【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别是涉及一种降低通孔阻值的金属填充方法。
技术介绍
1、随着制程的微缩，中段的工艺尺寸越来越小。在深微纳米半导体工艺之前的技术节点，cmos器件本身的尺寸和特性对器件的电性性能影响最大，随着尺寸的微缩，中后段的接触电阻及金属连线的本身电阻对器件性能的影响越来越大。为了减少对电性的影响，后端从最初的al连接工艺，到cu连接工艺，中段进一步加入了co连接工艺，使得金属连线的电阻越来越低，减少了金属连线对器件性能的影响。但是随着金属连接工艺的变化及尺寸微缩，制造过程越来越复杂，难度越来越高，良率提升变得越来越困难。
2、为了降低中段连接电阻，tsmc(台湾积体电路制造股份有限公司)在7nm的第零层via(通孔)引入了选择性生长钨工艺，删掉了金属填充必须要的tin作为绝缘层和粘结层。由于tin是高阻材料，没有tin的存在，通孔的阻值可以降低50％左右，对器件性能有明显的提升。但是由于选择性生长钨工艺的生长工艺难度较大，并且由于没有tin的存在，w和氧化层界面结合较差。因此在w cmp(化学机械平坦化研磨)的时候，研磨液容易沿着w和氧化层界面处下渗，损伤底层的金属。tsmc的解决方案是通过增加多道imp(离子注入)施加压力，并且利用湿法刻蚀，在底部金属形成一个碗口结构，减少底层金属的损伤，但是上述方法仍然无法完全避免前层co金属的损伤。除此之外，选择性生长钨工艺的生长效率比较差，经常出现cvd w(化学气相沉积的钨)和tin填入到选择性生长钨未生长完全的孔里面。
3、为解决上述问题，需要提出
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种降低通孔阻值的金属填充方法，用于解决现有技术中选择性生长金属工艺的生长工艺难度较大，并且由于没有隔离层的存在，金属层和氧化层界面结合较差，通孔底层金属易损伤的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种降低通孔阻值的金属填充方法，包括：
3、步骤一、提供衬底，所述衬底上形成集成电路器件；
4、在所述半导体衬底上形成互连结构，其中，所述互连结构包括与所述集成电路器件连接的多个导电部件；
5、步骤二、形成覆盖所述互连结构的刻蚀停止层，在所述刻蚀停止层上形成第一层间介质层；
6、步骤三、在所述第一层间介质层上形成开口图形以定义出第一通孔的形成区域；
7、步骤四、在所述通孔上形成隔离层，去除所述开口图形侧壁之外的所述隔离层，刻蚀去除所述开口图形底部的所述刻蚀停止层，使其下的所述导电部件裸露；
8、步骤五、利用择性生长工艺形成覆盖裸露所述导电部件的第一金属层，之后利用淀积、研磨形成填充所述开口图形的第二金属层。
9、优选地，步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。
10、优选地，步骤一中的所述导电部件包括第二包括第二层间介质层以分离和隔离各种所述导电部件。
11、优选地，步骤一中的所述导电部件包括接触件；金属线；和第二通孔中的至少一种。
12、优选地，步骤二中的所述刻蚀停止层的材料为氮化硅。
13、优选地，步骤二中的所述第一层间介质层包括氧化硅的介电材料、低k介电材料中的至少一种。
14、优选地，步骤四中的所述隔离层的材料包括钽、氮化钽、钛、氮化钛中的至少一种。
15、优选地，步骤五中的所述第一、二金属层的材料为钨。
16、优选地，步骤五中利用化学气相沉积的方法形成所述第二金属层。
17、优选地，步骤五中的所述研磨的方法为化学机械平坦化研磨。
18、如上所述，本专利技术的降低通孔阻值的金属填充方法，具有以下有益效果：
19、本专利技术利用了选择性生长的金属层底部没有高阻值的隔离层的优点，又在通孔的中上部保留隔离层用于金属层和层间介质层接触的粘附层，器件的可靠性和稳定性得到了提升。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于，至少包括：
2.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(SOI)衬底。
3.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤一中的所述导电部件包括第二包括第二层间介质层以分离和隔离各种所述导电部件。
4.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤一中的所述导电部件包括接触件；金属线；和第二通孔中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤二中的所述刻蚀停止层的材料为氮化硅。
6.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤二中的所述第一层间介质层包括氧化硅的介电材料、低k介电材料中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤四中的所述隔离层的材料包括钽、氮化钽、钛、氮化钛中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤五中利用化学气相沉积的方法形成所述第二金属层。
10.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤五中的所述研磨的方法为化学机械平坦化研磨。
...【技术特征摘要】
1.一种降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于，至少包括：
2.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。
3.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤一中的所述导电部件包括第二包括第二层间介质层以分离和隔离各种所述导电部件。
4.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤一中的所述导电部件包括接触件；金属线；和第二通孔中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的降低通孔阻值的金属填充方法，其特征在于：步骤二中的所述刻蚀停止层的材料为氮化硅。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文胜，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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