和10之間的范圍，y具有3和30之間的范圍。
7.權(quán)利要求6的方法，其中含硼化合物選自硼烷(BH3)、乙硼烷(B2H6)、三硼烷(B3H9)、四硼烷(B4H12)、五硼烷(B5H15)、六硼烷(B6H18)、七硼烷(B7H21)、八硼烷(B8H24)、九硼烷(B9H27)和十硼烷(B10H30)。
8.權(quán)利要求4的方法，其中一種或者多種難熔金屬化合物選自四氯化鈦(TiCl4)、六氟化鎢(WF6)、五氯化鉭(TaCl5)、四氯化鋯(ZrCl4)、四氯化鉿(HfCl4)、五氯化鉬(MoCl5)、五氯化鈮(NbCl5)、氯化釩(VClx)和氯化鉻(CrClx)。
9.權(quán)利要求4的方法，其中在低于大約500℃的溫度下進(jìn)行步驟(b)。
10.權(quán)利要求4的方法，其中在低于大約100乇的壓力下進(jìn)行步驟(b)。
11.權(quán)利要求5的方法，其中吹掃用氣體選自氦(He)、氬(Ar)、氫(H2)、氮(N2)、氨(NH3)及其組合。
12.權(quán)利要求4的方法，其中含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層交替化學(xué)吸附在襯底上。
13.權(quán)利要求12的方法，其中一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在一種或者多種難熔金屬化合物的每個(gè)化學(xué)吸附單層之間。
14.權(quán)利要求12的方法，其中在一種或者多種難熔金屬化合物的兩個(gè)或者多個(gè)單層化學(xué)吸附在襯底上之后，一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在其上。
15.一種用于集成電路制造的阻擋層結(jié)構(gòu)的形成方法，包括步驟(a)提供其上具有氧化物層的襯底，其中氧化物層具有形成在其內(nèi)且到達(dá)襯底頂表面的孔；和(b)在襯底表面和氧化物層的至少部分上形成至少一個(gè)硼化物層，其中使用依次化學(xué)吸附工藝形成所述至少一個(gè)硼化物層。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述至少一個(gè)硼化物層包括一種或者多種難熔金屬。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述一種或者多種難熔金屬選自鈦(Ti)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉻(Cr)和鉬(Mo)。
18.權(quán)利要求15的方法，其中步驟(b)的依次化學(xué)吸附工藝包括步驟(b)在襯底上化學(xué)吸附含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層，以便在其上形成硼化物層。
19.權(quán)利要求18的方法，其中在每個(gè)單層的化學(xué)吸附之后，用吹掃用氣體對(duì)襯底進(jìn)行吹掃。
20.權(quán)利要求18的方法，其中含硼化合物具有通式BxHy，其中x具有1和10之間的范圍，y具有3和30之間的范圍。
21.權(quán)利要求20的方法，其中含硼化合物選自硼烷(BH3)、乙硼烷(B2H6)、三硼烷(B3H9)、四硼烷(B4H12)、五硼烷(B5H15)、六硼烷(B6H18)、七硼烷(B7H21)、八硼烷(B8H24)、九硼烷(B9H27)和十硼烷(B10H30)。
22.權(quán)利要求18的方法，其中一種或者多種難熔金屬化合物選自四氯化鈦(TiCl4)、六氟化鎢(WF6)、五氯化鉭(TaCl5)、四氯化鋯(ZrCl4)、四氯化鉿(HfCl4)、五氯化鉬(MoCl5)、五氯化鈮(NbCl5)、氯化釩(VClx)和氯化鉻(CrClx)。
23.權(quán)利要求18的方法，其中在低于大約500℃的溫度下進(jìn)行步驟(c)。
24.權(quán)利要求18的方法，其中在低于大約100乇的壓力下進(jìn)行步驟(c)。
25.權(quán)利要求19的方法，其中吹掃用氣體選自氦(He)、氬(Ar)、氫(H2)、氮(N2)、氨(NH3)及其組合。
26.權(quán)利要求18的方法，其中含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層交替化學(xué)吸附在襯底上。
27.權(quán)利要求26的方法，其中一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在一種或者多種難熔金屬化合物的每個(gè)化學(xué)吸附單層之間。
28.權(quán)利要求26的方法，其中在一種或者多種難熔金屬化合物的兩個(gè)或者多個(gè)單層化學(xué)吸附在襯底上之后，一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在其上。
29.一種用于集成電路制造的阻擋層結(jié)構(gòu)的形成方法，包括步驟(a)提供其上具有氧化物層的襯底，其中氧化物層具有形成在其內(nèi)且到達(dá)襯底頂表面的孔；和(b)在襯底表面和氧化物層的至少部分上形成第一硼化物層，其中第一硼化物層包括兩種或者多種難熔金屬；和(c)在第一硼化物層上形成第二硼化物層，其中第二硼化物層包括兩種或者多種難熔金屬。
30.權(quán)利要求29的方法，其中第一硼化物層具有小于大約100(埃)的厚度。
31.權(quán)利要求29的方法，其中第二硼化物層具有大約500-3000的厚度范圍。
32.權(quán)利要求29的方法，其中第一硼化物層和第二硼化物層每個(gè)都使用依次化學(xué)吸附工藝形成。
33.權(quán)利要求32的方法，其中步驟(a)的依次化學(xué)吸附工藝包括步驟(a)在襯底上化學(xué)吸附含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層。
34.權(quán)利要求33的方法，其中含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層交替化學(xué)吸附在襯底上。
35.權(quán)利要求34的方法，其中一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在一種或者多種難熔金屬化合物的每個(gè)化學(xué)吸附單層之間。
36.權(quán)利要求34的方法，其中在一種或者多種難熔金屬化合物的兩個(gè)或者多個(gè)單層化學(xué)吸附在襯底上之后，一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在其上。
37.包含軟件程序(routine)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，該軟件程序使普通目的的計(jì)算機(jī)使用薄膜淀積方法控制淀積室，該方法包括步驟(a)在襯底上形成硼化物層，其中使用依次化學(xué)吸附工藝形成硼化物層。
38.權(quán)利要求37的方法，其中硼化物層包括一種或者多種難熔金屬。
39.權(quán)利要求38的方法，其中所述一種或者多種難熔金屬選自鈦(Ti)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉻(Cr)和鉬(Mo)。
40.權(quán)利要求37的方法，其中步驟(a)的依次化學(xué)吸附工藝包括步驟(a)在襯底上化學(xué)吸附含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層，以便在其上形成硼化物層。
41.權(quán)利要求40的方法，其中在每個(gè)單層的化學(xué)吸附之后，用吹掃用氣體對(duì)襯底進(jìn)行吹掃。
42.權(quán)利要求40的方法，其中含硼化合物具有通式BxHy，其中x具有1和10之間的范圍，y具有3和30之間的范圍。
43.權(quán)利要求42的方法，其中含硼化合物選自硼烷(BH3)、乙硼烷(B2H6)、三硼烷(B3H9)、四硼烷(B4H12)、五硼烷(B5H15)、六硼烷(B6H18)、七硼烷(B7H21)、八硼烷(B8H24)、九硼烷(B9H27)和十硼烷(B10H30)。
44.權(quán)利要求40的方法，其中一種或者多種難熔金屬化合物選自四氯化鈦(TiCl4)、六氟化鎢(WF6)、五氯化鉭(TaCl5)、四氯化鋯(ZrCl4)、四氯化鉿(HfCl4)、五氯化鉬(MoCl5)、五氯化鈮(NbCl5)、氯化釩(VClx)和氯化鉻(CrClx)。
45.權(quán)利要求40的方法，其中含硼化合物和一種或者多種難熔金屬化合物的單層交替化學(xué)吸附在襯底上。
46.權(quán)利要求45的方法，其中一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在一種或者多種難熔金屬化合物的每個(gè)化學(xué)吸附單層之間。
47.權(quán)利要求45的方法，其中在一種或者多種難熔金屬化合物的兩個(gè)或者多個(gè)單層化學(xué)吸附在襯底上之后，一個(gè)含硼化合物的單層化學(xué)吸附在其上。
48.一種器件，包括至少一個(gè)形成在襯底上的硼化物層，其中所述至少一個(gè)硼化物層之一包括兩種或者多種難熔金屬。
49.權(quán)利要求48的方法，其中所述兩種或者多種難熔金屬選自鈦(Ti)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉻(Cr)和鉬(Mo)。
50.一種器件，包括其上具有氧化物層的襯底，其中氧化物層具有形成在其內(nèi)且到達(dá)襯底頂表面的孔；和在襯底表面和氧化物層的部分上形成的至少一個(gè)硼化物層，其中所述至少一個(gè)硼化物層之一包括兩種或者多種難熔金屬。
51.權(quán)利要求50的方法，其中所述兩種或者多種難熔金屬選自鈦(Ti)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉻(Cr)和鉬(Mo)。
52.一種互連結(jié)構(gòu)，包括其上具有氧化物層的襯底，其中氧化物層具有形成在其內(nèi)且到達(dá)襯底頂表面的孔；和在襯底表面和氧化物層的部分上形成的第一硼化物層，其中第一硼化物層包括兩種或者多種難熔金屬；和形成在第一硼化物層上的第二硼化物層，其中所述第二硼化物層包括一種或者多種難熔金屬。
53.權(quán)利要求52的互連結(jié)構(gòu)，其中所述一種或者多種難熔金屬選自鈦(Ti)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉻(Cr)和鉬(Mo)。
54.權(quán)利要求52的互連結(jié)構(gòu)，其中第一硼化物層具有小于大約100(埃)的厚度。
55.權(quán)利要求52的互連結(jié)構(gòu)，其中第二硼化物層具有大約500-3000范圍的厚度。
全文摘要
公開了用于集成電路制造的硼化物層的形成方法。在一個(gè)實(shí)施例中，通過將含硼化合物(305)和一種難熔金屬化合物(307)的單層化學(xué)吸附到襯底上形成硼化物層。在另一個(gè)實(shí)施例中，硼化物層具有復(fù)合結(jié)構(gòu)。該復(fù)合硼化物層結(jié)構(gòu)(409)包括兩種或者多種難熔金屬(M1，M2)。復(fù)合硼化物層通過在襯底上依次化學(xué)吸附硼化合物(405)和兩種或者多種難熔金屬化合物(407)形成。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1443366SQ01812886
公開日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2001年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月27日
發(fā)明者J·S·比昂, A·W·馬克 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料有限公司