[发明专利]金属互连线填充方法

说明书

本发明提供了一种金属互连线填充方法，包括：提供衬底，在衬底上形成第一介质层和第二介质层；刻蚀第一介质层和所述第二介质层形成第一凹槽，剩余的第一介质层和剩余的第二介质层之间形成底切；形成牺牲层覆盖剩余的第二介质层表面和所述第一凹槽上部分的内侧壁；分别形成阻挡层和籽晶层覆盖所述牺牲层和第一凹槽的下部分内侧壁及底面，并且形成第二凹槽；向第二凹槽填充金属材料形成金属层，然后研磨去除第二介质层、部分第一介质层、牺牲层、部分阻挡层、部分金属层和部分籽晶层形成金属互连线结构。在沉积阻挡层和籽晶层之前，形成一层牺牲层覆盖凹槽的上部分，可以使得后续形成的籽晶层也是平滑的，最终增加形成互连线结构的连接效果。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种金属互连线填充方法。

背景技术

业界一般采用多层介质层来改善刻蚀轮廓，多个介质层刻蚀后形成凹槽，后续在凹槽内形成阻挡层和籽晶层，最后填充金属经过研磨形成铜互联结构。但是，现有技术中，由于不同介质层的材料差异会存在刻蚀选择比，刻蚀后，介质层之间会形成底切(刻蚀后的剩余的介质层的尺寸不一致)，底切的尺寸(即多个介质层刻蚀后的尺寸之差)过大，会影响后续步骤形成的阻挡层和籽晶层填充凹槽的效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属互连线填充方法，缩小多个介质层刻蚀后形成的底切的尺寸，使得后续步骤形成的阻挡层和籽晶层填充凹槽的效果更好。

为了达到上述目的，本发明提供了一种金属互连线填充方法，包括：

提供衬底，在所述衬底上形成第一介质层和第二介质层；

刻蚀所述第一介质层和所述第二介质层形成第一凹槽，剩余的所述第一介质层和剩余的所述第二介质层之间形成底切；

形成牺牲层覆盖剩余的所述第二介质层表面和所述第一凹槽上部分的内侧壁；

分别形成阻挡层和籽晶层覆盖所述牺牲层和所述第一凹槽的下部分内侧壁及底面，并且形成第二凹槽；

向所述第二凹槽填充金属材料形成金属层，然后研磨去除所述第二介质层、部分所述第一介质层、所述牺牲层、部分所述阻挡层、部分所述金属层和部分所述籽晶层形成金属互连线结构。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，刻蚀所述第一介质层和所述第二介质层形成第一凹槽的刻蚀方法为：干法刻蚀和湿法清洗的方法。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，形成的底切的尺寸小于2nm。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述阻挡层的材料为TaN或TiN。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述籽晶层的材料为铜。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述牺牲层的材料为TaN、Ta、TiN或Ti。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述金属层的材料为铜。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述牺牲层的厚度为5埃～50埃。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述阻挡层的厚度为10埃～50埃。

可选的，在所述的金属互连线填充方法中，所述籽晶层的厚度为30埃～100埃。

在本发明提供的金属互连线填充方法中，在沉积阻挡层和籽晶层之前，形成一层牺牲层覆盖凹槽的上部分，可以使得阻挡层在第一介质层和第二介质层形成的底切处仍然是平滑的，继而使得后续形成的籽晶层也是平滑的，最终增加形成互连线结构的连接效果。

附图说明

图1是本发明实施例的金属互连线填充方法的流程图；

图2至图7是本发明实施例的金属互连线填充方法的剖面示意图；