[发明专利]形成具有改进黏附性的低电阻率贵金属互连的装置及方法

权利要求书

1.一种方法，包括：

获得中间半导体互连装置，该中间半导体互连装置具有衬底、覆盖层，以及包括一组沟槽及一组过孔的介电矩阵；

将金属互连材料直接沉积在该介电矩阵的顶部表面上方并与其接触，其中，该金属互连材料填充该组沟槽及该组过孔；

在该半导体互连装置的顶部表面上方沉积阻挡层；

退火该阻挡层，以使该阻挡层扩散至该金属互连材料的底部表面；

平坦化该中间半导体互连装置的顶部表面，移除该组沟槽及该组过孔上方的该金属互连材料；以及

在该中间半导体互连装置上方沉积介电覆盖层。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该阻挡层包括含锰材料。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该金属互连材料包括贵金属。

4.如权利要求3所述的方法，其中，该贵金属包括：包括钌(Ru)、铌(Nb)、铑(Rh)、铱(Ir)及铂(PT)的群组的其中之一。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该退火在有H₂的情况下执行，且氧驱动该扩散。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述沉积该介电覆盖层之前，在该中间半导体互连装置上方沉积牺牲介电覆盖层及阻挡掩膜；以及

在该组沟槽与该组过孔的至少其中一部分之间形成一组气隙，用湿化学移除该牺牲介电覆盖层。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该湿化学包括稀释氢氟酸(HF)。

8.如权利要求6所述的方法，其中，所述沉积该介电覆盖层在该组过孔与该组沟槽之间的区域中形成一组气隙。

9.如权利要求1所述的方法，其中，该阻挡层包括约1纳米至约3纳米的厚度，以及其中，该金属互连材料沉积约10纳米与约20纳米之间的厚度。

10.如权利要求9所述的方法，其中，该阻挡层通过包括原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)及物理气相沉积(PVD)的群组的其中之一来沉积，以及其中，该金属互连材料通过包括化学气相沉积及原子层沉积的群组的其中之一来沉积。

11.一种中间装置，包括：

中间半导体互连装置，具有衬底、覆盖层，以及包括一组沟槽及一组过孔的介电矩阵；

金属互连材料，直接位于该介电矩阵的顶部表面上方并与其接触，其中，该金属互连材料填充该组沟槽及该组过孔；以及

阻挡层，位于该半导体互连装置的顶部表面上方。

12.如权利要求11所述的装置，还包括：

一组气隙，位于该组过孔与该组沟槽的至少其中一些之间。

13.如权利要求11所述的装置，其中，该阻挡层包括含锰材料。

14.如权利要求11所述的装置，其中，该金属互连材料包括贵金属。

15.如权利要求14所述的装置，其中，该贵金属包括：包括钌(Ru)、铌(Nb)、铑(Rh)、铱(Ir)及铂(PT)的群组的其中之一。

16.一种装置，包括：

中间半导体互连装置，具有衬底、覆盖层，以及包括一组沟槽及一组过孔的介电矩阵；

阻挡层，位于该介电矩阵材料的顶部表面上方，加衬该组沟槽及该组过孔；

金属互连材料，直接位于该阻挡层上方并与其接触，其中，该金属互连材料填充该组沟槽及该组过孔，以及其中，该阻挡层被退火；以及

介电覆盖层，位于该中间半导体互连装置上方。

17.如权利要求16所述的装置，还包括：

一组气隙，位于该组过孔与该组沟槽的至少其中一些之间。

18.如权利要求16所述的装置，其中，该阻挡层包括含锰材料。

19.如权利要求16所述的装置，其中，该金属互连材料包括贵金属。

20.如权利要求19所述的装置，其中，该贵金属包括：包括钌(Ru)、铌(Nb)、铑(Rh)、铱(Ir)及铂(PT)的群组的其中之一。