[发明专利]用于形成钌金属覆盖层的方法

权利要求书

1.一种用于形成半导体器件的方法，其包括如下步骤：

在等离子体处理室中的衬底支架上设置图案化衬底，所述图案化衬底包括形成于低k电介质材料中的凹入特征和位于所述凹入特征上的底部处的第一金属化层；

用由包括NH₃的第一处理气体在所述等离子体处理室中形成的NH_x(x≤3)自由基和H自由基处理所述图案化衬底；

在所述第一金属化层上形成第一钌(Ru)金属覆盖层；

在所述凹入特征中、包括在所述低k电介质材料上和在所述第一Ru金属覆盖层上沉积阻挡层；和

用铜(Cu)金属填充所述凹入特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述图案化衬底的步骤还包括以下特征：在所述等离子体处理室中的用于所述第一处理气体的大于1Torr的气压。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述图案化衬底的步骤还包括通过将小于100W的RF功率施加到所述衬底支架来由所述第一处理气体产生等离子体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述图案化衬底的步骤避免将所述图案化衬底暴露于离子。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成的步骤包括：第一Ru金属覆盖层以相对于形成在所述低k电介质材料上具有选择性地形成在所述第一金属化层上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一处理气体由NH₃组成。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述低k电介质材料包括SiCOH材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一Ru金属覆盖层包括在热化学气相沉积处理中将所述图案化衬底暴露于包括Ru₃(CO)₁₂前驱体蒸气和CO气体的沉积气体。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

在填充之后，形成具有Cu通路和低k电介质区域的大致平坦表面；

用由包括NH₃的第二处理气体在所述等离子体处理室中形成的NH_x(x≤3)自由基和H自由基，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域；和

在处理过的Cu通路上形成第二Ru金属覆盖层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域的步骤还包括以下特征：在所述等离子体处理室中的用于所述第二处理气体的大于1Torr的气压。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域还包括通过将小于100W的RF功率施加到所述衬底支架来由所述第二处理气体产生等离子体。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域的步骤避免将所述Cu通路和所述低k电介质区域暴露于离子。

13.一种用于形成半导体器件的方法，其包括如下步骤：

在等离子体处理室中的衬底支架上提供图案化衬底，所述图案化衬底具有大致平坦表面，所述大致平坦表面具有铜(Cu)通路和低k电介质区域；

用由包括NH₃的处理气体在所述等离子体处理室中形成的NH_x(x≤3)自由基和H自由基，处理所述铜(Cu)通路和所述低k电介质区域；和

在处理过的Cu通路上形成钌(Ru)金属覆盖层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域的步骤还包括以下特征：所述等离子体处理室中的用于所述处理气体的大于1Torr的气压。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域还包括通过将小于100W的RF功率施加到所述衬底支架来由所述处理气体产生等离子体。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，处理所述Cu通路和所述低k电介质区域的步骤避免将所述Cu通路和所述低k电介质区域暴露于离子。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述形成步骤包括，将Ru金属覆盖层以相对于形成在所述低k电介质区域上具有选择性的方式形成在所述Cu通路上。