[发明专利]双镶嵌填充

说明书

本发明涉及双镶嵌填充。提供了一种用于用金属或金属合金填充电介质层中形成的通孔的方法，所述金属或金属合金对含铜互连件上的铜具有低溶解度，其中所述通孔是具有沟槽和通孔的双镶嵌结构的一部分。直接在通孔的底部的含铜互连件上选择性沉积对铜具有低溶解度的第一金属或金属合金的密封层，其中形成通孔的电介质层的侧壁暴露于沉积密封层，并且其中具有低溶解度的第一金属或金属合金被选择性沉积以仅在含铜互连件上形成层。在密封层上无电沉积对铜具有低溶解度的第二金属或金属合金的通孔填充物，从而填充通孔。

技术领域

本发明涉及在半导体晶片上形成半导体器件的方法。更具体地，本发明涉及形成具有通孔和沟槽的金属特征。

背景技术

在形成半导体器件中，在金属互连件上的电介质层中形成导电金属特征。导电金属触点可以由通孔和沟槽的双镶嵌特征形成。

发明内容

为了实现上述并根据本公开的目的，提供了一种用金属或金属合金填充电介质层中形成的通孔的方法，所述金属或金属合金对含铜互连件上的铜具有低溶解度，其中所述通孔是具有沟槽和通孔的双镶嵌结构的一部分。直接在所述通孔底部的所述含铜互连件上选择性地沉积对铜具有低溶解度的第一金属或金属合金的密封层，其中形成所述通孔的电介质层的侧壁暴露于所述沉积第一金属或金属合金，并且其中选择性沉积具有低溶解度的所述第一金属或金属合金，以仅在所述含铜互连件上形成密封层。在所述密封层上无电沉积对铜具有低溶解度的第二金属或金属合金的通孔填充物，从而填充所述通孔。

在另一个表现方式中，提供了一种用金属或金属合金填充在电介质层中形成的通孔的方法，所述金属或金属合金对含铜互连件上的铜具有低溶解度，其中所述通孔是具有沟槽和通孔的双镶嵌结构的一部分。在所述含铜互连件上无电沉积对铜具有低溶解度的第一金属或金属合金的层，以在所述含铜互连件上形成层。漂洗并干燥所述无电沉积的层。在所述层上无电沉积对铜具有低溶解度的第二金属或金属合金通孔填充物，从而填充所述通孔。所述通孔填充包括：执行对铜具有低溶解度的所述第二金属或金属合金的无电沉积，其中所述通孔填充物的所述无电沉积使用比用于无电沉积所述层的无电沉积浴更具反应性的无电沉积浴。可以提供酸清洗以去除金属污染物。

在另一种表现方式中，提供了一种用金属或金属合金填充在电介质层中形成的通孔的方法，所述金属或金属合金对含铜互连件上的铜具有低溶解度，其中所述通孔是具有沟槽和通孔的双镶嵌结构的一部分。在所述含铜互连件上沉积对铜具有低溶解度的化学气相沉积(CVD)的第一金属或金属合金的层。在所述层上无电沉积对铜具有低溶解度的第二金属或金属合金通孔填充物，从而填充所述通孔。所述通孔填充包括：执行对铜具有低溶解度的所述第二金属或金属合金的无电沉积；以及可选地提供酸清洗以去除金属污染物。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种用金属或金属合金填充电介质层中形成的通孔的方法，所述金属或金属合金对含铜互连件上的铜具有低溶解度，其中所述通孔是具有沟槽和通孔的互连结构的一部分，所述方法包括：

直接在所述通孔底部的所述含铜互连件上选择性地沉积对铜具有低溶解度的第一金属或金属合金的密封层，其中形成所述通孔的电介质层的侧壁暴露于所述沉积所述第一金属或金属合金，并且其中选择性沉积具有低溶解度的所述第一金属或金属合金，以仅在所述含铜互连件上形成层；以及

在所述密封层上无电沉积对铜具有低溶解度的第二金属或金属合金的通孔填充物，从而填充所述通孔。

2.根据条款1所述的方法，其中所述无电沉积所述通孔填充物包括：

提供清洗；

执行对铜具有低溶解度的所述第二金属或金属合金的无电沉积；以及

提供酸清洗以去除金属污染物。