[发明专利]解耦过孔填充

说明书

背景技术

在集成电路的制造中，通常使用铜双镶嵌工艺在半导体衬底上形成互连部。该工艺典型地以被蚀刻到电介质层中并且然后被使用物理气相沉积(PVD)溅射工艺填充阻挡/粘附层和种子层的沟槽和过孔(via)开始。然后使用电镀工艺给过孔和沟槽填充铜金属以形成互连部。然而，随着装置尺寸按比例缩小并且特征变窄，特征的纵横比变得更有挑衅性(aggressive)。视距(line-of-sight)PVD工艺引起了诸如阻挡/粘附、以及种子层的沟槽悬垂的问题，导致镀覆期间夹断的沟槽和过孔开口，以及不充分的间隙填充。

附图说明

图1a-b共同示例引起诸如阻挡/粘附、以及种子层的沟槽悬垂的问题，导致镀覆期间夹断的沟槽和过孔开口，以及不充分的间隙填充的视距沉积工艺。

图2a-b共同示例引起诸如不完美的选择性所固有的缺陷的问题的选择性沉积工艺。

图3a-b共同示例根据本公开的实施例的源自解耦过孔填充(decoupled via fill)工艺的范例结构。

图4a-b示出了根据本公开的实施例的源自解耦过孔工艺的结构的透射电子显微镜(TEM)图像。

图5示例根据本公开的实施例的解耦过孔填充工艺。

图6示例对于由传统双镶嵌工艺形成的过孔和由根据本公开的实施例的解耦过孔填充工艺形成的过孔，过孔阻抗作为过孔几何结构的函数的图示。

图7示例以一个或多个集成电路实施的计算系统，该一个或多个集成电路包括根据本公开的实施例配置的互连结构。

具体实施方式

公开了用于提供解耦过孔填充的技术。给定过孔沟槽，将第一阻挡层共形地沉积到沟槽的底部和侧壁上。然后，将第一金属填料毯式沉积(blanket deposit)到沟槽中。随后使非选择性沉积物凹进，使得仅沟槽的部分填充有第一金属。与第一金属一起去除先前沉积的第一阻挡层，由此重新暴露沟槽的上部侧壁。然后，将第二阻挡层共形地沉积到第一金属的顶部和沟槽的现在暴露的侧壁上。将第二金属填料毯式沉积到剩余沟槽中。正如对于第一金属的非选择性沉积，第二金属的非选择性沉积可以提供过量金属，该过量金属能够被根据需要利用平坦化和/或蚀刻去除。然后能够执行随后的处理(例如，下一ILD层、钝化层、或电子装置层、或接触层的形成)。如将理解的，第一共形阻挡物防止下部金属与第一填充金属之间的混合。另外，第一金属的非选择性沉积防止传统无电途径中形成的缺陷。同样，以第二薄的共形阻挡物覆盖第一填充金属的顶部防止第一填充金属与第二填充金属之间的混合，并且还最小化了空隙以及提供了较高的EM性能。从而，提供了用于使用双金属工艺填充高纵横比过孔的方法学。然而，需要注意，根据一些实施例，第一金属和第二金属也可以相同。

总的概述