形成金属互连的方法技术

本发明专利技术涉及形成金属互连的方法。具体而言，本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，更具体的，涉及形成金属互连的方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
根据本专利技术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。根据本专利技术另一实施例的方法，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。根据本专利技术又一实施例的方法包括：在安置于衬底上的第一导电特征上方形成介电层；在介电层中形成渠道，其中渠道在其上部部分中具有第一宽度且在其下部部分中具有第二宽度，其中第一宽度大于第二宽度，其中第一导电特征在渠道内曝光；在渠道中形成第一阻障层，其中第一阻障层的第一部分沿着由介电层界定的渠道的侧壁表面形成，且第一阻障层的第二部分沿着渠道的上部部分的第一底部表面和由第一导电特征界定的渠道的下部部分的第二底部表面形成；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，其中第二阻障层由不同于第一阻障层的材料形成；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；以及在渠道中形成第二导电特征。本专利技术的又一实施例还提供一种装置，其包括：第一导电特征，其安置在衬底上方；第二导电特征，其安置在第一导电特征上方，其中第二导电特征具有上部部分和下部部分，上部部分具有第一宽度且下部部分具有不同于第一宽度的第二宽度；其中下部部分与第一导电特征的顶部部分物理接触，第一阻障层，其沿着第二导电特征的侧壁安置；第二阻障层，其安置于第二导电特征的上部部分与下部部分之间，且沿着第二导电特征的上部部分的底部延伸；以及介电层，其围绕第二导电特征安置，其中介电层与第一阻障层背向第二导电特征的下部部分的一侧物理接触，其中介电层与第二阻障层背向第二导电特征的上部部分的一侧物理接触，其中介电层与第二导电特征的上部部分的底部表面的一部分物理接触。附图说明当结合附图阅读时，自以下详细描述最佳理解本专利技术的各方面。应注意，根据产业中的标准做法，各种特征并未按比例绘制。实际上，出于论述清楚起见，可能任意地增加或减少所说明的特征的尺寸。图1为根据一些实施例构造的用于制造半导体装置的实例方法的流程图。图2为根据一些实施例的半导体装置的例示性初始结构的截面图。图3、4、5A、5B、6、7、8、9、10A、10B、11和12为根据一些实施例的例示性半导体装置的截面图。具体实施方式以下揭示内容提供用于实施本专利技术的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些组件和布置仅为实例且并不意欲为限制性的。举例而言，在以下描述中第一特征在第二特征上方或在第二特征上上的形成可包含其中第一特征和第二特征直接接触地形成的实施例，并且还可包含其中可在第一特征与第二特征之间形成额外特征使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。另外，本专利技术可在各种实例中重复参考标号和/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。此外，为易于描述，在本文中可使用与空间相关的术语，诸如“在…下方”、“在…之下”、“下部”、“在…之上”、“上部”及其类似者以描述如图中所说明的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系。除图中所描绘的定向以外，与空间相关的术语意欲包涵在使用或操作中的装置的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的与空间相关的描述词可相应地进行解释。图1为根据一些实施例的制造一或多个半导体装置的方法100的流程图。下文参考图2中所展示的半导体装置200和图3、4、5A、5B、6、7、8、9、10A、10B、11和12中所展示的半导体装置200的初始结构205详细论述方法100。参考图1和2，方法100通过提供初始结构205在步骤102处开始。初始结构205包含衬底210，衬底210可包含硅。替代地或另外，衬底210可包含其它元素的半导体，诸如锗。衬底210还可包含化合物半导体，诸如碳化硅、砷化镓、砷化铟和磷化铟。衬底210可包含合金半导体，诸如锗化硅、碳化硅锗、磷化镓砷和磷化镓铟。在一个实施例中，衬底210包含外延层。举例而言，衬底可具有覆盖块状半导体的外延层。此外，衬底210可包含绝缘体上半导体(SOI)结构。举例而言，衬底210可包含通过诸如注入氧分离(SIMOX)的过程或其它合适的技术(诸如晶片结合和研磨)而形成的内埋氧化物(BOX)层。衬底210还包含由诸如离子注入和/或扩散的过程实施的各种P型掺杂区和/或n型掺杂区。那些掺杂区包含n阱、p阱、光掺杂区(LDR)、重掺杂源极和漏极(S/D)，和经配置以形成各种集成电路(IC)装置(诸如互补金属氧化物半导体场效应晶体管(CMOSFET)、成像传感器，和/或发光二极管(LED))的各种槽道掺杂分布。衬底210可进一步包含其它功能特征，诸如在衬底中和在衬底中上形成的电阻器或电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：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，其中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；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换成第二阻障层；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；以及在所述渠道中形成导电特征。

【技术特征摘要】
2015.08.19 US 14/829,9591.一种方法，其包括：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，其中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；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换成第二阻障层；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；以及在所述渠道中形成导电特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述介电层中形成所述渠道包含通过第一过程形成所述渠道的上部部分和通过第二过程形成所述渠道的下部部分，其中所述上部部分的宽度大于所述下部部分的宽度。3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述渠道中形成所述导电特征包含通过无电沉积ELD在所述渠道的所述下部部分中沉积第一铜层。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述渠道中形成所述导电特征包含：在所述渠道中沉积第三阻障层，包含在所述第一铜层上方沉积所述第三阻障层；以及通过非ELD过程在所述渠道的所述上部部分中的所述第三阻障层上方沉积第二铜层。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一阻障层的所述第二部分由TaON形成，并且其中应用所述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换成所述第二阻障层包含使用蚀刻剂气体—氢气和氮气应用所述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换成TaN阻障层。6.根据权利要求5所述的方法，其中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包含通过执行包含酸的湿式蚀刻过程移除所述TaN层。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述渠道中形成所述第一阻障层包含在所述渠道中形成第三阻障层和应用等向性等离子处理以将所述第三阻障层转换成所述第一阻障层。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第三阻障层由氮化钽TaN形成，其中应用所述等向性等离子处理以将所述第三阻障层转换成所述第一阻障层包含使用蚀刻剂气体—...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭兆贤，吕志伟，李明翰，眭晓林，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71