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    • 1. 发明授权
      US06607976B2 Copper interconnect barrier layer structure and formation method 失效
    • Copper interconnect barrier layer structure and formation method
    • 铜互连屏障层结构和形成方法
    • US06607976B2
    • 2003-08-19
    • US09964108
    • 2001-09-25
    • Ling Chen , Seshadri Ganguli , Christophe Marcadal , Wei Cao , Roderick C. Mosely , Mei Chang
    • Ling Chen , Seshadri Ganguli , Christophe Marcadal , Wei Cao , Roderick C. Mosely , Mei Chang
    • H01L214763
    • H01L21/76843 , H01L21/28556 , H01L21/28562 , H01L21/76846 , H01L21/76876 , H01L23/53238 , H01L2924/0002 , H01L2924/00
    • A method for forming a tungsten-containing copper interconnect barrier layer (e.g., a tungsten [W] or tungsten-nitride [WXN] copper interconnect barrier layer) on a substrate with a high (e.g., greater than 30%) sidewall step coverage and ample adhesion to underlying dielectric layers. The method includes first depositing a thin titanium-nitride (TiN) or tantalum nitride (TaN) nucleation layer on the substrate, followed by the formation of a tungsten-containing copper interconnect barrier layer (e.g., a W or WXN copper interconnect barrier layer) overlying the substrate. The tungsten-containing copper interconnect barrier layer can, for example, be formed using a Chemical Vapor Deposition (CVD) technique that employs a fluorine-free tungsten-containing gas (e.g., tungsten hexacarbonyl [W(CO)6]) or a WF6-based Atomic Layer Deposition (ALD) technique. The presence of a thin TiN (or TaN) nucleation layer facilitates the formation of a tungsten-containing copper interconnect barrier layer with a sidewall step coverage of greater than 30% and ample adhesion to dielectric layers. A copper interconnect barrier layer structure includes a thin titanium-nitride (TiN) (or tantalum nitride [TaN]) nucleation layer disposed directly on the dielectric substrate (e.g., a single or dual-damascene copper interconnect dielectric substrate). The copper interconnect barrier layer structure also includes a tungsten-containing copper interconnect barrier layer (e.g., a W or WXN copper interconnect barrier layer) formed on the thin TiN (or TaN) nucleation layer using, for example, a CVD technique that employs a fluorine-free tungsten-containing gas (e.g., [W(CO)6]) or a WF6-based ALD technique.
    • 在具有高（例如，大于30％）侧壁台阶覆盖的基板上形成含钨铜互连势垒层（例如，钨[W]或氮化钨[WXN]铜互连势垒层）的方法，以及 充足的粘附到底层电介质层。 该方法包括首先在衬底上沉积薄的氮化钛（TiN）或氮化钽（TaN）成核层，随后形成含钨的铜互连屏障层（例如W或WXN铜互连阻挡层） 覆盖基板。 含钨铜互连阻挡层例如可以使用使用无氟含钨气体（例如六羰基钨[W（CO）6]）或WF 6的化学气相沉积（CVD）技术来形成 的原子层沉积（ALD）技术。 薄TiN（或TaN）成核层的存在有助于形成具有大于30％的侧壁台阶覆盖率和对电介质层的充分粘合性的含钨铜互连屏障层。 铜互连势垒层结构包括直接设置在电介质基板（例如，单镶嵌铜互连电介质基板）上的薄氮化钛（TiN）（或氮化钽[TaN]）成核层。 铜互连阻挡层结构还包括使用例如CVD技术在薄TiN（或TaN）成核层上形成的含钨铜互连势垒层（例如，W或WXN铜互连势垒层），其采用 无氟含钨气体（例如[W（CO）6]）或基于WF6的ALD技术。
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    • 8. 发明授权
      US06498091B1 Method of using a barrier sputter reactor to remove an underlying barrier layer 有权
    • Method of using a barrier sputter reactor to remove an underlying barrier layer
    • 使用阻挡溅射反应器去除下面的阻挡层的方法
    • US06498091B1
    • 2002-12-24
    • US09704161
    • 2000-11-01
    • Ling Chen , Seshadri Ganguli , Wei Cao , Christophe Marcadal
    • Ling Chen , Seshadri Ganguli , Wei Cao , Christophe Marcadal
    • H01L214763
    • H01L21/76844 , H01L21/2855 , H01L21/28556 , H01L21/76843 , H01L21/76846 , H01L21/76856 , H01L21/76865
    • A method and resultant structure of forming barrier layers in a via hole extending through an inter-level dielectric layer. A first barrier layer of TiSiN is conformally coated by chemical vapor deposition onto the bottom and sidewalls of the via holes and in the field area on top of the dielectric layer. A single plasma sputter reactor is used to perform two steps. In the first step, the wafer rather than the target is sputtered with high energy ions to remove the barrier layer from the bottom of the via but not from the sidewalls. In the second step, a second barrier layer, for example of Ta/TaN, is sputter deposited onto the via bottom and sidewalls. The two steps may be differentiated by power applied to the target, by chamber pressure, or by wafer bias. The second step may include the simultaneous removal of the first barrier layer from the via bottom and sputter deposition of the second barrier layer onto the via sidewalls. Chamber conditions in the first step, including balancing neutrals and ions, may be controlled to remove the first barrier layer from the via bottom while leaving it on the more exposed the field area.
    • 在延伸穿过层间电介质层的通孔中形成势垒层的方法和结果。 TiSiN的第一阻挡层通过化学气相沉积保形地涂覆在通孔的底部和侧壁以及介电层顶部的场区中。 使用单个等离子体溅射反应器执行两个步骤。 在第一步骤中，用高能离子溅射晶片而不是靶，以从通孔的底部除去阻挡层，而不是从侧壁去除阻挡层。 在第二步骤中，例如Ta / TaN的第二阻挡层被溅射沉积到通孔底部和侧壁上。 这两个步骤可以通过施加到靶，通过室压力或通过晶片偏置的功率来区分。 第二步骤可以包括从通孔底部同时移除第一阻挡层并将第二阻挡层溅射到通孔侧壁上。 可以控制第一步骤中的室内条件，包括平衡中性粒子和离子，以将第一阻挡层从通孔底部移除，同时将其留在暴露在场区域上。
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