[发明专利]用于半导体结构的金属特征的自底向上填充（BUF）

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

沟槽，其设置在层间电介质(ILD)层中，所述沟槽具有侧壁、底部和顶部；

U形金属种子层，其设置在所述沟槽的所述底部并沿着所述沟槽的所述侧壁，但大体上位于所述沟槽的所述顶部下方；以及

金属填充层，其设置在所述U形金属种子层上并将所述沟槽填充到所述沟槽的所述顶部，其中，所述金属填充层沿着所述沟槽的所述侧壁的位于所述U形金属种子层上方的部分与所述ILD层的电介质材料直接接触。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述沟槽是后端金属化层中的金属线开口或过孔开口。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述U形金属种子层具有大约在1纳米-2纳米的范围内的厚度。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述U形金属种子层包括从由钨、氮化钨、氮化钛、钌和钴构成的组中选择的材料。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述U形金属种子层被设置为沿所述沟槽的所述侧壁达小于所述沟槽的高度的大约50％的高度。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中，所述U形金属种子层被设置为沿所述沟槽的所述侧壁达小于所述沟槽的高度的大约25％的高度。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述金属填充层没有接缝或间隙。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述ILD层的所述电介质材料是低k电介质材料。

9.一种制造半导体结构的方法，所述方法包括：

在层间电介质(ILD)层中形成沟槽，所述沟槽具有侧壁、底部和顶部；

在所述沟槽的所述底部并沿着所述沟槽的所述侧壁、但大体上在所述沟槽的所述顶部下方形成U形金属种子层；以及

在所述U形金属种子层上形成金属填充层以将所述沟槽填充到所述沟槽的所述顶部，其中，所述金属填充层选择性地形成在所述U形金属种子层上。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金属种子层包括：

在所述沟槽的所述底部并沿着所述沟槽的所述侧壁到所述沟槽的所述顶部形成金属种子层；

在所述金属种子层上形成材料填充层；

使所述材料填充层凹陷以暴露所述金属种子层的部分；

去除所述金属种子层的暴露的部分以形成所述U形金属种子层；以及

去除凹陷的材料填充层。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金属种子层包括：

在所述沟槽的所述底部并沿着所述沟槽的所述侧壁到所述沟槽的所述顶部形成金属种子层；

在所述金属种子层上形成材料填充层；

使所述材料填充层凹陷以暴露所述金属种子层的部分；

在所述金属种子层的暴露的部分上形成自组装单层(SAM)，以形成所述金属种子层的钝化部分；以及

去除凹陷的材料填充层以暴露所述U形金属种子层。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金属种子层包括：

在所述沟槽中形成材料填充层；

使所述材料填充层凹陷以暴露所述沟槽的所述侧壁的上部部分；

在所述沟槽的所述侧壁的暴露的上部部分上形成自组装单层(SAM)；

去除凹陷的材料填充层；

在所述沟槽的所述底部处形成所述U形金属种子层；以及

从所述沟槽的所述侧壁的所述暴露的上部部分去除所述SAM。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金属种子层包括：

在所述沟槽的所述底部并沿着所述沟槽的所述侧壁到所述沟槽的所述顶部形成金属种子层；以及

通过倾斜蚀刻去除所述金属种子层的上部部分以形成所述U形金属种子层。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述U形金属种子层上形成所述金属填充层包括通过原子层沉积或化学气相沉积来沉积所述金属填充层。