專利名稱：使用含氮前體的介電阻擋層沉積的制作方法
使用含氮前體的介電阻擋層沉積交叉引用本申請要求于2009年5月13日提交的序列號為61/177，821的美國臨時申請的 優先權。
背景技術：
目前的低K(介電)阻擋膜不能滿足全部的所需要求，特別是低K值、高密度、Cu擴
散屏障性能、O2擴散屏障性能。在微電子工業中，圖案密度收縮(pattern density shrink)已經使得可以取得顯 著的性能提高，并根據摩爾定律將以可預期的2年周期持續發生。為了維持或改進裝置的 運行，已經做出了晶體管和互連水平的改變。更特別地關注于互連結構(通常稱為后段工 藝過程(back-end-of line)，BE0L)，空間上的收縮已導致鋁到銅金屬化的轉變以維持可接 受的線路電阻。為了維持銅線之間足夠的電容，還改變了圍繞銅線的介電或絕緣膜以補償 布線圖案改變必要的集成改變。為了使絕緣膜的電容最小化，各電介質的介電常數理想地 應該連續地降低。對于層間電介質(“ILD”)而言，這一轉變從二氧化硅到氟硅酸鹽玻璃、 再到致密有機硅酸鹽玻璃和最終到多孔有機硅酸鹽玻璃持續地發生，它們分別具有4. 0、 3. 3-3. 7,2. 7-3. 1 和< 2. 6 的 k 值。通常，ILD絕緣膜可在電介質中保持水分和02。考慮到銅易于快速氧化(其引起可 靠性問題)，因此屏障電介質包含用作銅線與ILD膜之間的擴散屏障的部分電介質疊層，用 于防止水和O2從ILD擴散到銅表面上并防止銅擴散到ILD膜中。與ILD膜的趨勢相反，屏 障電介質并未顯著地縮放，這是由于電介質在互連結構內所起的可靠性功能造成的。但是， 考慮到ILD膜相對于屏障電介質的介電常數不成比例的縮放，屏障的電容對于互連結構的 整體電容的貢獻目前比在以前的技術節點中更加重要。其他的半導體應用(例如光電和薄膜顯示裝置)也需要具有低k值的介電阻擋薄 膜。此外，針對密度、折射率、膜組成和電性質調節介電性質的能力對于可擴展性是重要的。在當前產生ILD材料時，在沉積后需要另外的紫外線固化步驟。考慮到阻擋薄膜 可存在于低k的ILD膜下面，當前阻擋薄膜的產生傾向于帶來拉伸應力，其進一步造成了在 BEOL互連的破裂和變形。目前的工業標準前體3MS (三甲基硅烷)或4MS(四甲基硅烷)不 能滿足所有的需求，特別是在保持屏障性能的同時降低k值的能力。本領域相關專利主要 包括US 2008/0197513,US 2008/0173985,US 2008/0099918、US7129187、US 6500772、 US 7049200、US 7259050 和 US6153261。在本發明的至少一個實施方式中，以下具體描述的使用氨基硅烷前體的等離子體 增強化學氣相沉積(PECVD)方法提供了具有相當于或低于當前阻擋介電薄膜的介電常數 而同時仍保持足夠的屏障性能的介電薄膜。這些性能包括高密度、密封性和熱穩定性。

發明內容
一種在集成電路襯底的介電薄膜和金屬互連(metal interconnect)之間形成碳 氮化硅阻擋介電薄膜的方法，包括以下步驟提供具有介電薄膜的集成電路襯底；使所述襯底與含RXR’ y(NR”R”’ )zSi的阻擋介電薄膜前體接觸，其中R、R’、R”和R”’各獨立地選自氫、直鏈或支鏈的飽和或不飽和烷基或芳香基； 其中x+y+z = 4 ;z = 1-3 ；但是R、R’不能同時為氫；在集成電路襯底上形成C/Si比> 0. 8和N/Si比> 0. 2的碳氮化硅阻擋介電薄膜。優選地，該形成步驟不使用含氮的另外的反應物進行。優選地，該阻擋介電薄膜前體選自雙(異丙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(叔丁基 氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二乙基氨基)乙烯基甲基硅 烷、雙(二乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二甲基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(二甲基氨基) 二乙烯基硅烷、雙(甲基乙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙 (異丙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(叔丁基氨基)烯丙 基甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二烯丙基硅烷、雙(二乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二乙 基氨基)二烯丙基硅烷、雙(二甲基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二烯丙基硅 烷、雙(甲基乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(異丙基 氨基)甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)甲基硅烷、雙(叔丁基 氨基)二甲基硅烷、雙(二乙基氨基)甲基硅烷、雙(二乙基氨基)二甲基硅烷、雙(二甲 基氨基)甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)甲基硅烷、雙(甲 基乙基氨基)二甲基硅烷及其混合物。


圖IA為對于通過PECVD在350°C下沉積的薄膜的不同前體，折射率(RI)(在 632nm)相對于介電常數(K)的曲線圖。圖IB為對于通過PECVD在350°C下沉積的薄膜的不同前體，密度相對于介電常數 (K)的曲線圖。圖2A為3MS/NH3K = 5. 1薄膜與二甲基雙(異丙基氨基)硅烷(DMBIPAS) (K = 4. 74薄膜)和雙(異丙基氨基)乙烯基甲基硅烷(BIPAVMS) (K = 4. 3薄膜)的傅里葉紅外 光譜(FTIR)的對比。圖2B為通過X射線光電子光譜(XPS)測量的SiCN薄膜的元素組成百分比的對比 雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)、DMBIPAS 和 BIPAVMS。圖3顯示在兩種不同的條件下沉積的BIPAVMS薄膜(但是具有大致相同的K值) 的漏電流密度(A/cm2)相對于施加的電場(MV/cm)的曲線圖。
具體實施例方式本發明提供了用具有硅、碳、氮和氫的前體沉積介電阻擋薄膜的方法，該介電阻擋 薄膜具有改善的屏障介電性能(包括較低的介電常數)。這一方法對用于互連結構的金屬鑲嵌或雙重金屬鑲嵌集成中或在其他需要擴散屏障的應用中的阻擋層是重要的。在該例子 中，注意到特定的結構性能改善了屏障性能，使其優于目前使用的現有前體。本發明提供了一種在集成電路襯底的介電薄膜和金屬互連之間形成碳氮化硅阻 擋介電薄膜的方法，包括步驟提供具有介電薄膜的集成電路襯底；使所述襯底與含RXR’ y(NR”R”’ )zSi的阻擋介電薄膜前體接觸，其中R、R’、R”和R”’各獨立地選自氫、直鏈或支鏈的飽和或不飽和烷基或芳香基； 其中x+y+z = 4 ;z = 1-3 ；但是R、R’不能同時為氫；在集成電路襯底上形成C/Si比> 0. 8和N/Si比> 0. 2的碳氮化硅阻擋介電薄膜。優選地，該形成步驟不使用含氮的另外的反應物進行。優選地，該阻擋介電薄膜前體選自雙(異丙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(叔丁基 氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二乙基氨基)乙烯基甲基硅 烷、雙(二乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二甲基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(二甲基氨基) 二乙烯基硅烷、雙(甲基乙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙 (異丙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(叔丁基氨基)烯丙 基甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二烯丙基硅烷、雙(二乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二乙 基氨基)二烯丙基硅烷、雙(二甲基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二烯丙基硅 烷、雙(甲基乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(異丙基 氨基)甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)甲基硅烷、雙(叔丁基 氨基)二甲基硅烷、雙(二乙基氨基)甲基硅烷、雙(二乙基氨基)二甲基硅烷、雙(二甲 基氨基)甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)甲基硅烷、雙(甲 基乙基氨基)二甲基硅烷及其混合物。盡管單處理步驟是優選的，但是在許多情況下，本發明的范圍還包括沉積之后對 薄膜進行后處理。這樣的后處理可包括例如至少熱處理、等離子體處理、UV/可見光/IR輻 射和化學處理之一以改善一種或多種薄膜性質。例如，后處理可在維持理想的密度和/或 應力的情況下提供較低的介電常數。向氣態試劑施加能量來誘導氣體反應并在襯底上形成薄膜。該能量可由例如等離 子體、脈沖等離子體、螺旋波等離子體、高密度等離子體、感應耦合等離子體和遠程等離子 體方法提供。第二射頻(rf)的頻率源可用于在襯底表面改變等離子體特性。各氣態試劑的流速優選為對于單個200毫米(mm)晶片，每分鐘10-5000標準立方 厘米(sccm)、更優選為200-2000sCCm。液體化學試劑流速為0. 1-10克(g)/分鐘，優選為 0. 5-3克/分鐘。選擇單個流速以在薄膜中提供理想的量和比例的硅、碳、氮、氫等。所需的 實際流速可取決于襯底的尺寸和腔室配置，并不局限于200mm的晶片或單式晶片室。沉積過程中真空室內的壓力優選為0. 01-760托，更優選為1_20托。薄膜優選沉積到0. 002-10微米的厚度，盡管可根據需要改變厚度。在非形成圖案 的表面上沉積的覆蓋膜(blanket film)具有極好的均勻性，排除合理的邊緣(其中例如襯 底的IOmm最外邊緣不計入均勻性的統計計算中)后，整個襯底上厚度差異在1個標準偏差 上小于2%。
薄膜的密度可隨著材料介電常數的相應提高而增加。為了擴展該材料的適用性用 于未來生產，可以調節該前體的沉積條件，從而可以降低介電常數。對于在指定范圍的沉積 條件下的該類前體而言，存在寬范圍的介電常數和可獲得的密度。根據沉積條件來改變薄 膜性能對于本領域技術人員而言是公知常識。本發明的薄膜優選密度為1. 5克/立方厘米(cc)或更大，或可選擇地1. 8克/立 方厘米或更大。更優選密度為1. 6克/立方厘米-2. 2克/立方厘米，最優選為1. 7克/立 方厘米-2.0克/立方厘米。本發明的薄膜相對于由其他候選前體(例如三甲基硅烷和四甲基硅烷)制備的已 知薄膜而言具有改善的性能。在某些實施方式中，薄膜的介電常數小于6.0，優選小于5.0， 更優選為4. 0-4.5。本發明的薄膜的RI優選為1. 7-2. 2，更優選為1. 8-2. 0。本發明的薄膜的C/Si比優選大于0. 8，更優選大于1. 2。本發明的薄膜的N/Si比優選大于0. 2。或者，碳氮化硅阻擋介電薄膜在整個膜深度上具有硅、碳和氮的組成梯度，該梯度 通過改變前體流、稀釋劑流、功率、壓力等處理條件而建立。梯度薄膜的值可使得能夠在基 礎金屬層上的沉積具有優化和調節的性質。梯度層的上部事實上可進行調節用于改進蝕刻 選擇性特性。梯度層可以存在其他變化以調節該薄膜使其具有改進的性能，包括但不限于 對基礎電介質層和金屬層的粘附、分級層內膜密度的改善、整個阻擋薄膜復合物的介電常 數的降低。這些是可能對于分級層是必要的性能的例子，但是并不局限于這些性能。本領 域普通技術人員應該理解，半導體裝置內需要高度的集成，這可導致分級的薄膜疊層。本發明的薄膜是熱穩定的，具有良好的化學耐性。本發明的薄膜適于多種用途。該薄膜特別適于用作阻擋膜以防止物質擴散到其他 集成層中。在一個實施方式中，沉積是在半導體襯底上進行的，特別適用于用作例如集成電 路中的絕緣層、保護層(capping layer)、化學機械拋光(CMP)或蝕刻終止層、阻擋層(例如 抗金屬、水和在絕緣層中不希望的其他材料的擴散)和/或粘附層。該薄膜可形成保形涂 層。這些膜顯示的機械性能使它們特別適用于Al蝕刻技術(Al subtractive technology) 和Cu金屬鑲嵌技術中。該薄膜與化學機械拋光和各向異性蝕刻是相容的，并能夠粘附到多種材料(例如 硅、Si02、Si3N4、有機硅酸鹽玻璃(OSG)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)、碳化硅、抗反射涂層、光致抗蝕 劑、有機聚合物、多孔有機和無機材料、金屬如銅、鉭、氮化鉭、錳、釕、鈷和鋁)和金屬阻擋 層上，且與銅粘附處理過程相容。盡管本發明特別適于提供薄膜，且本發明的產品在這里主要描述為薄膜，但是本 發明并不局限于此。本發明的產品可以以能夠通過化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積 (ALD)進行沉積的任何形式(例如涂層、多層組件和不必然是平面的或薄的其他類型的物 體，以及不必然用于集成電路中的大量物體)提供。在本發明中，已經發現氨基硅烷取代3MS或4MS用于阻擋介電薄膜的通常可以提 高介電薄膜的屏障性能，而同時還能保持或降低介電常數。在本發明中，優選等離子體增強化學氣相沉積用于一類氨基硅烷前體以形成碳氮 化硅薄膜。傳統上，標準的屏障電介質沉積方法將烷基硅烷(即三甲基硅烷和四甲基硅烷)與氧化劑(二氧化碳、氧或一氧化二氮)或含氮反應氣體(氮氣和氨氣)結合以形成氧或氮 的碳化硅膜。但是，在維持理想的密度的情況下，該沉積的介電常數可以多低是有局限的。為了用作蝕刻終止膜，需要在ULK(超低k)薄膜和阻擋介電薄膜之間實現合理的 膜選擇性。具有較高折射率的阻擋薄膜通常提供更好的選擇性，特別地> 1.5，優選地> 1. 7。在我們的測試過程中，發現為了獲得具有更高折射率的薄膜，上述類別的前體結構很 奏效。該特定類型的前體提供了改進的性能，已知同時獲得了高折射率和較低介電常數。其 他類型的前體會在k值降低時顯示出降低的折射率值。這可導致蝕刻選擇性的喪失，盡管 滿足了電學需求。阻擋薄膜的第二種希望的性能為屏障擴散性能，特別是防止濕氣擴散(其可能導 致電子裝置喪失可靠性)。膜密度通常用作擴散性能的強的指標。在目前技術水平下，使用 三甲基硅烷或四甲基硅烷作為前體的工業中的阻擋薄膜通常具有1. 8-2. Og/cc的密度。但 是，現有技術中前體存在的問題是，為了獲得足夠屏障性能所需的理想密度，難于縮放介電常數。在一些集成方案中，電介質沉積之前存在暴露的銅。在一些集成方案中，關心的是 對抗含氮阻擋層的毒性。在這樣的情況下，含氧阻擋層是理想的。例如可以使用20-600埃 (人)厚的SiCO阻擋層。在另一個實施方式中，界面層可以是用于形成良好界面的替代表面層。與目前的3MS或4MS阻擋介電薄膜相關的另一潛在問題為暴露于紫外線(“UV”) 輻射或電子束導致的膜性質的改變，特別是例如以下性質介電常數的增加或膜應力的改 變。在一些集成方案中，使用可能引入的UV和膜性質的改變可引起可靠性或其他電學度量 (例如綜合電容)的潛在問題。在下面的實施例中，使用氨基硅烷和特定的沉積氣體(即 氫)降低了膜對于UV暴露引起的k偏移和應力改變的易感性。實驗所有的沉積是使用配有Advanced Energy 2000RF 發生器的 200mm P5000Applied Materials PECVD DXZ或DXL腔室、通過直接液體注射進行的。除了 3MS的結果以外，所有 其他的前體為液體前體，具有取決于前體沸點的不同的傳輸溫度。在下面的實施例中，除非特別說明，性質是從沉積在中等電阻系數(8_12Qcm)的 單晶硅晶片襯底上的樣品膜獲得的。在SCIFilmtek Reflectometer上測量厚度和光學性 能(例如介電薄膜的折射率)。使用632納米(nm)波長的光來測量折射率。在存在介電常數、電擊穿場和泄露的情況中，使用汞探針來進行所有的膜測量。使 用N2清掃臺(purgedbench)，用Nicolet 750透射FTIR工具來分析介電薄膜的結合性能。 在相似的中等電阻系數晶片上收集背景光譜以從光譜中除去CO2和水。通過以4cm—1的分 辨率收集32次掃描來獲得^OOIOOcnT1范圍內的數據。OMNIC軟件包用于處理數據。使 用2層模型通過X射線的反射率來進行所有的密度測量。圖IA中，示出了對于通過PECVD在350°C下沉積的膜的不同前體，折射率(在 632nm)相對于介電常數⑷的曲線圖，其中3MS為三甲基硅燒，BTBAS為雙(叔丁基氨基) 硅烷，DMBIPAS為二甲基雙(異丙基氨基)硅烷和BIPAVMS為雙(異丙基氨基)乙烯基甲 基硅烷。從實驗中，3MS/NHs和BTBAS薄膜在4. 7-5. 5的K值范圍內。DMBIPAS薄膜具有較 低的K值4. 3-5. 0，和BIPAVMS薄膜具有甚至更低的K值4. 0-5. 0。因此這些氨基硅烷前體能夠提供與現有的方法相當的或更低的K值。1.85-1. 95的折射率(RI)通常對于對低K的 良好蝕刻選擇性是優選的。BIPAVMS薄膜顯示在目標RI范圍內中具有較低的K潛力。在圖IB中，示出了對于通過PECVD在350°C下沉積的膜的不同前體，密度相對于 介電常數(K)的曲線圖，包括3MS、BTBAS、DMBIPAS和BIPAVMS。對于給定的K值而言，阻擋 薄膜優選具有較高的密度。DMBIPAS和BIPAVMS可提供比3MS具有較低K值的薄膜。幾種 BIPAVMS薄膜的密度> 1. 8g/cc，同時降低K值到< 4. 5。在圖2A 中，顯示 7 3MS/NHsK = 5. 1 薄膜與 DMBIPAS (K = 4. 74 薄膜)和 BIPAVMS (K =4.3薄膜)之間的FTIR對比。通常，隨著K值降低， 2900CHT1的C-H鍵增加。但是， DMBIPAS和BIPAVMS顯示更多的N-H鍵合(3300CHT1)，還有更多的 lOOOcnT1的Si-CH2-Si 鍵合。用這些前體形成的膜的較高密度可能與較高的和骨架含量相關。因此，這些前體 比現有的3MS/NH3技術在引入提高密度的官能團而同時降低K方面要有優勢。在圖2B中，描繪了通過XPS測量的SiCN薄膜的元素組成百分比的對比。K = 5的 BTBAS薄膜比具有相似K值的3MS/NH3膜具有顯著更高的氮含量。具有較低K值的DMBIPAS 和BIPAVMS薄膜具有較高的，但是仍然維持高的氮量。因此，這一族的前體提供低K值 的薄膜、但同時保持有益的性能(例如良好的密度、RI、蝕刻選擇性)。圖3顯示在兩種不同的條件下沉積的但是具有大致相同的K值的BIPAVMS薄膜的 漏電流密度(A/cm2)相對于施加的電場(MV/cm)的曲線圖。條件P2相對于條件P 1而言， 在2MV/cm處觀測到超過IOX的泄漏改善。通過調整前體的處理條件，有可能獲得滿足嚴格 的電學要求的低泄漏薄膜。阻擋介電薄膜前體優選選自上述的前體且，其實例有雙(異丙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(叔丁基 氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二乙基氨基)乙烯基甲基硅 烷、雙(二乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二甲基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(二甲基氨基) 二乙烯基硅烷、雙(甲基乙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙 (異丙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(叔丁基氨基)烯丙 基甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二烯丙基硅烷、雙(二乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二乙 基氨基)二烯丙基硅烷、雙(二甲基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二烯丙基硅 烷、雙(甲基乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(異丙基 氨基)甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)甲基硅烷、雙(叔丁基 氨基)二甲基硅烷、雙(二乙基氨基)甲基硅烷、雙(二乙基氨基)二甲基硅烷、雙(二甲 基氨基)甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)甲基硅烷、雙(甲 基乙基氨基)二甲基硅烷及其混合物。下面的實施例(實施例1-3)顯示了一些PECVD條件和相應的膜性能。在襯托器溫 度 350-400°C的 200mm Applied Materials 室中處理 200mm 的晶片。一旦前體(100-1000 毫克/分鐘)和載氣(He或N2)流速(500-2500sccm)被建立起來，將壓力穩定在2. 0-5. 0 托。一些沉積還使用H2(100-500sccm)和/或NH3 (100-500sccm)。然后施加60-200秒的 RF能(13. 56MHz, 200-800W)來沉積碳氮化硅薄膜。沉積之后，從PECVD室中移除硅晶片，并 使用NF3等離子體清潔腔室。實施例僅為示例性的。本領域普通技術人員應該理解，改變沉 積參數例如溫度、壓力、流速、功率和間隔等將改變膜的性質，因此有可能進一步進行優化。
盡管本文所有的實施例均添加H2作為加工氣體，但是這不是必需的。細節在表1 中給出。實施例1為提供高密度和高質量的優良阻擋薄膜的BTBAS前體和條件的示例。實 施例2和3分別為DMBIPAS和BIPAVMS的示例。兩者都表明，K值可以降低，而密度維持在
> 1. 8g/CC0表 權利要求
一種在集成電路襯底的介電薄膜和金屬互連之間形成碳氮化硅阻擋介電薄膜的方法，包括以下步驟提供具有介電薄膜的集成電路襯底；使所述襯底與含RxR’y(NR”R’”)zSi的阻擋介電薄膜前體接觸，其中R、R’、R”和R’”各獨立地選自氫、直鏈或支鏈的飽和或不飽和烷基或芳香基；其中x+y+z＝4；z＝1-3；但是R、R’不能同時為氫；在集成電路襯底上形成C/Si比＞0.8和N/Si比＞0.2的碳氮化硅阻擋介電薄膜。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在形成所述碳氮化硅阻擋介電薄膜之后提供金屬 互連。
3.根據權利要求1所述的方法，其中在形成所述碳氮化硅阻擋介電薄膜之前提供金屬互連。
4.根據權利要求3所述的方法，其中在形成所述碳氮化硅阻擋介電薄膜之后提供介電薄膜。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述阻擋介電薄膜前體選自雙(異丙基氨基)乙 烯基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(叔丁基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(叔 丁基氨基)二乙烯基硅烷、雙(二乙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(二乙基氨基)二乙烯基 硅烷、雙(二甲基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二乙烯基硅烷、雙(甲基乙基 氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(異丙基氨基)烯丙基甲基 硅烷、雙(異丙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(叔丁基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(叔丁基氨 基)二烯丙基硅烷、雙(二乙基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二乙基氨基)二烯丙基硅烷、雙 (二甲基氨基)烯丙基甲基硅烷、雙(二甲基氨基)二烯丙基硅烷、雙(甲基乙基氨基)烯 丙基甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二烯丙基硅烷、雙(異丙基氨基)甲基硅烷、雙(異丙 基氨基)二甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)甲基硅烷、雙(叔丁基氨基)二甲基硅烷、雙(二 乙基氨基)甲基硅烷、雙(二乙基氨基)二甲基硅烷、雙(二甲基氨基)甲基硅烷、雙(二 甲基氨基)二甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)甲基硅烷、雙(甲基乙基氨基)二甲基硅烷及 其混合物。
6.根據權利要求1所述的方法，其中ζ= 2。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述阻擋介電薄膜在等離子體增強化學氣相沉積 條件下形成。
8.根據權利要求1所述的方法，其中形成的碳氮化硅阻擋介電薄膜的密度為 1. 6-2. 2g/cc，優選為 1. 7-2. Og/cc。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述碳氮化硅阻擋介電薄膜具有<5. 0的K值，優 選為4. 0-4. 5的K值。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述碳氮化硅阻擋介電薄膜包含沿膜整個深度 變化的硅、碳和氮組成梯度。
11.一種在集成電路襯底的介電薄膜和金屬互連之間形成碳氮化硅阻擋介電薄膜的方 法，包括以下步驟提供具有介電薄膜的集成電路襯底；使所述襯底與含雙(異丙基氨基)乙烯基甲基硅烷、雙(異丙基氨基)二乙烯基硅烷、雙(異丙基氨基)甲基硅烷或雙(異丙基氨基)二甲基硅烷的阻擋介電薄膜前體接觸， 其中不使用另外的含氮反應物。
12.根據權利要求11所述的方法，包括在集成電路襯底上形成C/Si比> 0. 8和N/Si 比> 0. 2的碳氮化硅阻擋介電薄膜。
全文摘要
本發明涉及使用含氮前體的介電阻擋層沉積。本發明提供了一種在集成電路襯底的介電薄膜和金屬互連之間形成碳氮化硅阻擋介電薄膜的方法，包括步驟提供具有介電薄膜的集成電路襯底；使所述襯底與含RxR’y(NR”R’”)zSi的阻擋介電薄膜前體相接觸，其中R、R’、R”和R’”各獨立地選自氫、直鏈或支鏈的飽和或不飽和烷基或芳香基；其中x+y+z＝4；z＝1-3；但是R、R’不能同時為氫；在集成電路襯底上形成C/Si比＞0.8和N/Si比＞0.2的碳氮化硅阻擋介電薄膜。
文檔編號C23C16/513GK101886255SQ201010180939
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月13日 優先權日2009年5月13日
發明者A·D·約翰森, A·馬利卡珠南, L·M·馬茲, M·L·奧尼爾, R·N·維爾蒂斯, 蕭滿超 申請人:氣體產品與化學公司