[发明专利]接触孔的填充方法

说明书

本发明公开了一种接触孔的填充方法，包括步骤：步骤一、在半导体衬底上形成接触孔的开口；步骤二、在接触孔的开口的底部表面和侧面形成作为粘附层的钛层；步骤三、采用金属钨的PVD工艺在钛层表面形成第一钨层；步骤四、采用CVD工艺在第一钨层表面形成主体钨层并将接触孔的开口完全填充从而形成接触孔。本发明利用金属钨的PVD工艺不采用WF6的特点取消作为用于阻挡WF6扩散的阻挡层，能同时实现降低接触电阻以及实现更好的主体钨层的填充。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种接触孔的填充方法。

背景技术

如图1所示，是本发明实施例接触孔的填充方法的流程图；如图2所示，是本发明接触孔的填充方法形成的接触孔的结构图，本发明实施例接触孔的填充方法包括如下步骤：

步骤一、在半导体衬底101上形成接触孔的开口。

所述接触孔的开口穿过形成于所述半导体衬底101表面的层间膜102。

所述半导体衬底101为硅衬底。所述层间膜102为氧化膜。

步骤二、在所述接触孔的开口的底部表面和侧面形成钛(Ti)层103，所述钛层103作为粘附层。

所述钛层103采用物理气相沉积(PVD)工艺形成。

步骤三、在所述钛层103表面形成作为阻挡层的氮化钛(TiN)层104。

步骤四、采用原子层沉积(ALD)工艺形成钨籽晶层105。形成钨籽晶层105的ALD工艺中需要采用的工艺气体包括B2H6和WF6。氮化钛层104能阻挡WF6扩散。

步骤五、采用化学气相沉积(CVD)工艺在钨籽晶层105表面形成主体钨层106并将接触孔的开口完全填充从而形成接触孔。由图2可知，在主体钨层106前接触孔的开口的剩余开口的宽度为d101。

之后，采用化学机械研磨(CMP)工艺将所述接触孔的开口外的所述主体钨层106、所述钨籽晶层105、氮化钛层104和所述钛层103都去除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种接触孔的填充方法，不需要采用阻挡层，从而能同时实现降低接触电阻以及实现更好的主体钨层的填充。

为解决上述技术问题，本发明提供的接触孔的填充方法包括如下步骤：

步骤一、在半导体衬底上形成接触孔的开口。

步骤二、在所述接触孔的开口的底部表面和侧面形成钛层，所述钛层作为粘附层。

步骤三、采用金属钨的PVD工艺在所述钛层表面形成第一钨层；利用金属钨的PVD工艺不采用WF6的特点取消作为用于阻挡WF6扩散的阻挡层，通过取消所述阻挡层降低接触电阻同时增加后续的主体钨层填充前的所述接触孔的开口内剩余开口的宽度，有利于后续的所述主体钨层的填充；所述第一钨层同时作为后续的主体钨层形成时籽晶层。

步骤四、采用CVD工艺在所述第一钨层表面形成所述主体钨层，所述主体钨层将所述接触孔的开口完全填充并形成所述接触孔。

进一步的改进是，步骤一的所述接触孔的开口穿过形成于所述半导体衬底表面的层间膜。

进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底。

进一步的改进是，所述层间膜为氧化膜。

进一步的改进是，步骤二中所述钛层采用PVD工艺形成。

进一步的改进是，步骤四中所述主体钨层的CVD工艺的工艺气体包括WF6和H2。