公开(公告)号：US06218302B1

公开(公告)日：2001-04-17

申请号：US09121068

申请日：1998-07-21

申请人： Gregor Braeckelmann ,  Ramnath Venkatraman ,  Matthew Thomas Herrick ,  Cindy R. Simpson ,  Robert W. Fiordalice ,  Dean J. Denning ,  Ajay Jain ,  Cristiano Capasso

发明人： Gregor Braeckelmann ,  Ramnath Venkatraman ,  Matthew Thomas Herrick ,  Cindy R. Simpson ,  Robert W. Fiordalice ,  Dean J. Denning ,  Ajay Jain ,  Cristiano Capasso

IPC分类号： H01L2144

CPC分类号： H01L21/76849 ,  H01L21/76807 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76864 ,  H01L21/76873 ,  H01L21/76882 ,  H01L23/53233 ,  H01L23/53238 ,  H01L24/11 ,  H01L24/13 ,  H01L2224/0401 ,  H01L2224/05124 ,  H01L2224/05144 ,  H01L2224/05147 ,  H01L2224/05181 ,  H01L2224/05184 ,  H01L2224/05546 ,  H01L2224/05567 ,  H01L2224/05647 ,  H01L2224/13022 ,  H01L2224/13099 ,  H01L2224/131 ,  H01L2924/0001 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/01004 ,  H01L2924/01005 ,  H01L2924/01006 ,  H01L2924/01012 ,  H01L2924/01013 ,  H01L2924/01015 ,  H01L2924/01018 ,  H01L2924/01019 ,  H01L2924/01022 ,  H01L2924/01024 ,  H01L2924/01027 ,  H01L2924/01029 ,  H01L2924/0103 ,  H01L2924/01033 ,  H01L2924/0104 ,  H01L2924/01041 ,  H01L2924/01042 ,  H01L2924/01046 ,  H01L2924/01049 ,  H01L2924/01073 ,  H01L2924/01074 ,  H01L2924/01075 ,  H01L2924/01078 ,  H01L2924/01079 ,  H01L2924/014 ,  H01L2924/04941 ,  H01L2924/04953 ,  H01L2924/14 ,  H01L2924/19043 ,  H01L2924/00014 ,  H01L2224/05552 ,  H01L2924/013 ,  H01L2924/0105 ,  H01L2924/01026

摘要： An interconnect (60) is formed overlying a substrate (10). In one embodiment, an adhesion/barrier layer (81), a copper-alloy seed layer (42), and a copper film (43) are deposited overlying the substrate (10), and the substrate (10) is annealed. In an alternate embodiment, a copper film is deposited over the substrate, and the copper film is annealed. In yet another embodiment, an adhesion/barrier layer (81), a seed layer (82), a conductive film (83), and a copper-alloy capping film (84) are deposited over the substrate (10) to form an interconnect (92). The deposition and annealing steps can be performed on a common processing platform.

摘要翻译： 互连（60）形成在衬底（10）上。 在一个实施例中，将覆盖在衬底（10）上的粘合/阻挡层（81），铜合金晶种层（42）和铜膜（43）沉积，并且将衬底（10）退火。 在替代实施例中，在衬底上沉积铜膜，并对铜膜进行退火。 在另一个实施例中，在基板（10）上沉积粘合/阻挡层（81），种子层（82），导电膜（83）和铜合金封盖膜（84），以形成互连 （92）。 沉积和退火步骤可以在公共处理平台上进行。

公开(公告)号：US06187682B1

公开(公告)日：2001-02-13

申请号：US09084276

申请日：1998-05-26

申请人： Dean J. Denning ,  Rama I. Hegde ,  Sam S. Garcia ,  Robert W. Fiordalice

发明人： Dean J. Denning ,  Rama I. Hegde ,  Sam S. Garcia ,  Robert W. Fiordalice

IPC分类号： H01L21311

CPC分类号： H01L21/76843 ,  C23C14/022 ,  C23C14/358 ,  H01L21/02046 ,  H01L21/28518 ,  H01L21/2855 ,  H01L21/31116 ,  H01L21/32136 ,  H01L21/32137 ,  H01L21/76804 ,  H01L21/76807 ,  H01L21/76814 ,  Y10S438/913

摘要： A method for insitu performing a cleaning operation along with a physical sputtering operation begins by placing a wafer (26) into a chamber (12). A plasma (30) is generated within the chamber (12) using an inert, noble, or reducing gas. The gas is ionized to form ions (32) within the plasma (30). Power is provided to various components (16, 22, and 24) within the chamber (12) to ensure that the ions (32) are accelerated towards the wafer (26) during first stages of wafer processing. This acceleration of the ions (32) towards the wafer (26) will clean a surface of the wafer (26). Following this cleaning operation, power supplied within the chamber (12) is altered to accelerate the ions (32) into a reverse direction so that the ions (32) impact a sputter target (20). Due to ionic bombardment of the target (20), a material is sputtered onto a clean surface of the wafer (26) in an insitu manner.

摘要翻译： 将物理溅射操作连同执行清洁操作的方法开始于将晶片（26）放入室（12）中。 使用惰性，贵重或还原气体在室（12）内产生等离子体（30）。 气体被离子化以在等离子体（30）内形成离子（32）。 功率被提供到腔室（12）内的各种部件（16,22和24），以确保离子（32）在晶片处理的第一阶段期间朝向晶片（26）加速。 离子（32）朝向晶片（26）的加速将清洁晶片（26）的表面。 在该清洁操作之后，改变在室（12）内供应的功率以将离子（32）加速到相反方向，使得离子（32）撞击溅射靶（20）。 由于靶（20）的离子轰击，材料以本体的方式溅射到晶片（26）的清洁表面上。

公开(公告)号：US06476623B1

公开(公告)日：2002-11-05

申请号：US09666759

申请日：2000-09-21

申请人： Scott C. Bolton ,  Dean J. Denning ,  Sam S. Garcia

发明人： Scott C. Bolton ,  Dean J. Denning ,  Sam S. Garcia

IPC分类号： G01R2708

CPC分类号： C23C14/345 ,  C23C14/046 ,  C23C14/165 ,  H01L21/2855 ,  H01L21/76838

摘要： A method for depositing a first metal layer such as tantalum or copper on a patterned semiconductor wafer using a metal sputtering tool that typically includes an electrically biased wafer chuck is disclosed. Initially, a first test wafer is placed on the wafer chuck and a first test layer of materials is deposited on the first test wafer. During the deposition of the first test layer on the first test wafer, the wafer receives the electrical bias at a first level. A second test wafer is then placed on the wafer chuck and a second test layer of material is deposited with the second wafer receiving a second level of electrical bias. The difference in thickness between the first layer and the second layer is then determined. If the difference in thickness is within a predetermined range, the metal sputtering chamber is qualified to deposit a production layer on a production semiconductor wafer.

摘要翻译： 公开了一种使用通常包括电偏置晶片卡盘的金属溅射工具在图案化半导体晶片上沉积诸如钽或铜的第一金属层的方法。 首先，将第一测试晶片放置在晶片卡盘上，并将第一测试层材料沉积在第一测试晶片上。 在将第一测试层沉积在第一测试晶片上时，晶片在第一级接收电偏压。 然后将第二测试晶片放置在晶片卡盘上，并且第二测试层材料沉积，第二晶片接收第二级电偏压。 然后确定第一层和第二层之间的厚度差。 如果厚度差在预定范围内，则金属溅射室有资格在生产半导体晶片上沉积生产层。

公开(公告)号：US06294458B1

公开(公告)日：2001-09-25

申请号：US09494458

申请日：2000-01-31

申请人： Jiming Zhang ,  Dean J. Denning ,  Sam S. Garcia ,  Scott K. Pozder

发明人： Jiming Zhang ,  Dean J. Denning ,  Sam S. Garcia ,  Scott K. Pozder

IPC分类号： H01L214763

CPC分类号： H01L21/76831 ,  H01L21/76807 ,  H01L21/76814 ,  H01L21/76826

摘要： The formation of an adhesion/interlayer region (410) of a semiconductor substrate device (404) before barrier layer (412) deposition provides improved adhesion of the barrier layer (412) to the underlying dielectric (404) and increases strength to the next interconnect layer without altering the function of the barrier layer (412) to limit Cu diffusion into the dielectric substrate (404). The adhesion/interlayer region (410) is formed in an inlaid structure (400, 500) of a semiconductor wafer. The inlaid structure (400, 500) is connected to upper or lower metal layers through vias in the dielectric layer (404) to a copper layer. The adhesion/interlayer region is formed by flowing a treating gas in a glow discharge process of the dielectric substrate in a chamber either attached or separated from the barrier deposition chamber (300). The barrier layer (412) and the adhesion/interlayer region (410) can be formed in this inlaid structure (400, 500) of a semiconductor wafer. The treating gas (212, 320) can be nitrogen, hydrogen, gases containing carbon atoms, or some other suitable gas.

摘要翻译： 在阻挡层（412）沉积之前形成半导体衬底器件（404）的粘合/层间区域（410）提供了阻挡层（412）与下面的电介质（404）的改善的粘合性，并且增强了下一个互连的强度 而不改变阻挡层（412）的功能以限制扩散到电介质基板（404）中。 粘附/层间区域（410）以半导体晶片的镶嵌结构（400,500）形成。 镶嵌结构（400,500）通过介电层（404）中的通孔连接到上金属层或下金属层至铜层。 通过使电介质基板的辉光放电过程中的处理气体在与阻挡沉积室（300）连接或分离的室中流动来形成粘附/层间区域。 可以在半导体晶片的该镶嵌结构（400,500）中形成阻挡层（412）和粘附/层间区域（410）。 处理气体（212,320）可以是氮气，氢气，含有碳原子的气体或一些其它合适的气体。

公开(公告)号：US06632689B2

公开(公告)日：2003-10-14

申请号：US10060539

申请日：2002-01-30

申请人： Richard E. Martin ,  Dean J. Denning

发明人： Richard E. Martin ,  Dean J. Denning

IPC分类号： H01L2166

CPC分类号： H01L21/67028 ,  C23C14/564 ,  C23C16/4404 ,  C23C16/4405

摘要： A process for manufacturing semiconductors uses an enclosure (22) having an interior surface-that is intentionally-roughened by spraying quartz (44) onto the interior surface. The sprayed quartz (44) creates additional surface area for the purpose of trapping or capturing etched material in the enclosure during the process. The roughness of the interior surface is not significantly reduced during the semiconductor processing so that only chemical cleaning is required to maintain the interior surface for long-term use.

摘要翻译： 制造半导体的方法使用具有内表面的外壳（ 22 ），其通过喷射石英被有意地粗糙化（ 44 PDAT>）到内表面。 喷射的石英（ 44 ）产生额外的表面积，目的是在过程中捕获或捕获外壳中的蚀刻材料。 在半导体加工过程中，内表面的粗糙度并没有显着降低，因此只需要进行化学清洗才能保持内表面长期使用。

公开(公告)号：US5958508A

公开(公告)日：1999-09-28

申请号：US828635

申请日：1997-03-31

申请人： Olubunmi Olufemi Adetutu ,  Dean J. Denning ,  James D. Hayden ,  Chitra K. Subramanian ,  Arkalgud R. Sitaram

发明人： Olubunmi Olufemi Adetutu ,  Dean J. Denning ,  James D. Hayden ,  Chitra K. Subramanian ,  Arkalgud R. Sitaram

IPC分类号： H01L29/43 ,  C23C16/44 ,  C23C16/455 ,  H01L21/02 ,  H01L21/205 ,  H01L21/28 ,  H01L21/768 ,  H01L21/8242 ,  H01L21/8244 ,  H01L21/8247 ,  H01L27/108 ,  H01L27/11 ,  H01L27/115 ,  H01L29/78 ,  H01L29/788 ,  H01L29/792 ,  C23C16/00 ,  H01L21/285

CPC分类号： C23C16/45523 ,  H01L21/76895 ,  H01L28/60

摘要： A metal-semiconductor layer (26) is formed over an insulating layer (20) such that the metal-semiconductor layer (26) is graded to have varying amounts of the semiconductor and metal throughout the layer. In one embodiment, the metal-semiconductor layer (26) has relatively higher silicon content near the layer's lower and upper surfaces. At the midpoint, the layer is close to stoichiometric tungsten silicide. In another embodiment, a metal-semiconductor-nitrogen layer is formed having nitrogen nearer the lower surface and essentially no nitrogen near the upper surface. The layer (26) can be formed using chemical vapor deposition or sputtering.

摘要翻译： 金属半导体层（26）形成在绝缘层（20）上，使得金属半导体层（26）被分级以在整个层中具有不同量的半导体和金属。 在一个实施例中，金属半导体层（26）在层的下表面和上表面附近具有相对较高的硅含量。 在中点处，该层接近化学计量的硅化钨。 在另一个实施方案中，形成具有更靠近下表面的氮并且在上表面附近基本上不含氮的金属 - 半导体 - 氮层。 层（26）可以使用化学气相沉积或溅射形成。

公开(公告)号：US5893752A

公开(公告)日：1999-04-13

申请号：US996000

申请日：1997-12-22

申请人： Jiming Zhang ,  Dean J. Denning

发明人： Jiming Zhang ,  Dean J. Denning

IPC分类号： H01L21/768 ,  H01L23/485 ,  H01L23/532 ,  H01L21/00

CPC分类号： H01L21/76873 ,  H01L21/76807 ,  H01L21/76838 ,  H01L21/76841 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76877 ,  H01L23/485 ,  H01L23/53238 ,  H01L2924/0002

摘要： A semiconductor device comprises a substrate (100), first conductive film (22 and 32) over the substrate (100), and a second conductive film (54 and 64) over the first conductive film (22 and 32). The first conductive film includes a refractory metal and nitrogen. The first conductive film has a first portion (22) that lies closer to the substrate and a second portion (32) that lies further from the substrate. The nitrogen percentage for the second portion (32) is lower than the nitrogen atomic percentage for the first portion (22). The second conductive film (54 and 64) includes mostly copper. The combination of portions (22 and 32) within the first conductive film provides a good diffusion barrier (first portion) and has good adhesion (second portion) with the second conductive film (54 and 64).

摘要翻译： 半导体器件包括基板（100），在基板（100）上方的第一导电膜（22和32）以及位于第一导电膜（22和32）之上的第二导电膜（54和64）。 第一导电膜包括难熔金属和氮。 第一导电膜具有靠近基板的第一部分（22）和位于离基板更远的第二部分（32）。 第二部分（32）的氮百分比低于第一部分（22）的氮原子百分数。 第二导电膜（54和64）主要包括铜。 第一导电膜内的部分（22和32）的组合提供良好的扩散阻挡层（第一部分）并且与第二导电膜（54和64）具有良好的粘合力（第二部分）。