[发明专利]无空隙接触栓塞

权利要求书

1.一种在半导体结构中形成接触栓塞的方法，包括：

提供半导体结构；

在所述半导体结构之上形成电介质层；

形成穿过所述电介质层的接触开口以使下面的半导体器件中的 接触区域暴露；

将初始接触层淀积到所述接触开口中；

将阻挡层淀积在所述初始接触层上并且淀积到所述接触开口中；

将钨种籽层淀积在所述阻挡层上并且淀积到所述接触开口中；

从所述接触开口的底部表面向上用金属材料填充所述接触开口； 和

通过向下抛光所述半导体结构至少到所述钨种籽层，来从所述接 触开口外部移除任何多余的导电材料。

2.如权利要求1所述的方法，其中淀积初始接触层包括将钛或 钽层淀积到所述接触开口中。

3.如权利要求1所述的方法，其中淀积阻挡层包括将氮化钛层 淀积在所述初始接触层上并且淀积到所述接触开口中。

4.如权利要求1所述的方法，其中淀积钨种籽层包括将无定形 或小晶粒的钨层淀积在所述阻挡层上并且淀积到所述接触开口中。

5.如权利要求4所述的方法，其中淀积无定形或小晶粒的钨层 包括使用物理气相淀积工艺将无定形或小晶粒的钨层溅射淀积在所 述阻挡层上并且淀积到所述接触开口中。

6.如权利要求4所述的方法，其中淀积无定形或小晶粒的钨层 包括使用使含钨的源分解的含硅气体来将无定形或小晶粒的钨层淀 积在所述阻挡层上并且淀积到所述接触开口中。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述钨种籽层具有无定形或 小晶粒结晶结构。

8.如权利要求1所述的方法，其中填充所述接触开口包括在所 述钨种籽层上电镀铜以填充所述接触开口而不形成空隙。

9.如权利要求1所述的方法，其中抛光所述半导体结构包括使 用化学机械抛光工艺移除形成在所述电介质层之上和所述接触开口 外部的所述金属材料、钨种籽层、阻挡层和初始接触层的任何部分。

10.一种在部分制造的集成电路中在开口中形成导电结构的方 法，包括：

形成接触开口穿过电介质层以使下面的半导体器件中的接触区 域暴露；

使用物理气相淀积工艺在所述接触开口中淀积初始金属层，所述 初始金属层覆盖在所述接触开口的侧面和底部表面上面，同时保留使 所述接触开口基本上开放；

在所述接触开口中在所述初始金属层之上淀积金属氮化物层，所 述金属氮化物层覆盖在所述接触开口的侧面和底部表面上面，同时保 留使所述接触开口基本上开放；

在所述接触开口中在所述金属氮化物层之上淀积无定形金属种 籽层，所述无定形金属种籽层覆盖在所述接触开口的侧面和底部表面 上面，同时保留使所述接触开口基本上开放；和

将铜电镀到至少所述接触开口的侧面和底部表面上以填充所述 接触开口。

11.如权利要求10所述的方法，其中淀积初始金属层包括溅射 钛或钽。

12.如权利要求10所述的方法，其中淀积金属氮化物层包括淀 积氮化钛。

13.如权利要求10所述的方法，其中淀积金属氮化物层包括通 过化学气相淀积来淀积氮化钛。

14.如权利要求10所述的方法，其中淀积无定形金属种籽层包 括使用物理气相淀积工艺在所述接触开口中淀积钨层。

15.如权利要求10所述的方法，其中淀积无定形金属种籽层包 括使用WF₆的硅烷分解在所述接触开口中淀积钨层。

16.如权利要求10所述的方法，其中淀积无定形金属种籽层包 括使用WF₆的二氯硅烷分解在所述接触开口中淀积钨层。