專利名稱：互連結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體結構以及制造它的方法。更具體來講，本發(fā)明涉及一種單或者雙鑲嵌類型的互連結構，其中采用了具有表面氧化物區(qū)域的低泄漏的含金屬罩(metal-containing cap)。本發(fā)明還提供了一種制造這種半導體結構的方法。
背景技術：
通常，半導體器件包括多個電路，所述多個電路形成了在半導體襯底上制造的集成電路。信號通路的復合網絡一般被路由以便連接分布在襯底表面上的電路元件。跨越所述器件來有效路由這些信號要求構造多級或者多層的互連結構，例如單或者雙鑲嵌布線結構。在典型的互連結構內，金屬過孔(via)與半導體襯底垂直，而金屬線與半導體襯底平行。
與基于鋁(Al)的互連相比，由于在電阻率和可靠性方面所有改進，基于銅(Cu)的互連在微電子技術產業(yè)中已被廣泛接受。然而，隨著器件的縮小，布線電容占整個電容的百分比變得越來越巨大，這造成信號延遲、功耗和噪聲增加。因此，對于90納米及以上技術節(jié)點而言，低k電介質(具有小于二氧化硅的介電常數)正成為主流。
令人遺憾的是，由于通常用來鈍化Cu表面的電介質覆蓋層(capping layer)例如SiN或者SiC的存在，這種互連的有效介電常數高于低k電介質的有效介電常數。
最近，已經顯示出的是，可以通過在這種互連結構中使用自對準的CoWP罩(cap)而不是電介質覆蓋層來減少電路延遲。例如參見由T.Ko等于2003年在VLSI Symp.Proc第109頁發(fā)表的標題為“HighPerformance/Reliability Cu Interconnect with Selective CoWP Cap”的文章。所述CoWP罩是使用無電鍍敷有選擇地形成在含Cu特征(feature)上的，其詳細內容例如可以在由A.Kohn等在Mater.Sci.Eng.A 302，18(2001)中發(fā)表的標題為“Characterization of electrolessdeposited Co(W，P)thin films for encapsulation of coppermetallization”的文章以及由C.-K Hu等在Microelec.Eng.70，406(2003)中發(fā)表的標題為“Reduced Cu interface diffusion by CoWPsurface coating”的文章中找到。
盡管在使用CoWP罩方面獲得進展，但是仍然不清楚的是，在氧化工藝例如電介質沉積和抗蝕劑剝離期間，CoWP罩獨自(在沒有覆蓋電介質罩的情況下)是否可以提供足夠的阻擋(barrier)。在基于氧化物的電介質通過等離子增強型化學汽相沉積進行電介質沉積期間，所述CoWP罩暴露在從350°到400℃的溫度范圍內的氧化環(huán)境。Cu和Co都在低溫(例如，低于400℃)下氧化是公知的。
J.Gambino等于2005年在Materials，Technology and Reliabilityof Advanced Interconnects-2005的第863卷第227頁發(fā)表的標題為“Thermal Oxidation of Cu interconnects capped with CoWP”的文章提供了對包括CoWP罩的Cu互連的熱氧化的調查報告。根據報告，由于CoWP破壞Cu互連，所以它不具有良好的阻礙熱氧化的作用。
另外，雖然利用無電工藝來向含Cu特征選擇性地沉積CoWP，但是金屬微粒被形成在電介質材料的表面上，所述電介質材料位于含Cu特征之間。導電特征之間存在金屬微?；蛘邭堄辔飼е螺^高的泄漏電流(與沒有CoWP的類似結構相比，具有CoWP的泄漏大約為十倍或者更高)并導致可靠性降低。
鑒于上述內容，需要為導電特征提供一種金屬罩，所述金屬罩不增加互連結構的泄漏電流，同時避免在上述Gambino等的參考文獻中提及的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種互連結構，其包括位于存在于電介質材料內的每一導電特征(feature)頂上的含金屬罩。依照本發(fā)明，含金屬罩的表面區(qū)域在任何其它電介質材料隨后沉積在其上之前被氧化。另外，位于導電特征之間的電介質材料表面上的金屬微粒也可以與含金屬罩的表面區(qū)域同時被氧化。這樣做提供了具有降低的泄漏電流的結構。依照本發(fā)明，氧化步驟是在含金屬罩的無電鍍敷之后并且在電介質覆蓋層和/或覆蓋層間(interlayer)或層內(intralevel)電介質材料的沉積之前執(zhí)行的。
概括地講，本發(fā)明提供了一種互連結構，包括其中嵌入有至少一個導電特征的電介質材料，所述至少一個導電特征具有與電介質材料的上表面共面的表面；設置在所述至少一個導電特征上的含金屬罩，所述含金屬罩具有氧化表面區(qū)域；以及位于所述至少一個導電特征之間的所述電介質材料的所述表面上的氧化金屬微粒。
本發(fā)明的互連結構還可以包括電介質覆蓋層和/或另一電介質材料，所述另一電介質材料至少覆蓋所述氧化金屬微粒和所述含金屬罩。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所提供的互連結構包括其中嵌入有至少一個含Cu導電特征的電介質材料，所述至少一個含Cu導電特征具有與電介質材料的上表面共面的表面；設置在所述至少一個導電特征上的CoWP或者CoP罩，所述CoWP或者CoP具有氧化表面區(qū)域；以及位于所述至少一個含Cu導電特征之間的所述電介質材料的所述表面上的氧化Co微粒。
本發(fā)明的這種互連結構還可以包括電介質覆蓋層和/或另一電介質材料，所述另一電介質材料至少覆蓋所述氧化Co微粒和所述CoWP或者CoP罩。
除上述的互連結構以外，本申請還提供了一種制造它的方法。概括地講，本發(fā)明的方法包括
提供一種結構，所述結構包括其中嵌入有至少一個導電特征的電介質材料，所述至少一個導電特征具有與電介質材料的上表面共面的表面；通過無電鍍敷在所述至少一個導電特征上設置含金屬罩，其中在所述無電鍍敷期間，在位于至少一個導電特征之間的電介質材料的表面上形成金屬微粒；并且氧化所述含金屬罩以便在其上形成氧化表面區(qū)域，同時完全氧化所述金屬微粒，附帶條件是，所述氧化是在沉積覆蓋電介質(例如，電介質罩和/或層間或層內電介質材料)之前進行的。


圖1是舉例說明可適用于本發(fā)明的初始互連結構的圖示(通過剖視圖)。
圖2是圖1中所示結構進行選擇性沉積含金屬罩之后的圖示(通過剖視圖)。
圖3是圖2中所示結構在氧化之后的圖示(通過剖視圖)。
圖4是圖3中所示結構在形成電介質罩和第二電介質材料之后的圖示(通過剖視圖)。
具體實施例方式
現在將通過參考如下論述以及伴隨本申請的附圖來更加詳細地描述本發(fā)明，本發(fā)明提供了一種互連結構，所述互連結構包括位于導電特征頂上的低泄漏含金屬罩，并且本發(fā)明提供了一種制造它的方法。應注意的是，本申請的附圖是為了舉例說明的目的而提供的，因此，沒有按比例描繪它們。
在隨后的描述中，提出了很多具體細節(jié)，諸如特殊的結構、組件、材料、尺寸、處理步驟和技術，以便提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，本領域普通技術人員將理解的是，本發(fā)明可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現。在其它情況下，沒有詳細描述眾所周知的結構或者處理步驟，以免模糊本發(fā)明。
另外，雖然本發(fā)明把低泄漏的含金屬罩具體視為互連結構的元件，它也可以用作晶體管或者電容器的罩。
首先參考圖1，其舉例說明了可適用于本發(fā)明的初始互連結構10。所述初始互連結構10包括第一電介質材料12，所述第一電介質材料12具有嵌入第一電介質材料12中的一個或多個導電特征16。如圖所示，擴散阻擋層14位于所述一個或多個導電特征16和第一電介質材料12之間。
圖1中示出的初始互連結構10是利用本領域公知的標準互連工藝制成的。例如，所述初始互連結構10可以通過首先向襯底(未示出)表面施加第一電介質材料12而形成。所述襯底(未示出)可以包括半導體材料、絕緣材料、導電材料或者是它們的任意組合。當所述襯底由半導體材料組成時，可以使用諸如Si、SiGe、SiGeC、SiC、Ge合金、GaAs、InAs、InP以及其它III/V或者II/VI化合物半導體的任何半導體。除所列出的這些類型的半導體材料以外，本發(fā)明還設想了這樣的情況，其中半導體襯底是分層的半導體，諸如Si/SiGe、Si/SiC、絕緣體上的硅(SOI)或者絕緣體上的硅鍺(SGOI)。
當襯底是絕緣材料時，絕緣材料可以是有機的絕緣體、無機的絕緣體或者是它們的組合，包括多層的結構在內。當襯底是導電材料時，所述襯底例如可以包括多晶硅、基本金屬、基本金屬的合金、金屬硅化物、金屬氮化物或者其組合，包括多層結構在內。當所述襯底包括半導體材料時，可以在其上制造一個或多個半導體器件，例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)器件。
第一電介質材料12可以包括任何層間或層內電介質，它們包括無機的電介質或者有機的電介質。第一電介質材料12可以包括單一電介質材料或者多層的電介質材料堆。第一電介質材料12可以是有孔的或者無孔的?？梢杂米鞯谝浑娊橘|材料12的合適電介質的某些例子包括但不局限于SiO2、硅倍半氧烷(silsesquixoanes)、摻雜C的氧化物(即，有機硅酸鹽)、熱固聚亞芳基醚或者其多層的結構，所述摻雜C的氧化物包括Si、C、O和H原子。在此申請中使用術語“聚亞芳基(polyarylene)”來表示芳基部分或者惰性替代的芳基部分，它們通過鍵、稠環(huán)或者惰性聯結基團聯結在一起，所述惰性聯結基諸如氧、硫、砜、亞砜、羰基等等。
第一電介質材料12通常具有約4.0或者更小的介電常數，約2.8或者更小的介電常數是更加典型的。與具有高于4.0的介電常數的電介質材料相比，這些電介質通常具有更低的寄生串擾。第一電介質材料12的厚度可以根據所使用的電介質材料以及被沉積的電介質的精確數值來變化。典型地，并且對于通常的互連結構來說，第一電介質材料12具有從200到450納米左右的厚度。
第一電介質材料12具有嵌入其中(即，位于其內)的至少一個導電特征16。所述至少一個導電特征16包括導電材料，所述導電材料通過擴散阻擋層14與第一電介質材料12分離。所述導電特征16和擴散阻擋層14是通過光刻技術(即，向第一電介質材料12的表面施加光致抗蝕劑，使所述光致抗蝕劑暴露于所期望的照射圖案，并且利用常規(guī)的抗蝕劑顯影劑來顯影暴露的抗蝕劑)、在第一電介質材料12中蝕刻(干蝕刻或者濕蝕刻)開口并且利用擴散阻擋層14然后利用形成導電特征16的導電材料填充已蝕刻的區(qū)域而形成的。所述擴散阻擋層14是通過沉積工藝形成的，所述擴散阻擋層14可以包括Ta、TaN、Ti、TiN、Ru、RuN、W、WN或者可以充當阻擋層以便防止導電材料通過其擴散的任何其它材料，所述沉積工藝諸如原子層沉積(ALD)、化學汽相沉積(CVD)、等離子增強的化學汽相沉積(PECVD)、物理汽相沉積(PVD)、濺射、化學溶液沉積或者鍍敷等等。
擴散阻擋層14的厚度可以根據所采用的沉積工藝的確切手段和材料而變化。通常，所述擴散阻擋層14具有從4到40納米左右的厚度，而從7到20納米左右的厚度是更加典型的。
在擴散阻擋層14形成之后，第一電介質材料12內的開口的剩余區(qū)域被用于形成至少一個導電特征16的導電材料填充。用于形成至少一個導電特征16的導電材料例如包括多晶硅、導電金屬、包括至少一種導電金屬的合金、導電金屬硅化物或者其組合。優(yōu)選的是，用于形成每一個導電特征16的導電材料是諸如Cu、W或者Al的導電金屬，在本發(fā)明中，Cu或者Cu合金(例如AlCu)是更加優(yōu)選的。利用常規(guī)的沉積工藝把導電材料填充到第一電介質材料12中的剩余開口中，所述沉積工藝包括但不限于CVD、PECVD、濺射、化學溶液沉積或者鍍敷。在沉積之后，可以使用常規(guī)的平面化工藝，例如化學機械拋光(CMP)等等，以便提供這樣的結構，其中擴散阻擋層14和至少一個導電特征16均具有基本上與第一電介質材料12的上表面共面的上表面。
應該注意的是，所述至少一個導電特征16可以是過孔、線或者過孔和線的組合，其中過孔位于線的下方。
圖2示出了選擇性地在至少一個導電特征16的暴露部分的頂上形成含金屬罩18之后的結構。具體來講，所述含金屬罩18是通過無電鍍敷形成的，這種工藝是本領域技術人員公知的。在一些實施例中，部分含金屬罩18還可以延伸至擴散阻擋層14的頂上。然而，通常情況下，含金屬罩18與下面的至少一個導電特征16自對準。也就是說，含金屬罩18具有外邊緣，所述外邊緣與下面的至少一個導電特征16的外邊緣對準。如圖所示，在含金屬罩18的選擇性形成期間，金屬微粒20形成在第一電介質材料12的暴露表面的頂上。由于金屬微粒20的存在會產生高泄漏電流和低可靠性的結構，所以人們不希望它存在。應該注意的是，位于至少一個導電特征16之間的金屬微粒20的大小和形狀在本申請的附圖中被夸大了。
含金屬罩18和金屬微粒20可以只包括元素Co，包括元素Co和P或B中的至少一個，可以只包括元素Ni，或者包括元素Ni和P或B中的至少一個。作為選擇，還可以使用W。由此，本發(fā)明提供了這樣一種含金屬罩18，其包括Co、CoP、CoWP、CoB、CoWB、Ni、NiP、NiWP、NiB或者NiWB的其中一個。在這些材料中，對于含金屬罩18來說，CoP或CoWP是優(yōu)選的材料。
含金屬罩18的厚度可以根據所采用的無電沉積工藝的具體條件來變化。總體上講，含金屬罩18的厚度從1到20納米左右，而從4到10納米左右的厚度是更加典型的。存在于第一電介質材料12上且位于導電特征16之間的金屬微粒20是由一大團微粒組成的，其大小與形狀不是本發(fā)明的關鍵。
通過無電鍍敷進行金屬沉積在工業(yè)上易于實施。在無電沉積工藝中，在襯底的表面上進行氧化還原(redox)反應，所述氧化還原反應涉及一個或多個可溶解還原劑的氧化以及一個或多個金屬離子的還原。對于許多金屬而言，包括Cu、Ni、Co、Au、Ag、Pd、Rh，新近沉積的表面足以起到使所述工藝繼續(xù)進行的催化作用。
在無電鍍敷工藝中，不導電的或半導體表面的活化可以通過將納米大小的催化微粒并入到頂部表面層上來實現。這些催化微?？梢允荘d、Co、Ni，并且它們可以通過物理或者化學沉積來施加。
這些微粒的功能在于當把襯底浸入到無電鍍敷槽中時，催化并且引發(fā)電化學沉積反應。無電鍍敷槽在襯底的催化區(qū)域上沉積導電層，鍍敷層的厚度主要取決于暴露于鍍敷槽的時間。用于本發(fā)明的適合的無電鍍敷系統(tǒng)是基于次磷酸鹽還原劑的使用。在此系統(tǒng)中，次磷酸鹽離子和鈷離子的混合物連同檸檬酸穩(wěn)定劑一起以適當的pH值和溫度(通常在65°到75℃之間)被制成。當把如上所述的已活化的催化襯底浸入此鍍敷槽上時，在襯底上出現如下反應
然后，在襯底的催化Pd層的頂部上有選擇地沉積金屬。通過這種反應沉積的金屬可以包括上述任何含金屬的材料，CoP或CoWP是非常優(yōu)選的，這取決于鍍敷槽溶液的成分。所述催化層可以是Pd、Co或者Ni金屬。所述催化層可以通過離子注入或其它類型的物理沉積方法被并入到襯底表面上，或者可以通過化學手段來施加。例如，包含懸浮的催化劑微粒的膠態(tài)催化溶液可以被注入到至少一個導電特征16上，并且它將向至少一個導電特征16沉積具有很好的粘附力的催化微粒。
在本發(fā)明的這一點，執(zhí)行氧化工藝，其用于把至少一個導電特征16頂上的含金屬罩18的表面區(qū)域轉換為氧化表面區(qū)域22。在這種氧化作用期間，位于第一電介質材料12上的導電特征16之間的金屬微粒20完全被氧化為氧化物微粒24。例如在圖3中示出了在此氧化工藝已經執(zhí)行之后形成的結構。如圖所示，氧化作用在含金屬罩18的表面處對其進行了部分氧化，同時完全氧化了不期望的金屬微粒22。應注意的是，此氧化步驟是在可選電介質覆蓋層和可選第二電介質材料的沉積之前執(zhí)行的。應進一步注意的是，本發(fā)明的氧化步驟不同于在本申請的背景技術部分中提到的Gambino等人提出的參考文獻中所采用的氧化步驟。在Gambino等人提出的參考文獻中，氧化條件完全氧化C經_oWP罩，與此不同的是，本發(fā)明的氧化步驟氧化小于5納米的含金屬罩18，小于2納米是更加優(yōu)選的。
依照本發(fā)明，可以利用熱氧化、等離子氧化、濕化學氧化或者它們的任意組合來執(zhí)行氧化。當執(zhí)行熱氧化時，所述熱氧化是以從300°到450℃左右的溫度來執(zhí)行的，而從350°到400℃左右的溫度是更加優(yōu)選的。熱氧化是在含氧氣體中執(zhí)行的，其中氧氣壓力從0.001到760托左右，而從0.1到1.0托左右的氧氣壓力是更加優(yōu)選的。所述含氧氣體包括分子氧、原子氧、臭氧、NO、H2O、N2O及其混合物。在一些實施例中，所述含氧氣體可以與惰性氣體混合，所述惰性氣體諸如He、Ar、Ne或其混合物。用于本發(fā)明的熱氧化工藝的持續(xù)期間通常從5到200秒左右，而20到50秒左右的持續(xù)期間是更加優(yōu)選的。
當執(zhí)行等離子氧化時，利用本領域技術人員眾所周知的工藝從上述含氧氣體之一生成等離子。氧等離子是中性的、強電離的含氧氣體，其包含中性的原子或分子、正離子和自由電子。含氧氣體的電離通常是在反應器腔體中進行的，其中電離工藝是通過使氧源經歷強DC或AC電磁場來實現的?；蛘撸鯕怏w的電離是通過利用適當的電子源轟擊柵極原子來執(zhí)行的。
可用于本發(fā)明的等離子氧化工藝是在從20°到300℃左右的溫度執(zhí)行的，而22°到40℃左右的溫度是更加優(yōu)選的。流入反應器中的含氧氣體通常是從10到1000sccm左右，而100到250sccm左右的流速是更加優(yōu)選的。用于本發(fā)明的氧等離子體工藝的壓力從0.0001到2托左右，而從0.01到0.5托左右的壓力是更加優(yōu)選的。氧等離子體工藝的持續(xù)期間通常從5到200秒左右，而20到50秒左右的持續(xù)期間是更加優(yōu)選的。
當采用濕化學氧化工藝時，使用了氧化劑，所述氧化劑能夠把含金屬罩18的表面區(qū)域轉換為氧化表面區(qū)域22，同時把金屬微粒20完全轉換為金屬氧化物微粒24?？梢杂糜诒景l(fā)明的適當氧化劑包括但不局限于H2O和H2O2的1∶1混合物。
依照本發(fā)明，濕化學氧化工藝是以20°到80℃左右的溫度執(zhí)行的，而從25°到40℃左右的溫度是更加優(yōu)選的。濕化學氧化工藝是在從10到200秒左右的時間段內執(zhí)行的，而20到50秒左右的時間段是更加優(yōu)選的。
應注意的是，在本發(fā)明的這一點，至少一個導電特征16之間的金屬微粒20的氧化把因這種金屬微粒引起的泄漏電流減小到小于相同的金屬微粒通過后續(xù)電介質沉積氧化而獲得的值的值。與相同金屬微粒通過后續(xù)沉積被氧化的那些結構比較起來，泄漏電流量減少了十倍左右或者更大。
在執(zhí)行氧化之后，通常、但不一定總是利用常規(guī)的沉積工藝在圖3所示的結構表面上形成電介質覆蓋層26，所述常規(guī)的沉積工藝諸如是CVD、PECVD、化學溶液沉積或蒸發(fā)。所述電介質覆蓋層26包括任何適當的電介質覆蓋材料，諸如SiC、Si4NH3、SiO2、經_摻雜碳的氧化物、摻雜氮和氫的碳化硅SiC(N，H)或其多層結構。電介質覆蓋層26的厚度可以根據用于形成它的技術以及所述層的材料構成而變化。通常，所述電介質覆蓋層26具有從15到55納米左右的厚度，而從25到45納米左右的厚度是更加典型的。
接下來，把第二電介質材料28可選擇地形成在電介質覆蓋層26的上方暴露表面的頂上(如果存在的話)，或者形成在圖3中示出的結構的頂上。例如在圖4中示出了包括電介質覆蓋層26和第二電介質材料28的最終多級互連結構。當圖3中示出的結構是互連結構的最上一級時，不需要第二電介質材料。第二電介質材料28可以包括與第一電介質材料12相同或者不同的電介質材料，優(yōu)選的是包括相同的電介質材料。在此，第一電介質材料12的處理技術和厚度范圍也適用于第二電介質材料28。
常規(guī)的互連處理技術現在可以執(zhí)行以便形成嵌入第二電介質材料28中的導電區(qū)域。這些附加的導電特征可以通過至少另一種擴散阻擋層襯料與第二電介質材料28分離。還可以存在可選的金屬籽晶層。在第二電介質材料28中形成其它導電特征之后，可以執(zhí)行金屬覆蓋層沉積和氧化的上述處理步驟。
雖然已經具體示出并就本發(fā)明的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員應該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出形式上和細節(jié)上的各種先前和其它變化。因此，本發(fā)明不意在被限制為所描述的并且圖示的確切形式和細節(jié)，而是屬于所附權利要求書的范圍。
權利要求
1.一種互連結構，包括其中嵌入有至少一個導電特征的電介質材料，所述至少一個導電特征具有與電介質材料的上表面共面的表面；設置在所述至少一個導電特征上的含金屬罩，所述含金屬罩具有氧化表面區(qū)域；以及位于所述至少一個導電特征之間的所述電介質材料的所述表面上的氧化金屬微粒。
2.如權利要求1所述的互連結構，其中所述電介質材料是SiO2、倍半硅氧烷、摻雜C的氧化物或者熱固聚亞芳基醚中的一個，其中摻雜C的氧化物包括Si、C、O和H原子。
3.如權利要求1所述的互連結構，其中所述至少一個導電特征是過孔、線或者其組合。
4.如權利要求1所述的互連結構，其中所述至少一個導電特征包括Cu、W、Al、或者其合金。
5.如權利要求4所述的互連結構，其中所述至少一個導電特征包括Cu或者含Cu合金。
6.如權利要求1所述的互連結構，其中所述至少一個導電特征通過擴散阻擋層與所述電介質材料部分地分隔。
7.如權利要求1所述的互連結構，其中所述含金屬罩包括元素Co、元素Ni、CoP、CoWP、CoB、CoWB、NiP、NiWP或者NiWB。
8.如權利要求7所述的互連結構，其中所述含金屬罩包括CoWP或者CoP。
9.如權利要求1所述的互連結構，還包括用于覆蓋所述含金屬罩和所述氧化金屬微粒的至少一個其它電介質材料，其中所述至少一個其它電介質材料包括電介質覆蓋層、第二電介質材料中的一個，所述第二電介質材料與其中嵌入有所述至少一個導電特征的所述電介質材料相同或者不同。
10.一種互連結構，包括其中嵌入有至少一個含Cu導電特征的電介質材料，所述至少一個含Cu導電特征具有與電介質材料的上表面共面的表面；設置在所述至少一個導電特征上的CoWP或者CoP罩，所述CoWP或者CoP具有氧化表面區(qū)域；以及位于所述至少一個含Cu導電特征之間的所述電介質材料的所述表面上的氧化Co微粒。
11.如權利要求10所述的互連結構，還包括用于覆蓋所述CoWP或CoP罩和所述氧化Co微粒的至少一個其它電介質材料，其中所述至少一個其它電介質材料包括電介質覆蓋層或者第二電介質材料中的一個，所述第二電介質材料與其中嵌入有所述至少一個含Cu導電特征的所述電介質材料相同或者不同。
12.一種用于制造互連結構的方法，包括提供一種結構，所述結構包括其中嵌入有至少一個導電特征的電介質材料，所述至少一個導電特征具有與電介質材料的上表面共面的表面；通過無電鍍敷在所述至少一個導電特征上設置含金屬罩，其中在所述無電鍍敷期間，在位于至少一個導電特征之間的電介質材料的表面上形成金屬微粒；并且氧化所述含金屬罩以便在其上形成氧化表面區(qū)域，同時完全氧化所述金屬微粒，附帶條件是所述氧化是在沉積覆蓋電介質之前進行的。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述氧化包括熱氧化、等離子氧化或者濕化學氧化的其中一個。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述氧化包括熱氧化，并且所述熱氧化是在含氧氣體處于約100°至約450℃的溫度內并在約0.1秒至約100秒左右的持續(xù)時間內執(zhí)行的。
15.如權利要求13所述的方法，其中所述氧化包括等離子氧化，并且所述等離子氧化是在含氧等離子處于約20°至約300℃的溫度并在約5秒至約200秒左右的持續(xù)時間內執(zhí)行的。
16.如權利要求13所述的方法，其中所述氧化包括濕化學氧化，并且所述濕化學氧化是在氧化劑處于約20°至約80℃的溫度中并在約10秒至約200秒的持續(xù)時間內執(zhí)行的。
17.如權利要求12所述的方法，其中所述至少一個導電特征包括Cu、W、Al、或者其合金。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述至少一個導電特征包括Cu或者含Cu合金。
19.如權利要求12所述的方法，其中所述含金屬罩包括元素Co、元素Ni、CoP、CoWP、CoB、CoWB、NiP、NiWP或者NiWB。
20.如權利要求19所述的方法，其中所述含金屬罩包括CoW或者CoWP。
全文摘要
提供了一種互連結構，其包括位于電介質材料內提供的每一導電特征的頂上的含金屬罩，其中含金屬罩的表面區(qū)域在任何其它電介質材料隨后沉積在其上之前被氧化。另外，位于導電特征之間的電介質材料表面上的金屬微粒也可以與含金屬罩的表面區(qū)域同時被氧化。這樣做提供了具有低泄漏電流的結構。依照本發(fā)明，氧化步驟是在含金屬罩的無電鍍敷之后并且在電介質覆蓋層或者覆蓋層間或層內電介質材料的沉積之前執(zhí)行的。
文檔編號H01L21/768GK101051632SQ20071008983
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權日2006年4月7日
發(fā)明者杰弗里·P.·岡比諾, 賈森·P.·吉爾, 簡恩·E.·懷恩, P.E.·希恩·斯密斯 申請人:國際商業(yè)機器公司