專利名稱：：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及具有多層互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
：目前的半導(dǎo)體集成電路器件采用所謂鑲嵌或雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的多層互連結(jié)構(gòu)，其中將低電阻Cu互連圖案嵌入低K層間絕緣膜中，用以連接襯底上形成的大量半導(dǎo)體元件。對(duì)于鑲嵌或雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的多層互連結(jié)構(gòu)，在低K介電膜的層間絕緣膜中形成互連槽或接觸孔，并且一般用Cu層填充這種互連槽或接觸孔。此外，通過(guò)CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)工藝去除層間絕緣膜上的多余Cu層。對(duì)于這種具有Cu互連圖案的多層互連結(jié)構(gòu)，重要的是在互連槽或接觸孔的表面上形成難熔金屬的阻擋金屬膜，以防止Cu擴(kuò)散到層間絕緣膜中，該難熔金屬典型為Ta或Ti、或者其導(dǎo)電化合物。由于這種阻擋金屬膜必須在低溫下沉積以避免損壞低K介電層間絕緣膜，因此通常通過(guò)濺射工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)阻擋金屬膜的成膜。專利文獻(xiàn)l:美國(guó)專利申請(qǐng)公開2006/0189115專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利申請(qǐng)公開2005/0151263圖1A至圖IC為示出根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)形成多層互連結(jié)構(gòu)的方法的示意圖。參照?qǐng)D1A，在襯底(圖中未示出)上形成層間絕緣膜11，并且在層間絕緣膜11中嵌入互連圖案11A，其中互連圖案11A的側(cè)壁表面和底面被諸如Ta膜之類的阻擋金屬膜lla覆蓋。在層間絕緣膜11上形成SiC、SiN等的硬掩模層12，在硬掩模層12上進(jìn)一步形成低K介電(層間絕緣)膜13和15，并且在低K介電層間絕緣膜13和15之間夾有另一硬掩模層14。對(duì)于圖1A所示的狀態(tài)，在層間絕緣膜15中形成互連槽15A，以暴露下方的層間絕緣膜13的表面；并且在互連槽15A中進(jìn)一步形成通孔13A，以暴露互連圖案IIA的表面。接下來(lái)，在圖1B所示的步驟中，通過(guò)濺射工藝在圖1A所示的結(jié)構(gòu)上沉積諸如Ta膜之類的阻擋金屬膜16，其中在圖1C所示的步驟中用Cu層填充圖1B所示的互連槽15A和通孔13A。此外，通過(guò)利用CMP工藝去除層間絕緣膜15上的多余Cu層，形成填充互連槽15A的Cu互連圖案15B和填充通孔13A的Cu插塞13B，其中Cu插塞13B形成為與互連圖案11A接觸。同時(shí)，對(duì)于這種多層互連結(jié)構(gòu)提出了如下方案在對(duì)應(yīng)于圖1B的圖2A所示的工藝之后進(jìn)行偏置濺射-蝕刻工藝，如圖2B所示;并且對(duì)應(yīng)于通孔13A挖掘互連圖案11A的表面，用以確保插塞13B與互連圖案IIA之間的接觸以及減少接觸電阻。通過(guò)利用這種濺射-蝕刻工藝挖掘互連圖案11A的表面，如圖2C所示，在通孔13A和互連槽15A分別被Cu插塞13B和Cu互連圖案15B填充時(shí)，在Cu插塞13B與互連圖案llA之間實(shí)現(xiàn)可靠的接觸。此外，由于進(jìn)行上述濺射-蝕刻工藝，因此沉積在通孔13A底部上的阻擋金屬膜也被濺射-蝕刻，這樣經(jīng)濺射-蝕刻的阻擋金屬膜在通孔13A的側(cè)壁表面上再次沉積。因此，可以在通孔13A的側(cè)壁表面上形成厚阻擋金屬膜，這往往會(huì)導(dǎo)致階梯覆蓋差的問(wèn)題。另一方面，在圖2A所示的步驟之后進(jìn)行圖2B所示工藝的情況下，互連槽15A的底面同樣經(jīng)受濺射-蝕刻工藝，導(dǎo)致在經(jīng)濺射-蝕刻的部分中形成不規(guī)則的凸凹部分的問(wèn)題。當(dāng)在互連槽15A的底部形成上述凸凹部分時(shí)，阻擋金屬膜16對(duì)互連槽15A的覆蓋往往變得不均勻，尤其是對(duì)互連槽15A的底面的覆蓋變得不均勻，并且關(guān)系到在某些部分失去阻擋金屬膜16。在阻擋金屬膜16形成不完全的狀態(tài)下用Cu互連圖案填充這種器件隔離槽15A時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Cu從Cu互連圖案15B擴(kuò)散到層間絕緣膜13中，并引起諸如短路或膜剝落等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，包括第一互連圖案，嵌入第一絕緣膜中；第二絕緣膜，在所述第一絕緣膜的上方覆蓋所述第一互連圖案；互連槽，形成在所述第二絕緣膜的上部；通孔，在所述第二絕緣膜的下部從所述互連槽向下延伸，所述通孔暴露所述第一互連圖案；第二互連圖案，填充所述互連槽；插塞，在所述通孔中從所述第二互連圖案向下延伸，并且與所述第一互連圖案接觸；以及阻擋金屬膜，形成在所述第二互連圖案與所述互連槽之間，所述阻擋金屬膜連續(xù)地覆蓋所述插塞的表面，其中，所述插塞一頂端部，該頂端部具有穿過(guò)所述第一互連圖案的表面侵入所述第一互連圖案，所述互連槽具有平坦的底面，以及所述阻擋金屬膜在所述插塞的側(cè)壁表面處的膜厚比在所述插塞的所述頂端部處的膜厚大。此外，本發(fā)明提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下歩驟在覆蓋導(dǎo)體圖案的絕緣膜中形成開口，以暴露所述導(dǎo)體圖案；在所述絕緣膜上沉積導(dǎo)體膜，以連續(xù)地覆蓋所述絕緣膜的主表面以及所述開口的側(cè)壁表面和底面；以及經(jīng)由所述導(dǎo)體膜在所述絕緣膜上沉積導(dǎo)體材料，使得所述導(dǎo)體材料經(jīng)由所述導(dǎo)體膜填充所述開口，其中，所述沉積導(dǎo)體膜的步驟包括第一濺射步驟，在第一條件下沉積所述導(dǎo)體膜，在所述第一條件下所述絕緣膜的所述主表面上的沉積速率變得大于所述主表面上的濺射-蝕刻速率；以及第二濺射步驟，在第二條件下沉積所述導(dǎo)體膜，在所述第二條件下所述絕緣膜的所述主表面上的沉積速率變得基本等于所述主表面上的濺射-蝕刻速率。根據(jù)本發(fā)明，在由鑲嵌工藝或雙鑲嵌工藝構(gòu)成的多層互連結(jié)構(gòu)中形成通路接觸(via-contact)時(shí)，通過(guò)使插塞的頂端部向下侵入互連圖案的表面，可以獲得插塞與下層互連圖案之間的可靠接觸。由此應(yīng)注意，由于在第二濺射工藝中覆蓋插塞頂端部的阻擋金屬膜的濺射-蝕刻速率大于互連槽底面處阻擋金屬膜的濺射-蝕刻速率，因此可以在基本上不濺射-蝕刻互連槽的底面的情況下，選擇性地減少阻擋金屬膜在插塞頂端部的膜厚。由此，可以在不降低阻擋金屬膜在互連槽底面的功能的情況下，實(shí)現(xiàn)與底層互連圖案的低阻接觸。此外，應(yīng)注意這樣從覆蓋通孔底部的阻擋金屬膜濺射-蝕刻掉的阻擋金屬材料附著到通孔的側(cè)壁表面上，從而即使在通孔具有較大深寬比的情況下，也可以使通過(guò)濺射工藝形成的阻擋金屬膜實(shí)現(xiàn)良好的階梯覆蓋。從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的其它目的和其它特征將變得更為明顯。圖1A至圖1C為示出根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的多層互連結(jié)構(gòu)的形成方法的示意圖；圖2A至圖2C為示出根據(jù)本發(fā)明的另一現(xiàn)有技術(shù)的多層互連結(jié)構(gòu)的形成方法的示意圖；圖3為示出本發(fā)明采用的磁電管濺射裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為說(shuō)明本發(fā)明原理的示意圖；圖5A至圖5F為與示出本發(fā)明原理的圖4相對(duì)應(yīng)的示意圖；圖6A和圖6B為說(shuō)明本發(fā)明原理的其它示意圖；圖7為說(shuō)明本發(fā)明原理的另一示意圖；圖8A至圖8E為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的示意圖；圖9為詳細(xì)示出圖8B所示步驟的示意圖；圖IO為說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的示意圖；圖IIA至圖IID為說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的其它示意圖12A至圖12C為說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施方式(原理)圖3示出了本發(fā)明采用的磁電管濺射裝置100的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3，磁電管濺射裝置100包括處理室101，其在過(guò)濾板(screeningplate)101B的內(nèi)部限定出一處理空間101A,以從排出口101a將處理空間101A排空，并且將待處理襯底W保持在位于處理室101下部的平臺(tái)102上。經(jīng)由各條管線103A和103B為處理空間IOIA提供氬氣和氮?dú)?，并且將諸如Ta靶之類的靶104保持在處理室中，以面向平臺(tái)102上的襯底W。靶104連接到直流偏置電源105，并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)直流偏置電源105在減壓環(huán)境下于處理空間101A中感生等離子體。由此形成的等離子體使耙104發(fā)生濺射，而且由于諸如TaG或Ta+之類的濺射的活性體(activespecies)與諸如Ar+之類的等離子體中的稀有氣體原子一起到達(dá)襯底W，因此在襯底W的表面上實(shí)現(xiàn)所需的成膜。此外，對(duì)于圖3所示的磁電管濺射裝置100，平臺(tái)偏置電源106連接到平臺(tái)102，因此可以通過(guò)Ar+的碰撞等控制在襯底W的表面上產(chǎn)生的濺射作用。另外，在靶104的后面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)磁體107，并且通過(guò)施加旋轉(zhuǎn)磁體107的磁通在靶104上實(shí)現(xiàn)有效和均勻的濺射。圖4為示出在表1中總結(jié)的各種工藝條件A-C下在平坦表面上濺射Ta膜時(shí)沉積速率(Vd)與濺射-蝕刻速率(Ve)之間的比率(Vd/Ve)的示意圖。此外，圖5A至圖5F為示意性示出與工藝條件A-C相對(duì)應(yīng)的襯底表面的狀態(tài)的示意圖。在上述圖中，使用相同的附圖標(biāo)記表示與前面說(shuō)明的部件相對(duì)應(yīng)的那些部件，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>濺射條件(條件C)的情況下，Ta膜的沉積是主要的(Vd/Vel)。這對(duì)應(yīng)于圖5C中所示的情形。因此，使得Ta膜沉積在互連槽15A的側(cè)壁表面和底面上以及通孔13A的側(cè)壁表面和底面上，如圖5F所示。在這種情況下，在待處理襯底的表面上沒(méi)有產(chǎn)生濺射作用，并且在互連圖案IIA(例如圖2B中說(shuō)明的)的表面上沒(méi)有產(chǎn)生挖掘。另一方面，在靶電功率密度小的偏置濺射(條件A)的情況下，Ta膜的濺射-蝕刻變?yōu)橹饕?Vd<Ve)，如圖4所示。這對(duì)應(yīng)于圖5A所示的情形。因此，由于在通孔13A的底部產(chǎn)生挖掘，從而如圖5D所示在互連圖案11A中形成所需的凹部。另一方面，在條件A下進(jìn)行濺射-蝕刻工藝的情況下，在互連槽15A的底部也產(chǎn)生濺射-蝕刻，因此可能出現(xiàn)這樣的情況，g口，部分失去覆蓋互連槽15A底部的阻擋金屬膜16，如圖5D所示。條件B介于條件A與條件C之間，并且使得Ta膜以相同的程度(Vd-Ve)進(jìn)行沉積和濺射，如圖4所示。這對(duì)應(yīng)于圖5B所示的情形。在這種情況下，由于在通孔13A的底部促進(jìn)了濺射-蝕刻工藝，同時(shí)在互連槽15A的底部有效地抑制濺射-蝕刻，因此通過(guò)挖掘互連圖案11A的表面可以在互連圖案11A的表面上形成凹部，如圖5E所示。同時(shí)，在圖5A至圖5F的實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變?yōu)R射-蝕刻條件可以使通孔13A底部的濺射-蝕刻量和互連槽15A底部的濺射-蝕刻量彼此相對(duì)改變。圖6A和圖6B為分別示出對(duì)于在條件A下進(jìn)行Ta膜的偏置濺射的情況和在條件B下進(jìn)行Ta膜的偏置濺射的情況，通孔13A的底部和互連槽15A的底部的濺射-蝕刻情形的示意圖。這里，應(yīng)注意，通過(guò)利用圖3所示的磁控管濺射裝置100同時(shí)進(jìn)行通孔13A底部的濺射-蝕刻和互連槽15A底部的濺射-蝕刻。參照?qǐng)D6A可見，在條件A下進(jìn)行偏置濺射工藝時(shí)，在通孔13A的底部產(chǎn)生Ta膜中深度為大約19nrn的濺射-蝕刻，而在同一條件A下進(jìn)行濺射-蝕刻工藝時(shí)，在互連槽15A的底部產(chǎn)生基本相同深度(即大約20nm)的濺射-蝕刻。另一方面，在條件B下進(jìn)行偏置濺射時(shí)，類似于圖6A所示的情況，在通孔13A的底部產(chǎn)生Ta膜中深度為大約19nm的濺射-蝕刻，同時(shí)應(yīng)注意，互連槽15A底部的濺射-蝕刻量?jī)H為大約5nm。這表明可以在通孔13A的底部選擇性地進(jìn)行濺射-蝕刻，同時(shí)保持互連槽15A的底部基本不被蝕刻。圖7為示出在沉積速率Vd與濺射-蝕刻速率Ve之間的比率Vd/Ve多樣地改變的情況下，在通孔13A的底部暴露的互連圖案11A的濺射-蝕刻量與在互連槽15A的底部的濺射-蝕刻量之間關(guān)系的示意圖。在圖7中，應(yīng)注意，曲線A表示通孔13A的底部的濺射-蝕刻量，而曲線B表示互連槽15A的底部的濺射-蝕刻量。參照?qǐng)D7可見，在Vd/Ve的比率落入0.9-1.5范圍內(nèi)的情況下，可以在不濺射-蝕刻互連槽15A的底部的情況下，濺射-蝕刻通孔13A的底部，因此可以對(duì)應(yīng)于通孔13A在下方的互連圖案11A中選擇性地形成所需的凹部。在Vd/Ve的比率不在上述范圍內(nèi)并減少至低于0.9的情況下，在互連槽15A的底部也開始濺射-蝕刻，而這表明形成了上文參照?qǐng)D2B說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。另一方面，在Vd/Ve的比率不在上述范圍內(nèi)并超過(guò)1.5時(shí)，即使在通孔13A的底部也不實(shí)施濺射-蝕刻動(dòng)作，從而不可能在互連圖案11A中形成所需的凹部。從圖7可見，優(yōu)選在Vd/Ve的比率等于或大于0.9但不超過(guò)1.5的條件下進(jìn)行阻擋金屬膜16的沉積。(第一實(shí)施例)圖8A至圖8E為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有多層互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造方法的示意圖。參照?qǐng)D8A，在硅襯底21上形成諸如晶體管之類的有源器件(圖中未示出)，并且用絕緣膜21A覆蓋硅襯底21。在絕緣膜21A上，經(jīng)由諸如SiC或SiN之類的蝕刻停止膜22形成層間絕緣膜23，其中經(jīng)由諸如Ta之類的阻擋金屬膜23a在層間絕緣膜23中嵌入諸如Cu之類的互連圖案23A。在層間絕緣膜23上，例如經(jīng)由SiC、SiN等的蝕刻停止膜24(例如，厚度為50nm)形成厚度為200nm的下一個(gè)層間絕緣膜25。對(duì)于層間絕緣膜23、25以及27，可以使用無(wú)機(jī)或有機(jī)材料的低K介電膜，例如NCS(Nano-Clustering-Silica，納米聚類硅石)、LKD(Low國(guó)KDielectric,低K電介質(zhì))、多孔SiLK(Porous-Si-Low-K，低K多孔硅)等等。這些層間絕緣膜可通過(guò)涂覆工藝或CVD工藝來(lái)形成。此外，蝕刻停止膜22、24以及26可通過(guò)CVD工藝來(lái)形成。在圖8A所示的步驟中，在層間絕緣膜27中形成寬度例如為200nm的互連槽27A，以暴露層間絕緣膜25的表面，并且在互連槽27A中形成暴露互連圖案23A的、直徑例如為70nm的通孔25A。接下來(lái)，在圖8B所示的步驟中，將圖8A所示的結(jié)構(gòu)引入圖3所示的磁控管濺射裝置IOO，并且沉積由諸如Ta、Ti、W、Zr等或其合金之類的難熔金屬元素構(gòu)成的阻擋金屬膜28，以覆蓋互連槽27A的側(cè)壁表面和底面以及通孔25A的側(cè)壁表面和底面。此外，可以將這種難熔金屬元素的導(dǎo)電氮化物膜用于阻擋金屬膜。由此，應(yīng)注意本實(shí)施例以兩個(gè)步驟執(zhí)行圖8B所示的阻擋金屬膜28的沉積工藝，第一步驟是在將Vd/Ve的比率設(shè)定為充分大于1的條件下進(jìn)行的，而第二步驟是通過(guò)將Vd/Ve的比率設(shè)定為0.9或更大但不超過(guò)1.5來(lái)進(jìn)行的。在通過(guò)Ta膜形成阻擋金屬膜28的情況下，第一步驟是通過(guò)例如將施加到耙104的耙電功率密度設(shè)定為320-640mW/m2(例如640mW/m2)并且例如將施加到待處理襯底W的偏置電功率密度設(shè)定為0-40mW/m2(例如3mW/m2)來(lái)進(jìn)行的，上述情況對(duì)應(yīng)于圖4所示的條件C。此外，在第二步驟中，將施加到耙104的靶電功率密度設(shè)定為10-60mW/n^并且將施加到襯底W的偏置電功率密度設(shè)定為3-20mW/m2(例如10mW/m2)，上述情況對(duì)應(yīng)于圖4所示的條件B。此外，在第一和第二步驟的整個(gè)過(guò)程中，可以在lX10—2至1X10"Pa的工藝壓強(qiáng)范圍內(nèi)進(jìn)行偏置濺射處理。在上述第一步驟中，例如以16nm的膜厚沉積阻擋金屬膜28，而在第二步驟中，在阻擋金屬膜28中出現(xiàn)很少的沉積。相反地，在第二步驟中，在通孔25A的底部暴露的Cu互連圖案23A中產(chǎn)生濺射-蝕刻，并且在通孔25A的底部形成深度為10nm或更大的凹部。由此，在通孔25A的底部上沉積的阻擋金屬膜28在濺射-蝕刻后在通孔25A的側(cè)壁表面上產(chǎn)生再沉積，并且即使在通孔25A具有較大的深寬比(深度/直徑的比率)并且難以通過(guò)濺射工藝在通孔的側(cè)壁表面上形成阻擋金屬膜的情況下，也可以在通孔25A的側(cè)壁表面上形成具有足夠厚度的阻擋金屬膜28。另一方面，在第一和第二步驟中在互連槽27A的底部都沒(méi)有發(fā)生濺射-蝕刻，從而獲得圖9中示意性示出的結(jié)構(gòu)，其中阻擋金屬膜28在通孔25A的側(cè)壁表面處的厚度t2比阻擋金屬膜28在通孔25A的底部處的厚度h大1.5倍或更大(t2>1.5t》。由此，應(yīng)注意在互連槽27A的底部沒(méi)有發(fā)生濺射-蝕刻，在互連槽27A的底部形成與層間絕緣膜25的上主表面相對(duì)應(yīng)的平坦表面。在一個(gè)實(shí)例中，在膜厚t,的值為2-3nm的情況下，膜厚t2的值為4-8nm。接下來(lái)，在圖8C所示的步驟中，通過(guò)濺射工藝或CVD工藝在圖8B所示的結(jié)構(gòu)上形成膜厚為40-150nm的Cu或Cu合金的種子層29，并且在使用Cu種子層29作為電極的同時(shí)通過(guò)在圖8D所示的步驟中進(jìn)行電鍍工藝，在層間絕緣膜27上形成Cu層30，使得Cu層30經(jīng)由阻擋金屬膜28填充互連槽27A和通孔25A。在圖8C所示的步驟中通過(guò)濺射Cu形成種子層29的情況下，所述濺射工藝可以在以下條件下進(jìn)行將處理壓強(qiáng)設(shè)定為1X1(^至10Pa，將耙電功率密度設(shè)定為160-960mW/m2并且將偏置電功率密度設(shè)定為6-16mW/m2。在圖8D所示的步驟中，所述電鍍工藝可以通過(guò)在硫酸銅電解槽內(nèi)提供電流密度為7-30A/m2的電流來(lái)進(jìn)行，并且例如形成膜厚為500-2000nm的Cu層30。此外，在圖8E所示的步驟中，例如，通過(guò)使用有機(jī)酸漿料(organicacidslurry)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，對(duì)層間絕緣膜27上的Cu層30進(jìn)行研磨，直到暴露層間絕緣膜27的表面。由此，獲得多層互連結(jié)構(gòu)，使得互連槽27A和通孔25A分別被Cu互連圖案30A和Cu插塞30B填充。通過(guò)這種多層互連結(jié)構(gòu)，其中Cu插塞30B侵入互連圖案23A的表面達(dá)5nm或更大的深度，因此在Cu插塞30B與互連圖案23A之間實(shí)現(xiàn)高度可靠的接觸。此外，如上文所述，阻擋金屬膜28的厚度在Cu插塞30B的頂端部減小，這有助于實(shí)現(xiàn)低阻接觸。此外，圖8B所示的第二步驟的偏置濺射條件設(shè)定為適中，其中Vd/Ve的比率接近l，因此在互連槽27A的底部處沒(méi)有失去阻擋金屬膜28。由此，不會(huì)出現(xiàn)Cu互連圖案30A與層間絕緣膜25接觸的情形。此外，不會(huì)出現(xiàn)在Cu插塞30B的頂端部失去阻擋金屬膜28的情形，因此即使在如圖10所示通孔25A偏離互連圖案23A的情況下，Cu插塞30B的頂端部仍然被阻擋金屬膜覆蓋。由此，不會(huì)出現(xiàn)Cu從Cu插塞30B擴(kuò)散到層間絕緣膜23的情況。圖IIA和圖11B分別為示出圖8B所示狀態(tài)下通孔25A的剖視圖和俯視圖，而圖IIC和圖11D分別為示出以上說(shuō)明的圖2B所示狀態(tài)下通孔13A的剖視圖和俯視圖。參照?qǐng)D11A和圖11B，對(duì)于本實(shí)施例，在偏置濺射工藝的第二步驟中，在互連槽27A的底面上基本沒(méi)有發(fā)生濺射-蝕刻，因此，可從圖11A看出，通孔25A的肩部沒(méi)有受到蝕刻。這表明在圖IIB所示的俯視圖中，在通孔25A的開口附近沒(méi)有暴露層間絕緣膜25。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的圖11C和圖11D的實(shí)例，如圖11C所示，通孔13A的肩部13a受到濺射-蝕刻，因此如圖IID所示，在通孔13A的附近易于部分失去阻擋金屬膜16。由此，層間絕緣膜13易于暴露。當(dāng)像這樣在肩部13a中失去阻擋金屬膜16時(shí)，填充通孔13A的Cu插塞13B與層間絕緣膜13直接接觸，從而由于Cu原子從插塞13B擴(kuò)散到層間絕緣膜13而產(chǎn)生諸如短路等問(wèn)題。圖IIA至圖IID表明，僅通過(guò)從上部觀察通孔的開口區(qū)可以判斷是否產(chǎn)生異常，例如部分失去阻擋金屬膜。因此，在圖8B所示的步驟中形成阻擋金屬膜28時(shí)，通過(guò)從上部觀察通孔25A的開口區(qū)附近的阻擋金屬膜28的狀態(tài)，可以進(jìn)行檢驗(yàn)阻擋金屬膜28中是否產(chǎn)生蝕刻損傷的處理。類似地，可以檢驗(yàn)在互連槽27A的開口區(qū)附近阻擋金屬膜28中是否產(chǎn)生蝕刻損傷。此外，在本實(shí)施例中，可以在圖8B所示的偏置濺射工藝中多次交替重復(fù)執(zhí)行第一步驟和第二步驟。(第二實(shí)施例)同時(shí)，在進(jìn)行圖8B所示的偏置濺射工藝的第二步驟時(shí)、以及此后在進(jìn)行濺射-蝕刻工藝時(shí)，為保護(hù)互連槽27A的底部所需的阻擋金屬膜28的膜厚，隨著進(jìn)行濺射-蝕刻工藝時(shí)的Vd/Ve比率而變化。因此，在此情況下，在第一步驟中，在互連槽27A的底部形成具有較大厚度的阻擋金屬膜28。此外，也可以在第二步驟中，采用數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.0的Vd/Ve的比率。因此，在這種情況下，與先前說(shuō)明的實(shí)施例相比，可以增加圖8B所示的第二步驟中的蝕刻量。另一方面，在形成于互連槽27A的底部上的阻擋金屬膜28具有較小膜厚的情況下，根據(jù)前一個(gè)實(shí)施例，在進(jìn)行濺射-蝕刻工藝時(shí)需要抑制蝕刻量。因此，本實(shí)施例將累計(jì)沉積量Td與累計(jì)蝕刻量Te的比率Td/Te控制為適當(dāng)值，其中累計(jì)沉積量Td為在第一和第二步驟中在絕緣膜27的水平部分(fieldpart)上、即在平坦部或主表面上沉積的阻擋金屬膜28的累計(jì)沉積量，累計(jì)蝕刻量Te表示在第一和第二步驟中從上述水平部分去除的阻擋金屬膜28的量，從而在圖8B所示的偏置濺射工藝的第一和第二步驟中由阻擋金屬膜28保護(hù)互連槽27A的底部，注意，在第一步驟中沉積和濺射-蝕刻同時(shí)產(chǎn)生，并且在第二步驟中沉積和濺射-蝕刻也同時(shí)產(chǎn)生。圖12A至圖12C為示出在圖8B所示的偏置濺射工藝的第一步驟(1st)和第二步驟(2nd)之間改變與互連槽27A的底部對(duì)應(yīng)的平坦表面上的阻擋金屬膜28的沉積量和蝕刻量的情況下，互連槽27A和通孔25A的形狀的示意圖。在圖12A至圖12C中的每一幅圖中，應(yīng)注意偏置濺射工藝的第一步驟和第二步驟是在表2所示的條件下進(jìn)行的，其中應(yīng)注意，在圖12A所示的第一步驟中，互連槽27A在底面處的沉積量為5nm，而在底面處的蝕刻量為lnm。此外，在圖12A所示的第二步驟中，可以看出互連槽27A在底面處的沉積量為15nm，而在底面處的蝕刻量為15nm。此外，在圖12B所示的第一步驟中，可以看出互連槽27A在底面處的沉積量為15nm，而在底面處的蝕刻量為2nm。在圖12B所示的第二步驟中，可以看出互連槽27A在底面處的沉積量為15nm，而在底面處的蝕刻量為15nm。此外，在圖12C所示的第一步驟中，可以看出互連槽27A在底面處的沉積量為40nm，而在底面處的蝕刻量為3nm。在圖12C所示的第二步驟中，可以看出互連槽27A在底面處的沉積量為15nm，而在底面處的蝕刻量為15nm。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>因此，對(duì)于圖12A所示的實(shí)例，可以看出步驟1和2的累計(jì)沉積量Td為20nm，而步驟1和2的累計(jì)蝕刻量Te為16nm。因此，在這種情況下，相應(yīng)于累計(jì)沉積量Td與累計(jì)蝕刻量Te之間的Td/Te比率為1.25，在互連槽27A的底部部分失去阻擋金屬膜28。另一方面，在圖12B所示的實(shí)例中，可以看出歩驟1和2的累計(jì)沉積量Td為30nm，而步驟1和2的累計(jì)蝕刻量Te為17nm。因此，在這種情況下，防止了在互連槽27A的底部失去阻擋金屬膜28，并且在通孔25A的底部形成侵入互連圖案23A的凹部。在圖12B所示的情況下，應(yīng)注意累計(jì)沉積量Td與累計(jì)蝕刻量Te之間的Td/Te比率為1.76。另一方面，在圖12C所示的實(shí)例中，可以看出步驟1和2的累計(jì)沉積量Td為55nm，而步驟1和2的累計(jì)蝕刻量Te為18nm。因此，在這種情況下，防止了在互連槽27A的底部失去阻擋金屬膜28，同時(shí)也抑制了在通孔25A的底部形成侵入互連圖案23A的凹部。由于引起在通孔25A的底部形成濺射蝕刻同時(shí)抑制在互連槽27A的底部失去阻擋金屬膜28的Td/Te比率的范圍隨著在通孔25A底部的濺射-蝕刻速率以及在互連槽27A底部的濺射-蝕刻速率而變化，因此可以得出，當(dāng)上述比率Td/Te小于1.5時(shí)，在互連槽27A的底部部分至少失去部分阻擋金屬膜28，并且暴露下面的層間絕緣膜25。此外，可以得出，在Td/Te比率超過(guò)3.0的情況下，在通孔25A的底部沒(méi)有獲得充分的濺射-蝕刻。由以上內(nèi)容可以得出，在圖8B所示的偏置濺射工藝的第一步驟和第二步驟整個(gè)過(guò)程中，優(yōu)選將Td/Te比率控制為等于或大于1.5但不超過(guò)3.0(1.5《Td/Te《3.0)。如參照?qǐng)D7說(shuō)明的，盡管通過(guò)控制Vd/Ve的比率可以控制在通孔25A底部的蝕刻速率與在互連槽27A底部的蝕刻速率之間的比率，但是存在物理上難以完全抑制在互連槽27A的底面上失去阻擋金屬膜28的情況，因此優(yōu)選地，除了控制VdA^e的比率之外，使用本實(shí)施例對(duì)Td/Te的比率進(jìn)行控制。在將Td/Te的比率控制在上述范圍內(nèi)的情況下，通孔25A底部的蝕刻速率Vb與互連槽27A底部的蝕刻速率Vt之間的比率Vb/Vt保持等于或大于3(Vb/Vt>3)，因此，可以在通孔25A的底部執(zhí)行蝕刻工藝，同時(shí)抑制在互連槽27A底部的蝕刻。盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但應(yīng)注意本發(fā)明并不限于這些特定實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可進(jìn)行各種變化和修改。權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體器件，包括第一互連圖案，嵌入第一絕緣膜中；第二絕緣膜，在所述第一絕緣膜的上方覆蓋所述第一互連圖案；互連槽，形成在所述第二絕緣膜的上部；通孔，在所述第二絕緣膜的下部從所述互連槽向下延伸，所述通孔暴露所述第一互連圖案；第二互連圖案，填充所述互連槽；插塞，在所述通孔中從所述第二互連圖案向下延伸，并且與所述第一互連圖案接觸；以及阻擋金屬膜，形成在所述第二互連圖案與所述互連槽之間，所述阻擋金屬膜連續(xù)地覆蓋所述插塞的表面，其中，所述插塞具有一頂端部，該頂端部穿過(guò)所述第一互連圖案的表面侵入所述第一互連圖案，所述互連槽具有平坦的底面，以及所述阻擋金屬膜在所述插塞的側(cè)壁表面處的膜厚比在所述插塞的所述頂端部處的膜厚大。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述阻擋金屬膜在所述插塞的所述側(cè)壁表面處的厚度是所述阻擋金屬膜在所述插塞的所述頂端部處的厚度的1.5倍或更大。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述插塞的所述頂端部侵入所述第一互連圖案超過(guò)5nm的深度。4.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟在覆蓋導(dǎo)體圖案的絕緣膜中形成開口，以暴露所述導(dǎo)體圖案；在所述絕緣膜上沉積導(dǎo)體膜，以連續(xù)地覆蓋所述絕緣膜的主表面以及所述開口的側(cè)壁表面和底面；以及經(jīng)由所述導(dǎo)體膜在所述絕緣膜上沉積導(dǎo)體材料，使得所述導(dǎo)體材料經(jīng)由所述導(dǎo)體膜填充所述開口，其中，所述沉積導(dǎo)體膜的步驟包括第一濺射步驟，在所述絕緣膜的所述主表面上的沉積速率變得大于所述主表面上的濺射-蝕刻速率的第一條件下沉積所述導(dǎo)體膜；以及第二濺射步驟，在所述絕緣膜的所述主表面上的沉積速率變得基本等于所述主表面上的濺射-蝕刻速率的第二條件下沉積所述導(dǎo)體膜。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在所述沉積導(dǎo)體膜的步驟中多次重復(fù)執(zhí)行所述第一濺射步驟和所述第二濺射步驟。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在所述第一濺射步驟中，所述第一條件設(shè)定為在所述開口處不去除所述導(dǎo)體圖案的表面，并且在所述第二濺射步驟中，所述第二條件設(shè)定為去除所述導(dǎo)體圖案的所述表面的一部分。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一條件和所述第二條件是根據(jù)所述絕緣膜的所述主表面上的沉積速率Vd與濺射-蝕刻速率Ve之間的比率Vd/Ve來(lái)確定的，使得在所述第一條件下滿足Vd/Ve〉1，在所述第二條件下滿足0.9《Vd/Ve《1.4。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一條件和所述第二條件是根據(jù)在所述第一濺射步驟和所述第二濺射步驟中所述導(dǎo)體膜在所述絕緣膜的所述主表面上的累計(jì)沉積量Td與累計(jì)蝕刻量Te之間的比率Td/Te來(lái)確定的，使得滿足1.5《Td/Te《3.0。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二濺射步驟的第二條件是根據(jù)通孔底部的濺射-蝕刻速率Vb與互連槽底部的濺射-蝕刻速率Vt之間的比率Vb/Vt來(lái)確定的，使得在所述第二條件下滿足Vb/Vt>3。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二濺射步驟是通過(guò)將靶功率密度設(shè)定為10mW/n^或更大但不超過(guò)160mW/m2、以及通過(guò)將襯底偏置功率密度設(shè)定為3mW/m2或更大但不超過(guò)20mW/m2來(lái)進(jìn)行的。11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述沉積導(dǎo)體膜的步驟是通過(guò)將濺射離子體的壓強(qiáng)設(shè)定為1X10'2Pa或更大但不超過(guò)1X10"Pa來(lái)進(jìn)行的。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述導(dǎo)體膜包含從Ta、Ti、W和Zr構(gòu)成的集合中選擇的一種或多種難熔金屬元素。13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述導(dǎo)體材料填充所述開口的步驟包括以下步驟在所述導(dǎo)體膜上形成Cu或含Cu化合物的種子層；以及在所述種子層上填充Cu作為所述導(dǎo)體材料。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述含Cu化合物包含從Al、Ti、Zr、Ni、Ag和Pd構(gòu)成的集合中選擇的一種或多種元素。15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該方法還包括以下步驟通過(guò)從所述絕緣膜的向上方向觀察所述導(dǎo)體膜的狀態(tài)，來(lái)檢驗(yàn)在所述開口附近所述導(dǎo)體膜中是否出現(xiàn)蝕刻損傷。16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述第一濺射步驟中，所述第一條件設(shè)定為在所述開口處不去除所述導(dǎo)體圖案的表面，并且在所述第二濺射步驟中，所述第二條件設(shè)定為去除所述導(dǎo)體圖案的所述表面的一部分。17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一條件和所述第二條件是根據(jù)所述絕緣膜的所述主表面上的沉積速率Vd與濺射-蝕刻速率Ve之間的比率Vd/Ve來(lái)確定的，使得在所述第一條件下滿足Vd/VeM，在所述第二條件下滿足0.9《Vd/Ve《1.4。18.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一條件和所述第二條件是根據(jù)在所述第一濺射步驟和所述第二濺射步驟中所述導(dǎo)體膜在所述絕緣膜的所述主表面上的累計(jì)沉積量Td與累計(jì)蝕刻量Te之間的比率Td/Te來(lái)確定的，使得滿足1.5《Td/Te《3.0。19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二濺射步驟的第二條件是根據(jù)通孔底部的濺射-蝕刻速率Vb與互連槽底部的濺射-蝕刻速率Vt之間的比率Vb/Vt來(lái)確定的，使得在所述第二條件下滿足Vb/Vt》3。全文摘要一種半導(dǎo)體器件，包括第一互連圖案，嵌入第一絕緣膜中；第二絕緣膜，在該第一絕緣膜的上方覆蓋該第一互連圖案；互連槽，形成在該第二絕緣膜的上部；通孔，在該第二絕緣膜的下部從該互連槽向下延伸，該通孔暴露該第一互連圖案；第二互連圖案，填充該互連槽；插塞，在該通孔中從該第二互連圖案向下延伸，并且與該第一互連圖案接觸；以及阻擋金屬膜，形成在該第二互連圖案與該互連槽之間，該阻擋金屬膜連續(xù)地覆蓋該插塞的表面，其中，該插塞具有穿過(guò)該第一互連圖案的表面而侵入該第一互連圖案的頂端部，該互連槽具有平坦的底面，以及該阻擋金屬膜在該插塞的側(cè)壁表面處的膜厚比在該插塞的頂端部處的膜厚大。文檔編號(hào)H01L23/522GK101150112SQ200710103309公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年5月18日優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日發(fā)明者清水紀(jì)嘉,酒井久彌申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社