专利名称：用于在非铜可镀层上直接电镀铜的方法
技术领域：
本发明涉及在半导体结构上电镀铜，更具体地说，涉及在非铜可镀层上直接电镀铜而没有其间的铜籽晶层。
背景技术：
在镶嵌工艺中，在介质层中形成互连结构或布线图形。使用已知技术，使用光致抗蚀剂材料限定布线图形。构图光致抗蚀剂作为掩模，透过此掩模，通过如等离子体蚀刻或反应离子蚀刻的减蚀刻工艺除去介质材料的图形。蚀刻的开口用于在介质层中限定布线图形。然后使用如电镀，化学镀，化学气相沉积，物理气相沉积或其组合的填充技术用金属填充布线图形。然后通过公知为平整化工艺的化学机械抛光除去多余的金属。
在单镶嵌工艺中，在介质层中提供过孔开口并且用导体金属填充，经常称其为金属化，以在布线级的层之间提供电接触。在双镶嵌工艺中，在用导体金属填充前在介质层中提供过孔开口和布线图形。对每一层，镶嵌工艺后接着进行金属化直到完成集成电路器件。
为了防止导体材料的原子迁移进入并且有时穿过介质材料并且进入其它有源电路器件结构，在介质材料和导体材料之间需要阻挡层膜。例如，阻挡层与导体材料一起使用，如在互连布线层中使用的，以将导体材料与介质材料隔离。在器件中导体材料的迁移可能引起穿过介质材料的级间或级内的短路。在有些情况下，会破坏器件功能。
在使用铜作为导体互连材料时更要注意迁移，因为铜在半导体结构中使用的介质材料中表现出相对高的迁移率。然而，尽管存在此问题，因为其高的电导率和好的电迁移阻抗，对于互连，铜是极好的材料。结果，如果在互连结构中使用铜，那么就需要用阻挡层限制，如在美国专利6,709,562中公开的，这里通过参考引入该公开。
通常与铜互连结构一起使用的阻挡层是钽和氮化钽。然而，因为这些阻挡材料比铜更活泼，所以界面氧化物的形成会导致沉积的铜和阻挡材料之间差的粘附性能。因为杂质氧化物的存在，这些常规阻挡材料通常要求在铜酸电镀浴中标准的铜电镀前沉积铜籽晶层。通常，电沉积铜仅适合向导电层提供铜。这样，铜籽晶层提供另外的导电目的以促进铜的电沉积。
典型地通过迄今为止运行良好的非保形气相沉积工艺沉积铜籽晶层。然而，当临界尺寸变得更小，例如小于约45nm，籽晶层可能夹断镶嵌开口，从而导致空隙或者可能没有完全覆盖镶嵌开口的壁。
因此，正在提出一种新的布线方案，其中利用钌，铂，钯，铑和铱与如氮化钽的阻挡层一起作为衬里替代要求铜籽晶层的氮化钽和钽的典型的金属叠层。
其它的建议在半导体结构中使用钌(及如铂，钯，铑，铱的类似金属)。Lane等人的美国专利6,787,912，这里通过参考引入该公开，公开了双阻挡结构，其中如氮化钽或氮化钨的第一层与介质层接触，而如钌，铑或钯的第二层与铜层接触。第二层用于可直接电镀铜而不需要籽晶层。
然而，当钌(及如铂，钯，铑，铱的类似金属)本身可直接电镀铜时，如果钌(及如铂，钯，铑，铱的类似金属)不适当沉积或如果没有经过预处理以除去有害的氧化物，铜的质量会受损。
因此，本发明的一个目的是提供一种工艺，用于直接在钌，铂，钯，铑和铱层(这以后指“可镀层”)上电沉积铜。
本发明的另一个目的是提供一种工艺，用于直接在可镀层上电沉积铜，其中电沉积的铜具有好的质量并且与金属层粘附牢固。
本发明的另一个目的是提供一种工艺，用于直接在可镀层上电沉积铜，其中不需要铜籽晶层。
在结合附图参考后面的详细描述后，本发明的这些和其它目的将变得更明显。
发明内容
根据本发明的第一方面，公开了一种用于在半导体结构中形成互连的方法，该方法包括如下步骤在衬底上形成介质层；在介质层上形成第一阻挡层；在第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制第二阻挡层的形成以便在第二阻挡层中氧的体浓度为20原子百分比或更少；以及直接在第二阻挡层上形成导体层。
根据本发明的第二方面，公开了一种用于在半导体结构中形成互连的方法，该方法包括如下步骤在衬底上形成介质层；在介质层上形成第一阻挡层；在第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制第二阻挡层的形成以便在第二阻挡层中氧的体浓度为20原子百分比或更少；处理第二阻挡层以便减少在第二阻挡层的表面上的氧化物的量；以及直接在第二阻挡层上形成导体层。
根据本发明的第三方面，公开了一种用于在半导体结构中形成互连的方法，该方法包括如下步骤在衬底上形成介质层；在介质层上形成第一阻挡层；通过化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)中的一种在第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制第二阻挡层的形成以便在第二阻挡层中氧的体浓度减小到随后形成的导体层呈现明亮有光泽的水平；直接在第二阻挡层上形成导体层，由于在第二阻挡层中氧的体浓度减小到上述水平，所述导体层明亮有光泽。
本发明的特征相信是新颖的并在所附权利要求中具体说明本发明的元素特性。附图仅用于说明目的并没有按比例画出。然而，发明本身的组织结构和操作方法将通过参考随后结合附图的细节描述最好地理解。其中图1是具有铜籽晶层的现有技术半导体结构的截面图。
图2是根据根据本发明在电沉积铜前半导体结构的截面图。
图3是在电沉积铜并平整化半导体结构后图2的半导体结构的截面图。
具体实施例方式
更详细地参考附图，特别是参考图1，示出了常规半导体结构10的单布线级。为了清楚目的，没有示出在单布线级下或上的半导体结构的任何部分。应该明白，在图1示出的布线级上或下通常可以有多个这样的布线级。布线级包括介质层14，双镶嵌开口12并且沿双镶嵌开口12的是包括如氮化钽16然后是钽18的双衬里层。可以用来替代氮化钽16的其它材料有，如氮化钛和氮化钨，可以用来替代钽18的其它材料有钛和钨。在钽层18的顶部沉积铜籽晶层20。在双镶嵌开口12的开口24处，铜籽晶层20倾向于较厚。而在图1中未示出的是，可以在铜籽晶层20上电沉积铜或其它导体材料以填充双镶嵌开口12。铜籽晶层20的加厚存在一个问题，当双镶嵌开口12的尺寸变小时，它夹断开口24，从而导致随后在双镶嵌开口12中沉积的铜内的空隙。同样，在双镶嵌开口12的侧壁上，较薄地沉积铜籽晶层20或根本不沉积。
介质层14可以是任何在半导体制造工业中使用的合适的介质层，如二氧化硅的氧化物，氮化物，氮化硅或氧氮化物层。还可以使用低k介质材料，如来自Dow Chemical的SiLK，来自Novellus的Coral，来自AppliedMaterials的Black Diamond和旋涂硅基介质。可以通过包括化学气相沉积和旋涂技术的各种方法形成介质层14。
现在参考图2，在图2中示出了利用本发明的工艺制造半导体结构110，其中在介质层14中制造双镶嵌开口12随后是如氮化钽16的阻挡层。其后，直接在氮化钽层16上沉积可镀层26。此可镀层26选自钌，铂，钯，铑和铱。应该注意，可镀层26没有像图1中示出的现有技术铜籽晶层一样夹断双镶嵌开口12的开口24。此结果有几个原因。第一，因为图1中示出的钽层18不是必须的，所以少沉积了一层。第二，因为可镀层26重于铜，其比铜更容易保形沉积。第三，对这些金属中的一些可以使用原子层沉积(ALD)沉积工艺，如钌的ALD沉积。在化学气相沉积(CVD)，物理气相沉积(PVD)和ALD工艺中，ALD工艺是最保形的工艺。本发明的发明人对钌具有丰富的经验并且相信其为用于可镀层26的优选材料，特别是因为其可以通过ALD沉积。随后，在可镀层26上并在双镶嵌开口12中直接电沉积铜28，优选随后进行如化学机械抛光的平整化工艺，以得到在图3中示出的半导体结构110。
可以通过包括但不仅限于物理气相沉积(PVD)，离子化物理气相沉积(IPVD)，原子层沉积(ALD)，等离子体增强原子层沉积(PEALD)或化学气相沉积的任何方式沉积可镀层26。可镀层26的厚度可以在3到40纳米(nm)的范围内。
本发明的发明者已经发现，很需要控制可镀层26的体中的氧的量以及在可镀层26的表面上的任何氧化物。相信，可镀层26的体中的氧的控制可以减小可镀层26的电阻率，从而使得晶片的电镀更均匀。因为对于电镀与晶片的电接触仅在晶片的外边缘上，当金属层的电阻率增加时，电镀铜的质量从晶片的中心下降，因为其与接触最远。对于低电阻率(高电导率)，电镀铜应该明亮有光泽；这是理想的。当电阻率增加(电导率降低)时，电镀铜变得从晶片的边缘开始模糊并且甚至在晶片的中心变黑，表明电镀质量很差。
本发明的发明者发现沉积的方法影响可镀层26的体中的氧的量。那些在体中产生较少的氧的方法需要较少的工艺参数控制以在体中获得期望的氧水平，而那些在体中产生较多的氧的方法需要较多的工艺参数控制以在体中获得期望的氧水平。因此，通过PVD沉积导致体中的氧最少而通过ALD沉积导致体中的氧最多。CVD沉积的可镀层26的体中的氧含量介于PVD和ALD方法之间。离子化PVD(IPVD)类似于PVD工艺，其给出很低的氧杂质。等离子增强ALD(PEALD)工艺使用氮气，氨气或氮气和氨气的混合气作为反应气体替代氧。因此，假设其氧杂质低于ALD工艺但是高于在真空环境中进行的PVD和IPVD工艺是合理的。对于可镀层26的沉积，为了控制可镀层26的体氧含量必须控制氧气。体氧含量定义为可镀层26的表面下约10埃处测量的氧含量。如将在实例中见到的，当体中的氧含量小于约20原子百分比时，获得了最好的结果。应该明白，约20原子百分比氧含量仅仅是近似并且可以随着工艺条件略微变化。而最优选的体氧含量应该是约20原子百分比或更少，在任何情况下，体氧含量都应该远小于高达五十原子百分比范围，已公知具有此体氧含量的样品不会镀的很好。
金属层的表面氧化物同样影响电镀质量，但方式不同。在最坏的情况下，金属层的表面严重氧化，电镀铜将会粘附很差并且具有粒状或较脏的外观。表面越洁净，电镀铜就会越明亮有光泽。因此根据本发明的期望，预处理可镀层26以便使其条件用于铜的电镀。可镀层表面的氧化有两个来源。一个来自可镀层沉积工艺，这依赖于沉积方法。对于PVD或IPVD，因为在处理期间没有暴露氧，所以氧污染接近于零。但是对一些ALD或CVD工艺，因为在沉积期间有含氧气体通过，所以沉积结束时，在膜中或膜表面上都含有氧。另一个来源是可镀层在空气或含氧气氛中自然氧化。随着可镀层年限的增加，此表面氧含量增加。例如，即使对最初无氧的PVD钌膜，在脱离沉积室后在空气中表面氧化物会生长到这样的程度，顶部电镀的铜会模糊并且变黑，与下层的粘附较差。
有几种可能的预处理方法。在一个预处理方法中，具有可镀层26的晶片在50到500℃的范围内的提高的温度下经受形成气体(在2-10％H2和98-90％N2的范围内混合氢气和氮气)，氢等离子体或其它还原气体(氢气和如氩的其它惰性气体的任意混合)，以将可镀层26的氧化物还原到其金属元素形式。可选地，可以利用如Cl-，Br-或I-的卤离子溶液或如Cl2，Br2或I2的卤气预处理可镀层26的表面。作为卤离子溶液的实例，可以将可镀层浸入如10％的HCl的稀HCl溶液中1分钟，以溶解一部分表面氧化物，从而后面获得好的铜电镀。作为卤气的实例，将可镀层置入有Cl2气的反应室中半小时，这可以将表面氧化物还原到金属。利用卤离子或卤气的这些方法的不利方面是反应将不会在元素金属(例如，钌)上停止。该工艺需要很好的控制时间以防止卤离子和卤气过多蚀刻元素金属(例如，钌)。
一般地，当通过CVD，ALD或PEALD形成可镀层26时，预处理通常是必须的，而当通过PVD和IPVD形成可镀层26时，通常很少要求预处理，因为在不同的PVD，IPVD，CVD，ALD和PEALD工艺中使用的氧的量不同。当具有可镀层26的晶片等待用铜电镀排队的时间太长(例如，多于一周)时，无论使用什么沉积方法，都需要预处理。
虽然ALD工艺要求许多控制以限制体中以及表面上的氧的量，但是最期望并且最优选ALD工艺，因为其导致最均匀的金属层。相反，虽然PVD工艺导致体中和表面最低的氧含量，但是这是最少使用的沉积方法因为最终的金属层最不保形。如通过这之后的实例进一步示出的，根据本发明的指导，可以很好的控制ALD工艺，以便可以有效地使用它以沉积直接可镀铜的可镀层26以导致明亮有光泽的铜金属层。
迄今为止，已有多种使用PVD，IPVD，CVD，ALD或PEALD工艺沉积钌的方法。虽然没有广泛研究用于包括Pt，Pd，Rh和IR的其它铂金属的沉积方法，但是它们通常可以通过PVD和IPVD工艺沉积。
本发明没有限制任何具体类型的铜电镀装置，并且包括例如杯(cup)和/或喷(fountain)镀(如来自Semitool的“Equinox”和来自Novellus的“Sabre”)，薄单元镀(例如来自AMAT和“Slim cell”和来自Ebara的EREX)以及叶片单元(IBM)。
典型地期望电流密度的范围为从约0.1mA/cm2到约100mA/cm2，更优选从约3mA/cm2到约60mA/cm2。电压依赖于工具配置。虽然没有限制本发明的范围，但是使用的电压的典型范围从约0到约50伏特，例如从约0到约20伏特，或从约0到约10伏特。
电镀浴的溶液化学试剂不仅限于并且包括在美国公开申请No.2004/0069648A1和美国公开专利申请No.2005/0199502A1中公开的所有电镀浴材料，这里通过参考引入公开的内容。例如，电镀浴可以包括铜盐，可选地包含矿物酸，以及可选地一种或多种添加剂，选自无机卤酸盐，带有水增溶基团的有机硫化合物，浴溶性含氧化合物，浴溶性聚醚化合物，或还包含至少一个硫原子的浴溶性有机氮化合物。
通过参考下面的实例，本发明的目的会更明显。
实例使用PVD，CVD和ALD沉积方法制造一系列钌样品。通过在高真空室中用正电荷氩离子轰击高纯Ru靶，制造PVD样品。将要沉积的晶片带负电荷，并且在放入室中的晶片顶部沉积薄固态Ru膜。通过在晶片上升高的温度下有或没有反应气体的情况下热分解钌金属有机前体(例如十二羰基三钌)，制造CVD样品。通过固定数目的循环交替将含Ru化学源(例如二(2，4-二甲基戊二烯基)钌，或DMRu)和反应气体(如氧气，氨气)暴露于衬底，制造ALD样品。ALD Ru的每个循环都依次包括如下四步将衬底暴露于前体1到4秒，抽空ALD反应器1-2秒，然后以5或10sccm的流速引入反应气体1到4秒，此后将ALD反应器抽空。ALD Ru的第一循环完成后，立即开始ALD Ru的下一个循环直到ALD Ru的所有循环完成。
通过XPS(X射线光电子谱)测量钌的表面氧化物和体氧。用XPS测量未处理(as received)样品表面上的表面氧化物，而在XPS室内轻微溅射蚀刻(约50埃)样品后测量体氧。
然后如下用铜电镀样品并且对它们的电镀性能进行定量分析。在来自EBARA的EREX工具中执行直接在薄钌晶片上电镀铜。在上述美国公开专利申请No.2005/0199502A1和US2004/069648A1中公开了详细工具配置和设计。我们研究的铜电镀化学试剂包括硫酸铜，硫酸，氯化氢，和来自Shipley的C-2001，B-2001和L-2001添加剂。电流波形包括没有任何电流的5秒浸入时间，控制电势以沉积铜边缘环的3秒，从1.6mA/cm2到6mA/cm2斜向上的10-25秒的线性电流，控制电流在6mA/cm2下沉积30秒，控制电流密度在10mA/cm2下沉积10秒，控制电流密度在20mA/cm2下沉积35秒，以及控制电流密度在30mA/cm2下沉积25秒。
在下面的表1中列出了结果。
表1 采用或不采用预处理的不同钌晶片的性能。
实例1利用5sccm的氧流量用ALD TaN和ALD Ru沉积200mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约10nm。直接在此钌表面上沉积的铜明亮有光泽。然后用XPS分析另一个用相同的ALD条件制造的钌晶片在膜表面上和体中的氧含量。发现表面的氧为31％(原子)，并且体氧含量为5％(原子)。
实例2利用10sccm的氧流量用ALD TaN和ALD Ru沉积200mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约10nm。直接在此钌表面上电镀的铜呈现黑和粉末状。然后在10％HCl溶液中溶解电镀铜，这又导致洁净的钌表面。再次在此钌晶片上进行镀铜，同样电镀了黑并且粒状的铜。然后用XPS分析另一个用相同的ALD条件制造的钌晶片在膜表面上和体中的氧含量。发现表面的氧为67％(原子)，并且体氧含量为59％(原子)。
实例3用ALD TaN和ALD Ru沉积200mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约10nm。然后用铜电镀钌晶片。电镀的铜大部分明亮有光泽，除了在中心有少许模糊。然后在10％HCl溶液中溶解电镀铜，这又导致洁净的钌表面。再次在此钌晶片上进行镀铜，结果电镀的铜明亮有光泽。然后用XPS分析另一个用相同的ALD条件制造的钌晶片在膜表面上和体中的氧含量。发现表面的氧为42％(原子)，并且体氧含量为12％(原子)。
实例4用ALD TaN和ALD Ru沉积200mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约10nm。然后用铜电镀钌晶片。仅电镀了黑色粒子铜。然后在10％HCl溶液中溶解电镀铜，这又导致洁净的钌表面。再次在此钌晶片上进行镀铜，结果电镀的铜明亮有光泽。然后用XPS分析另一个用相同的ALD条件制造的钌晶片在膜表面上和体中的氧含量。发现表面的氧为57％(原子)，并且体氧含量为18％(原子)。
实例5，6和7用来自卖主的ALD TaN和ALD Ru沉积300mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约10nm。用铜电镀三个未处理钌晶片。在晶片的中心电镀了模糊的铜。另外三个钌晶片在形成气体(FGA)中退火30分钟，然后用铜电镀。电镀的铜明亮有光泽。三个未处理ALD Ru晶片的XPS分析显示表面的氧含量分别为45.16％，39.38％和46.44％(原子)。
实例8用CVD Ru沉积300mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约8nm。用铜电镀一个未处理钌晶片。在晶片的中心电镀了模糊的铜。另一个钌膜晶片在形成气体中退火30分钟，然后用铜电镀。电镀的铜明亮有光泽。一个未处理CVD Ru晶片的XPS分析显示表面的氧含量为17.85％(原子)。
实例9和10用CVD Ru沉积300mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约8nm。用铜电镀一个未处理钌晶片。电镀的铜在晶片的中心黑并且模糊。另一个钌膜晶片在形成气体中退火30分钟，然后用铜电镀。电镀的铜明亮有光泽。一个未处理CVD Ru晶片的XPS分析显示表面的氧含量为54％(原子)。
实例11和12用CVD Ru沉积300mm的氧化硅晶片。钌膜的厚度约10nm。所有的晶片都在形成气体中退火30分钟。退火后的晶片放置在环境气氛中。48小时后，用铜电镀一个晶片，并且其为明亮有光泽的Cu。72小时后，电镀另一个晶片，在晶片的中心出现模糊的电镀铜。因此，我们确定ALD Ru晶片的形成气体退火和电镀Cu之间的间隔时间最好是48小时或更少。否则，钌电镀晶片的老化影响电镀Cu的质量。
实例13，14&15在氧化硅衬底上沉积200mm PVD Ru晶片。钌的厚度约20nm。新PVD钌在表面上具有很低的氧含量(0.13原子百分比)。用Cu电镀钌表面没有进行任何预处理的晶片。铜明亮有光泽。然后将这些钌晶片置入环境中约6个月，变为旧PVD Ru晶片。用Cu电镀一个没有预处理的旧PVD Ru晶片。Cu黑且模糊。另一个旧PVD Ru晶片在形成气体中退火30分钟并且电镀明亮有光泽的Cu。我们还观察到薄PVD Ru膜(约4nm厚的Ru)老化更快。在环境中一周后，在这些薄PVD Ru晶片中心中的电镀Cu显示模糊。因此，使PVD Ru的FGA在电镀前消除任何老化影响同样是好的操作。
对于此公开，本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神下，本发明的其它修改可以超出这里具体描述的那些实施例。因此，认为这样的修改在仅由所附权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于在半导体结构中形成互连的方法，所述方法包括如下步骤在衬底上形成介质层；在所述介质层上形成第一阻挡层；在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中所述第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制所述第二阻挡层的形成以便在所述第二阻挡层中氧的体浓度为20原子百分比或更少；以及直接在所述第二阻挡层上形成导体层。
2.根据权利要求1的方法，其中所述导体层包括铜或铜合金。
3.根据权利要求1的方法，其中所述第二阻挡层是钌。
4.根据权利要求1的方法，其中所述第一阻挡层选自氮化钽，钛和氮化钛。
5.一种用于在半导体结构中形成互连的方法，所述方法包括如下步骤在衬底上形成介质层；在所述介质层上形成第一阻挡层；在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中所述第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制所述第二阻挡层的形成以便在所述第二阻挡层中氧的体浓度为20原子百分比或更少；处理所述第二阻挡层以便减少在所述第二阻挡层的表面上的氧化物的量；以及直接在所述第二阻挡层上形成导体层。
6.根据权利要求5的方法，其中所述导体层包括铜或铜合金。
7.根据权利要求5的方法，其中所述处理步骤包括将所述第二阻挡层的所述表面暴露到还原或除去所述第二阻挡层上的所述氧化物的物质。
8.根据权利要求7的方法，其中所述物质选自还原气体，卤离子溶液或卤气。
9.根据权利要求8的方法，其中所述还原气体选自形成气体和氢等离子体。
10.根据权利要求8的方法，其中所述卤离子溶液包括Cl-，Br-，或I-。
11.根据权利要求8的方法，其中所述卤气包括Cl2，Br2或I2。
12.根据权利要求5的方法，其中所述第二阻挡层是钌。
13.一种用于在半导体结构中形成互连的方法，所述方法包括如下步骤在衬底上形成介质层；在所述介质层上形成第一阻挡层；通过化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)中的一种在所述第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中所述第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制所述第二阻挡层的形成以便在所述第二阻挡层中氧的体浓度减小到随后形成的导体层呈现明亮有光泽的水平；以及直接在所述第二阻挡层上形成导体层，由于在所述第二阻挡层中氧的体浓度减小到上述水平，所述导体层明亮有光泽。
14.根据权利要求13的方法，其中在所述第二阻挡层中氧的体浓度为20原子百分比或更少。
15.根据权利要求13的方法，其中所述导体层包括铜或铜合金。
16.根据权利要求13的方法，还包括在直接形成导体层的步骤前，处理所述第二阻挡层以便减小在所述第二阻挡层的表面上的氧化物的量的步骤。
17.根据权利要求16的方法，其中所述处理步骤包括将所述第二阻挡层的所述表面暴露到还原或除去所述第二阻挡层上的所述氧化物的物质。
18.根据权利要求17的方法，其中所述物质选自还原气体，卤离子溶液或卤气。
19.根据权利要求18的方法，其中所述还原气体选自形成气体和氢等离子体。
20.根据权利要求18的方法，其中所述卤离子溶液包括Cl-，Br-或I-。
21.根据权利要求18的方法，其中所述卤气包括Cl2，Br2或I2。
22.根据权利要求13的方法，其中所述第二阻挡层是钌。
全文摘要
一种用于在半导体结构中形成互连的方法，包括如下步骤在衬底上形成介质层，在介质层上形成第一阻挡层，在第一阻挡层上形成第二阻挡层，其中第二阻挡层选自钌，铂，钯，铑和铱，并且其中控制第二阻挡层的形成，以便在第二阻挡层中氧的体浓度为20原子百分比或更少，并且在第二阻挡层上形成导体层。该方法可以附加地包括处理第二阻挡层以减小在第二阻挡层的表面上的氧含量的步骤。
文档编号H01L21/288GK101016638SQ20071000420
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月16日 优先权日2006年1月17日
发明者S·G·马尔霍特拉, H·德利吉安尼, O·范德斯特拉滕, 邵晓燕, S·M·罗斯纳格尔, 戴聪麟 申请人:国际商业机器公司