A method for forming an improved TaN copper barrier for a copper damascene process is described which has improved adhesion to low-k dielectric layers and also improves the wetting of a copper seed layer deposited over it thereby improving the structure of the copper seed layer which is critical to achieving uniform, high quality electrochemical copper deposition. The copper barrier is a composite structure having an lower thin Ta rich TaN portion which mixes into and reacts with the surface of the low-k dielectric layer, forming a strongly bonded transition layer between the low-k material and the remaining portion of the barrier layer. The presence of the transition layer causes compressive film stress rather than tensile stress as found in the conventional TaN barrier. As a result, the barrier layer does not delaminate from the low-k layer during subsequent processing. A second thick central portion of the barrier layer is formed of stoichiometric TaN which benefits subsequent CMP of the copper damascene structure. An upper thin Ta portion improves barrier wetting to the copper seed layer. The three sections of the laminar barrier are sequentially deposited in a single pumpdown operation by IMP sputtering from a Ta target.

Une méthode pour former une barrière de cuivre améliorée de Tan pour un processus damascène de cuivre est décrite qui a amélioré l'adhérence à de basses-k couches diélectriques et améliore également le mouillage d'une couche de cuivre de graine déposée plus de lui améliorant de ce fait la structure de la couche de cuivre de graine qui est critique à réaliser le dépôt de cuivre électrochimique de qualité uniforme et haute. La barrière de cuivre est une structure composée ayant une partie riche mince inférieure de Ta Tan qui se mélange dans et réagit avec la surface de la basse-k couche diélectrique, formant une couche de transition fortement collée entre le bas-k matériel et la partie restante de la couche-barrière. La présence de l'effort compressif de film de causes de couche de transition plutôt qu'effort de tension comme trouvé dans la barrière conventionnelle de Tan. En conséquence, la couche-barrière pas delaminate de la basse-k couche pendant le traitement suivant. Une deuxième partie centrale épaisse de la couche-barrière est constituée de Tan stoechiométrique qui bénéficie le CMP suivant de la structure damascène de cuivre. Une partie mince supérieure de Ta améliore la barrière mouillant à la couche de cuivre de graine. Les trois sections de la barrière laminaire sont séquentiellement déposées dans une opération simple de pumpdown par IMP pulvérisant d'une cible de Ta.