[發明專利]用于半導體結構的金屬特征的自底向上填充（BUF）

在審

• 申請號: 201580080097.4
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN107743653A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: S·B·克倫德寧;M·M·米坦;T·E·格拉斯曼;F·格里吉歐;G·M·克洛斯特;K·N·弗拉休爾;F·格瑟特萊恩;R·胡拉尼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L29/423;H01L29/66;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/285;H01L21/768;C23C16/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 林金朝,王英

1.一種半導體結構，包括：

溝槽，其設置在層間電介質(ILD)層中，所述溝槽具有側壁、底部和頂部；

U形金屬種子層，其設置在所述溝槽的所述底部并沿著所述溝槽的所述側壁，但大體上位于所述溝槽的所述頂部下方；以及

金屬填充層，其設置在所述U形金屬種子層上并將所述溝槽填充到所述溝槽的所述頂部，其中，所述金屬填充層沿著所述溝槽的所述側壁的位于所述U形金屬種子層上方的部分與所述ILD層的電介質材料直接接觸。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述溝槽是后端金屬化層中的金屬線開口或過孔開口。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述U形金屬種子層具有大約在1納米-2納米的范圍內的厚度。

4.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述U形金屬種子層包括從由鎢、氮化鎢、氮化鈦、釕和鈷構成的組中選擇的材料。

5.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述U形金屬種子層被設置為沿所述溝槽的所述側壁達小于所述溝槽的高度的大約50％的高度。

6.根據權利要求5所述的半導體結構，其中，所述U形金屬種子層被設置為沿所述溝槽的所述側壁達小于所述溝槽的高度的大約25％的高度。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述金屬填充層沒有接縫或間隙。

8.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述ILD層的所述電介質材料是低k電介質材料。

9.一種制造半導體結構的方法，所述方法包括：

在層間電介質(ILD)層中形成溝槽，所述溝槽具有側壁、底部和頂部；

在所述溝槽的所述底部并沿著所述溝槽的所述側壁、但大體上在所述溝槽的所述頂部下方形成U形金屬種子層；以及

在所述U形金屬種子層上形成金屬填充層以將所述溝槽填充到所述溝槽的所述頂部，其中，所述金屬填充層選擇性地形成在所述U形金屬種子層上。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金屬種子層包括：

在所述溝槽的所述底部并沿著所述溝槽的所述側壁到所述溝槽的所述頂部形成金屬種子層；

在所述金屬種子層上形成材料填充層；

使所述材料填充層凹陷以暴露所述金屬種子層的部分；

去除所述金屬種子層的暴露的部分以形成所述U形金屬種子層；以及

去除凹陷的材料填充層。

11.根據權利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金屬種子層包括：

在所述溝槽的所述底部并沿著所述溝槽的所述側壁到所述溝槽的所述頂部形成金屬種子層；

在所述金屬種子層上形成材料填充層；

使所述材料填充層凹陷以暴露所述金屬種子層的部分；

在所述金屬種子層的暴露的部分上形成自組裝單層(SAM)，以形成所述金屬種子層的鈍化部分；以及

去除凹陷的材料填充層以暴露所述U形金屬種子層。

12.根據權利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金屬種子層包括：

在所述溝槽中形成材料填充層；

使所述材料填充層凹陷以暴露所述溝槽的所述側壁的上部部分；

在所述溝槽的所述側壁的暴露的上部部分上形成自組裝單層(SAM)；

去除凹陷的材料填充層；

在所述溝槽的所述底部處形成所述U形金屬種子層；以及

從所述溝槽的所述側壁的所述暴露的上部部分去除所述SAM。

13.根據權利要求9所述的方法，其中，形成所述U形金屬種子層包括：

在所述溝槽的所述底部并沿著所述溝槽的所述側壁到所述溝槽的所述頂部形成金屬種子層；以及

通過傾斜蝕刻去除所述金屬種子層的上部部分以形成所述U形金屬種子層。

14.根據權利要求9所述的方法，其中，在所述U形金屬種子層上形成所述金屬填充層包括通過原子層沉積或化學氣相沉積來沉積所述金屬填充層。