[发明专利]一种在沟槽内填充金属的方法和一种沟槽结构

说明书

本发明提供一种在沟槽内填充金属的方法和一种沟槽结构，所述方法包括以下过程：在待填充沟槽内表面淀积籽晶层，形成一籽晶层沟槽；去除所述籽晶层沟槽豁口处的籽晶层悬垂凸起结构；在所述籽晶层表面淀积金属，以填充所述籽晶层沟槽。本发明方法和结构通过对籽晶层沟槽的豁口处进行刻蚀，去掉了所述籽晶层沟槽豁口处的籽晶层悬垂凸起结构，能够使后续淀积金属填充物的过程能够顺利进行，能够有效降低了连线内空心缺陷的发生。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种在沟槽内填充金属的方法和一种沟槽结构。

背景技术

随着半导体元器件尺寸不断缩小到次微米级，在高效率、高密度集成电路中的晶体管数量上升到几千万个。这些数量庞大的有源元件的信号集成需要多层高密度金属连线，然而这些金属连线带来的电阻和寄生电容已经成为限制这种高效集成电路速度的主要因素。基于这个因素的推动，半导体工业从原来的金属铝连线工艺发展成金属铜连线。金属铜减少了金属连线层间的电阻，同时增强了电路稳定性。随着微电子技术的不断发展及特征尺寸不断缩小，在线宽14nm以上的连线制备工艺中，随着金属线宽变窄，使得填充无法继续进行沟槽金属填充变得更加困难，金属连线中空缺陷加剧。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种在沟槽内填充金属的方法和一种沟槽结构，用于解决半导体领域金属连线填充时容易造成中空缺陷的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明的第一个方面是提供一种在沟槽内填充金属的方法，所述方法包括以下步骤：

在待填充沟槽内表面淀积籽晶层，形成一籽晶层沟槽；

去除所述籽晶层沟槽豁口处的籽晶层悬垂凸起结构；

在所述籽晶层表面淀积金属，以填充所述籽晶层沟槽。

作为本发明的一个可选方案，所述待填充沟槽的表面覆盖有阻挡层。

作为本发明的一个可选方案，所述阻挡层为Ta或TaN。

作为本发明的一个可选方案，所述阻挡层采用化学气相淀积工艺淀积而成。

作为本发明的一个可选方案，所述方法还包括去除所述沟槽豁口处阻挡层悬垂凸起结构的过程。

作为本发明的一个可选方案，所述悬垂凸起结构通过刻蚀工艺去除。

作为本发明的一个可选方案，所述刻蚀工艺在250～350v的负偏压下进行。

作为本发明的一个可选方案，所述刻蚀工艺采用Ar⁺离子或He⁺进行刻蚀。

作为本发明的一个可选方案，淀积所述金属之前还设置有对所述阻挡层和所述籽晶层刻蚀损伤的修复过程。

作为本发明的一个可选方案，所述修复过程包括采用200～250W的射频功率淀积籽晶层。

作为本发明的一个可选方案，在所述阻挡层淀积之前还设置有预清洗的过程。

作为本发明的一个可选方案，在所述预清洗的过程之前还设置有除气的过程。

作为本发明的一个可选方案，所述金属为铜。

作为本发明的一个可选方案，所述铜采用电化学镀膜的工艺淀积填充在所述籽晶层沟槽内。

作为本发明的一个可选方案，采用650～750W的射频功率淀积所述籽晶层。

作为本发明的第二个方面是提供一种沟槽结构，所述沟槽内填充金属，所述金属采用上述任一项所述的方法填充而成。