专利名称：三明治结构的抗反射层及改善导体层的冠状缺陷的方法
技术领域：
本发明涉及一种抗反射层及改善导体层电性效能的方法，且特别是有关于一种三明治结构的抗反射层及改善导体层的冠状缺陷的方法。
背景技术：
随着制程线宽越来越窄，使得微影制程的困难度随之增加，这是因为线宽缩减后，容易发生对准失误的情形。尤其在定义导体层时，因为导体层的反射系数(reflectivity index)通常较周围的介电层或绝缘层大，致使定义光阻层图案时，曝光光源容易在导体层表面发生反射，造成光阻层尺寸偏差，导致微影图案转移不正确。为防止上述所提的误差出现，可以在导体层上制造一层抗反射层(anti-reflective coating，ARC)，以达到降低反射率的效果。
然而，在显影制程中所使用的显影液通常为强碱，由于氮化硅抗反射层晶粒排列为柱状，会使得显影液穿过抗反射层对其底下的导体层产生破坏。其中，在导体层为铝等金属时，最常见的破坏就是显影液渗透穿过抗反射层使铝铜合金产生直流电侵蚀(galvanic corrosion)的现象，还原电位较低的铝将会被电解而溶解，而使导体层产生冠状缺陷(crown-like defects)。如此一来，除了会使得产能造成损失，更会使得相邻的导线间因为冠状缺陷而产生桥接短路的现象。这种情况，在重工制程中更容易见到。
公知技术中有一种方法，是以增加氮化硅抗反射层的厚度来抑制冠状缺陷的发生，但是这种方式会使得电阻值增加。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种三明治结构的抗反射层，以防止导体层中冠状缺陷的产生，进而改善相邻导线间桥接短路的现象。
本发明的再一目的是提供一种改善导体层的冠状缺陷的方法，可有效抑制导体层中冠状缺陷的发生，进而防止产能降低。
本发明提出一种三明治结构的抗反射层，包括一第一氮化金属层、一第二氮化金属层及一金属层。其中，第二氮化金属层是配置于第一氮化金属层上。金属层则配置于第一氮化金属层与第二氮化金属层之间。
依照本发明较佳实施例所述的三明治结构的抗反射层，所述第一氮化金属层与第二氮化金属层的材质相同，例如是氮化钛或氮化钽。此外，金属层的材质与第一氮化金属层中所含的金属材质一样，例如是钛或钽。其中，三明治结构的抗反射层厚度是在300埃～750埃之间。另外，金属层的厚度是在5埃～100埃之间。
本发明另提出一种改善导体层的冠状缺陷的方法，首先提供一导体层，再于导体层上形成一第一氮化金属层。接着，于第一氮化金属层上形成一金属层。然后，于金属层上形成一第二氮化金属层。
依照本发明较佳实施例所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其中形成第一氮化金属层与第二氮化金属层的方法例如是反应性溅镀法或有机金属化学气相沉积法(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)。此外，形成该金属层的方法例如是溅镀法。
依照本发明较佳实施例所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，上述的第一氮化金属层、金属层及第二氮化金属层，可以选择在同一反应室中进行。其中，形成第一氮化金属层与第二氮化金属层的方法例如是反应性溅镀法。此外，形成金属层的方法例如是溅镀法。
本发明是利用中间为金属而的三明治结构的抗反射层来阻止显影液穿透，使得抗反射层底下的导体层不致受到显影液的破坏而产生溶解。另一方面，三明治结构的抗反射层亦能在重工制程中，有效防止清洗水的渗入，使得其下的导体层不致受到显影液的破坏而产生溶解。如此一来，可改善导体层中发生冠状缺陷，进而防止相邻导线间桥接短路的现象，并有效改善产能减少的情况。此外，改善导体层的冠状缺陷的方法无需另外购买其它机器设备，可直接整合到半导体制程中。而且在改善导体层的冠状缺陷的方法中，三明治结构的抗反射层的每一膜层能在同一反应室中形成，可以简化制造流程。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是绘示本发明一较佳实施例中改善导体层的冠状缺陷的方法的流程图。
图2是绘示本发明另一较佳实施例中三明治结构的抗反射层的剖面图。
符号说明200半导体基底202导体层204、208氮化金属层 206金属层210抗反射层 S102、S104、S106、S108步骤标号具体实施方式
图1是绘示本发明一较佳实施例中改善导体层的冠状缺陷的步骤流程图。以下是依照图1来进行说明，首先提供一导体层(如步骤S102)。其中，导体层的材质例如是铝等导电金属。
接着，再于导体层上形成一第一氮化金属层(如步骤S104)。其中，第一氮化金属层的材质例如是氮化钛或氮化钽，而形成的方法例如是物理气相沉积法，如反应性溅镀法，或是化学气相沉积法，如有机金属化学气相沉积法。
然后，在第一氮化金属层上形成一金属层(如步骤S106)。其中，金属层的材质例如是钛或钽，而形成的厚度例如在5埃～100埃之间，且形成的方法例如是溅镀法。
之后，于金属层上形成一第二氮化金属层(如步骤S108)。其中，第二氮化金属层的材质例如是氮化钛或氮化钽，形成的方法例如是物理气相沉积法，如反应性溅镀法，或是化学气相沉积法，如有机金属化学气相沉积法。上述的第一氮化金属层、金属层与第二氮化金属层堆栈形成本发明的三明治结构的抗反射层，而此三明治结构的抗反射层的厚度例如在300埃～750埃之间。
在一实例中，第一氮化金属层与第二氮化金属层的材质相同，例如是氮化钛或氮化钽。此外，金属层的材质可与第一、第二氮化金属层中所含的金属材质一样，例如是钛或钽。
在另一较佳实施例中，形成第一氮化金属层、金属层与第二氮化金属层的步骤(如步骤S104、S106、S108)是在同一反应室中进行，以简化制造流程。而且，第一氮化金属层与第二氮化金属层的形成方法例如是物理气相沉积法中的反应性溅镀法，而金属层的形成方法例如是物理气相沉积法中的溅镀法。
上述改善导体层的冠状缺陷的方法，是利用第一氮化金属层、金属层与第二氮化金属层所堆栈形成的三明治结构的抗反射层，可在显影制程中阻止显影液与清洗水渗入到底下的导体层，来改善导体层中所发生的冠状缺陷。另一方面，由于上述实施例的方法可直接整合到半导体制程中，所以无需购买其它机器设备。接下来，将对此三明治结构的抗反射层进行说明。
图2是绘示本发明另一较佳实施例中三明治结构的抗反射层的剖面图。请参照图2，三明治结构的抗反射层210包括一氮化金属层204、金属层206以及另一氮化金属层208。而三明治结构的抗反射层210是配置于具有导体层202的半导体基底200上。此外，氮化金属层204与208的材质例如是氮化钛或氮化钽，而导体层202的材质例如是铝。另外，金属层206是配置于氮化金属层204与氮化金属层208之间，其材质例如是钛或钽，所形成的厚度例如是在5埃～100埃之间。在又一实例中，氮化金属层204与氮化金属层208的材质相同，例如是氮化钛或氮化钽，而金属层206的材质与氮化金属层204、208中所含的金属材质一样，例如是钛或钽。
上述氮化金属层204、金属层206以及氮化金属层208是组成如TiN/Ti/TiN或是TaN/Ti/TaN的三明治结构的抗反射层210，其厚度例如是在350埃～700埃之间。其中，在三明治结构的抗反射层210中因为有金属层206，所以可以有效阻挡显影制程中显影液的侵入，防止显影液对导体层202的侵蚀所引起的直流电侵蚀，而造成导体层202发生冠状缺陷。
综上所述，本发明至少具有下列特点
1.本发明所提出的三明治结构的抗反射层能有效防止显影液侵蚀金属导体层所造成的冠状缺陷，以改善产能减少的情况。
2.本发明所提出的三明治结构的抗反射层能有效抑制清洗水对金属导体层所产生的直流电侵蚀而造成的冠状缺陷，以防止相邻导线间桥接短路的现象发生。
3.本发明改善导体层的冠状缺陷的方法中，三明治结构的抗反射层的每一膜层是在同一反应室中形成，可以简化制造流程。
4.本发明改善导体层的冠状缺陷的方法可直接整合到半导体制程中，无需另外购买其它机器设备。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当根据本发明权利要求中所界定的为准。
权利要求
1.一种三明治结构的抗反射层，其特征在于包括一第一氮化金属层；一第二氮化金属层，配置于第一氮化金属层上；以及一金属层，配置于该第一氮化金属层与该第二氮化金属层之间。
2.如权利要求1所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于该第一氮化金属层与第二氮化金属层的材质相同。
3.如权利要求2所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于该金属层的材质与第一氮化金属层中所含的金属材质一样。
4.如权利要求3所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于该金属层的材质包括钛或钽。
5.如权利要求1或2所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于该第一氮化金属层与第二氮化金属层的材质包括氮化钛或氮化钽。
6.如权利要求1所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于该金属层的材质包括钛或钽。
7.如权利要求1所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于其厚度是在300埃～750埃之间。
8.如权利要求1所述的三明治结构的抗反射层，其特征在于该金属层的厚度是在5埃～100埃之间。
9.一种改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于包括(a)提供一导体层；(b)在该导体层上形成一第一氮化金属层；(c)在该第一氮化金属层上形成一金属层；以及(d)在该金属层上形成一第二氮化金属层。
10.如权利要求9所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于所述步骤(b)、(c)与(d)是在同一反应室中进行。
11.如权利要求10所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于形成第一氮化金属层与第二氮化金属层的方法包括反应性溅镀法。
12.如权利要求10所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于形成金属层的方法包括溅镀法。
13.如权利要求9所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于形成该第一氮化金属层与该第二氮化金属层的方法包括反应性溅镀法。
14.如权利要求9所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于形成该第一氮化金属层与该第二氮化金属层的方法包括有机金属化学气相沉积法。
15.如权利要求9所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于形成金属层的方法包括溅镀法。
16.如权利要求9所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于该第一氮化金属层与该第二氮化金属层的材质相同。
17.如权利要求16所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于该金属层的材质与该第一氮化金属层中所含的金属材质一样。
18.如权利要求17所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于该金属层的材质包括钛或钽。
19.如权利要求9或16所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于该第一氮化金属层与第二氮化金属层的材质包括氮化钛或氮化钽。
20.如权利要求9所述的改善导体层的冠状缺陷的方法，其特征在于该金属层的材质包括钛或钽。
全文摘要
一种三明治结构的抗反射层，包括一第一氮化金属层、一第二氮化金属层及一金属层。其中，第二氮化金属层是配置于第一氮化金属层上。而金属层是配置于第一氮化金属层与第二氮化金属层之间。由于三明治结构的抗反射层能有效阻挡显影液的渗入至导体层，阻止直流电侵蚀(galvanic corrosion)的现象发生，进而改善导体层的冠状缺陷的产生。
文档编号H01L23/52GK1790633SQ20041010148
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年12月16日
发明者骆统, 杨令武, 黄启东, 陈光钊 申请人:旺宏电子股份有限公司