[发明专利]形成金属互连的方法

说明书

本发明涉及形成金属互连的方法。具体而言，本发明揭示一种制造半导体装置的方法。所述方法包含在衬底上方形成介电层，在所述介电层中形成渠道，在所述渠道中形成第一阻障层。所述第一阻障层具有沿着所述渠道的侧壁安置的第一部分和安置在所述渠道的底部上方的第二部分。所述方法还包含应用非等向性等离子处理以将所述第一阻障层的所述第二部分转化成第二阻障层，在沿着所述渠道的侧壁安置所述第一阻障层的所述第一部分时移除所述第二阻障层。所述方法还包含在所述渠道中形成导电特征。

分案申请的相关信息

本申请是发明名称为“形成金属互连的方法”，申请号为201510847989.4，申请日为2015年11月27日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体的，涉及形成金属互连的方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)产业已经历了快速发展。IC设计和材料的技术进步已生产出数代IC，其中每一代具有比先前数代更小且更复杂的电路。在IC演进的过程中，功能密度(即，每芯片区域的互连装置的数目)已大体上增加，同时几何图形大小(即，可使用制造过程产生的最小组件(或线路))已减小。

此按比例缩小过程通常通过提高生产效率和降低相关联成本来提供效益。此按比例缩小还增加了IC加工和制造的复杂性。为了实现这些进步，需要IC加工和制造的相似发展。一个区域是晶体管与其它装置之间的配线或互连。尽管制造IC装置的现有方法大体上对于其意欲目的已足够，但所述方法并不在所有方面令人完全满意。举例而言，存在与开发用于形成具有低电阻的金属互连的稳定过程相关联的许多挑战。

发明内容

根据本发明一实施例的方法包括：在衬底上方形成介电层；在介电层中形成渠道；在渠道中形成第一阻障层，其中第一阻障层具有沿着渠道的侧壁安置的第一部分和安置在渠道的底部上方的第二部分；应用非等向性等离子处理以将第一阻障层的第二部分转换成第二阻障层；在沿着渠道的侧壁安置第一阻障层的第一部分时移除第二阻障层；以及在渠道中形成导电特征。

根据本发明另一实施例的方法，其中在介电层中形成渠道包含通过第一过程形成渠道的上部部分和通过第二过程形成渠道的下部部分，其中上部部分的宽度大于下部部分的宽度；在渠道中形成导电特征包含通过无电沉积ELD在渠道的下部部分中沉积第一铜层；在渠道中形成导电特征包含：在渠道中沉积第三阻障层，包含在第一铜层上方沉积第三阻障层；以及通过非ELD过程在渠道的上部部分中的第三阻障层上方沉积第二铜层；第一阻障层的第二部分由TaON形成，并且其中应用非等向性等离子处理以将第一阻障层的第二部分转换成第二阻障层包含使用蚀刻剂气体—氢气和氮气应用非等向性等离子处理以将第一阻障层的第二部分转换成TaN阻障层；在沿着渠道的侧壁安置第一阻障层的第一部分时移除第二阻障层包含通过执行包含酸的湿式蚀刻过程移除TaN层；在渠道中形成第一阻障层包含在渠道中形成第三阻障层和应用等向性等离子处理以将第三阻障层转换成第一阻障层；第三阻障层由氮化钽TaN形成，其中应用等向性等离子处理以将第三阻障层转换成第一阻障层包含使用蚀刻剂气体—氢气和氧气应用等向性等离子处理以将由TaN阻障层形成的第三阻障层转换成由氮氧化钽TaON阻障层形成的第一阻障层，并且其中应用非等向性等离子处理以将第一阻障层的第二部分转换成第二阻障层包含使用蚀刻剂气体—氢气和氮气应用非等向性等离子处理以将第一阻障层的第二部分转换成TaN阻障层。