半导体器件制造方法以及半导体器件技术

一种半导体器件制造方法以及半导体器件。其中半导体器件制造方法包括：在形成在层间绝缘膜上的开口部的底表面和侧壁上以及位于除开口部之外的层间绝缘膜上的场部上形成包括第一金属的籽晶膜；在籽晶膜上形成抗蚀剂并用该抗蚀剂填充开口部；移除一部分抗蚀剂，同时保留在开口部的底表面上形成的籽晶膜上的抗蚀剂；暴露形成在开口部的侧壁的上部以及场部上的籽晶膜；在位于开口部的侧壁的上部上以及场部上的籽晶膜上形成包括第二金属的覆盖膜，该第二金属的电阻率高于第一金属的电阻率；通过移除抗蚀剂而暴露籽晶膜；以及在暴露的籽晶膜上形成包括第一金属的镀膜。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体器件制造方法以及半导体器件。
技术介绍
近年来，作为形成半导体器件的布线结构的方法，例如日本未审查专利申请公开No. 2010-80525 中公开的方法，以及 Jon Reid 和 JianZhou 的 “Electrofill Challengesand Directions for Future Device Generations，，，Advanced MetallizationConference, 2007, Japan/AsiaSession, 26-27 页中描述的方法是已知的。日本未审查专利申请公开No. 2010-80525描述了ー种方法，该方法包括如下步骤在其表面上包括凹部的晶圆的凹部的至少底表面和侧壁上形成Cu籽晶膜；形成Ru膜或TEOS膜以暴露位于凹部的底表面上的至少一部分Cu籽晶膜，且Ru膜或TEOS膜覆盖位于凹部的侧壁上的一部分Cu籽晶膜；为&1籽晶膜提供电流；通过电镀方法形成Cu镀膜，从而使Cu镀膜沉积在其上则形成有Ru膜的凹部中；对Cu镀膜执行热处理，且随后选择性移除Ru膜或TEOS膜。日本未审查专利申请公开No. 2010-80525描述了方法能防止电镀在凹部侧壁上生长，且由此减少空隙(void)的产生。Jon Reid和 Jian Zhou 的，Tilectrofill Challenges and Directions for FutureDevice Generations”,Advanced Metallization Conference,2007,Japan/Asia Session,26-27页描述了ー种利用薄膜形成促进剂和大分子薄膜形成抑制剂来借助Cu填充高深宽比沟槽的技术。
技术实现思路
但是，JonReid 和 Jian Zhou 的，，Electrofill Challenges and Directions forFuture Device Generations，，， Advanced Metallization Conference,2007, Japan/AsiaSession，26-27页中公开的技术需要用于薄膜形成促进剂和薄膜形成抑制剂的副反应的エ艺，因此该技术不适于エ业制造。而且，当半导体器件的小型化发展且沟槽的开ロ尺寸变小时，开ロ会在Cu沉积到沟槽底表面上之前封闭，从而产生空隙。而且，日本未审查专利申请公开No. 2010-80525中描述的技术在开ロ部(凹部)的整个侧壁上形成诸如Ru膜或TEOS膜的电镀阻挡膜，且籽晶膜暴露在开ロ的底表面上以及开ロ部之外的场部(fieldportion)。因此，开ロ部的底表面上的镀膜的膜形成速度与场部上的镀膜的膜形成速度相同。但是，场部上的镀膜各向异性生长，因此镀膜接近开ロ部生长。因此，当开ロ部的深宽比较高时，从场部开始生长的电镀到达开ロ部并在电镀从底表面到达开ロ部的上端之前封闭开ロ部的上端，因此不能防止产生空隙。因此仍然需要能可靠地防止产生空隙的形成精细布线的技木。根据本专利技术的ー个方面，提供一种半导体器件制造方法，包括在形成在绝缘膜上开ロ部的底表面和侧壁上以及除开ロ部之外的绝缘膜上形成包括第一金属的籽晶膜；在籽晶膜上形成掩膜并用掩膜填充开ロ部；移除一部分掩膜，同时保留在形成在开ロ部的底表面上的籽晶膜上的掩膜，并暴露形成在开ロ部的侧壁的上部上以及除开ロ部之外的绝缘膜上的籽晶膜；在位于开ロ部的侧壁的上部上以及除开ロ部之外的绝缘膜上的籽晶膜上形成包括第二金属的覆盖膜，该第二金属的电阻率高于第一金属的电阻率；在形成覆盖膜之后通过移除开ロ部上保留的掩膜而暴露籽晶膜；以及在暴露的籽晶膜上形成包括第一金属的镀膜。根据本专利技术的另一方面，提供一种半导体器件，包括形成在绝缘膜上的开ロ部、以及内置(built-in)布线，该内置布线包括具有第一金属作为主要成分并沉积在开ロ部中的布线膜，其中布线膜还包括第二金属，该第二金属的电阻率高于第一金属的电阻率，且开ロ部的上部中的布线膜中的第二金属的密度高于开ロ部的下部中的布线膜中的第二金属 的密度。根据本专利技术的该方面，通过形成籽晶膜而使覆盖膜形成在开ロ部的侧壁上部上以及除开ロ部之外的绝缘膜(场部)上，且随后在形成镀膜之前用掩膜填充开ロ部，且随后选择性移除掩膜。由此能防止开ロ部的侧壁以及场部上的电镀生长，以及在电镀从场部生长到达开ロ部之前，使开ロ部中的电镀生长到达开ロ部的上端。因此，能通过在不产生空隙的情况下填满开ロ部而形成精细的内置布线。根据本专利技术的该方面，即使在精细布线的情况下也能防止产生空隙，因此能提供高可靠的半导体器件。附图说明图IA是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图IB是沿图IA中的线A-A'截取的横截面图；图2A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图2B是沿图2A中的线A-A'截取的横截面图；图3A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图3B是沿图3A中的线A-A'截取的横截面图；图4A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图4B是沿图4A中的线A-A'截取的横截面图；图5A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图5B是沿图5A中的线A-A'截取的横截面图；图6A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图6B是沿图6A中的线A-A'截取的横截面图；图7A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图7B是沿图7A中的线A-A'截取的横截面图；图8A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图SB是沿图8A中的线A-A'截取的横截面图9A是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图9B是沿图9A中的线A-A'截取的横截面图；图IOA是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图IOB是沿图IOA中的线A-A'截取的横截面图；图IlA是示意性示出根据第一实施例的制造方法的横截面图，且图IlB是沿图IlA中的线A-A'截取的横截面图；图12A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图12B是沿图12A中的线A-A'截取的横截面图；图13A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图13B是沿图13A中的线A-A'截取的横截面图； 图14A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图14B是沿图14A中的线A-A'截取的横截面图；图15A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图15B是沿图15A中的线A-A'截取的横截面图；图16A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图16B是沿图16A中的线A-A'截取的横截面图；图17A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图17B是沿图17A中的线A-A'截取的横截面图；图18A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图18B是沿图18A中的线A-A'截取的横截面图；图19A是示意性示出根据第二实施例的制造方法的横截面图，且图19B是沿图19A中的线A-A'截取的横截面图；图20A和20B是用于解释现有技术的示意图；以及图21A和21B是示意性示出根据实施例的半导体器件的横截面图，且图21B是沿图2IA中的线A-A'截取的横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.17 JP 2011-0592161.一种半导体器件制造方法，包括 在形成在绝缘膜上的开口部的底表面和侧壁上以及除所述开口部之外的所述绝缘膜上形成包括第一金属的籽晶膜； 在所述籽晶膜上形成掩膜并用所述掩膜填充所述开口部； 移除一部分所述掩膜，同时保留在所述开口部的底表面上形成的所述籽晶膜上的所述掩膜，并且暴露形成在所述开口部的侧壁的上部以及除所述开口部之外的所述绝缘膜上的所述籽晶膜； 在位于所述开口部的侧壁的上部上以及除所述开口部之外的所述绝缘膜上的所述籽晶膜上形成覆盖膜，所述覆盖膜包括第二金属，所述第二金属的电阻率高于所述第一金属的电阻率； 通过在形成所述覆盖膜之后移除保留在所述开口部上的所述掩膜而暴露所述籽晶膜；以及 在暴露的籽晶膜上形成包括所述第一金属的镀膜。2.根据权利要求I所述的半导体器件制造方法， 其中所述绝缘膜是多层绝缘膜，在该多层绝缘膜中第一绝缘膜和第二绝缘膜以该顺序层置， 其中所述开口部形成为贯穿所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜，以及其中在暴露所述籽晶膜的步骤中，暴露形成在所述第二绝缘膜内部的侧壁的上部上的所述籽晶膜，并且在所述第二绝缘膜内部保留所述掩膜。3.根据权利要求I所述的半导体器件制造方法， 其中在形成所述镀膜的步骤之后，移除形成在除所述开口部之外的所述绝缘膜上的所述覆盖膜和所述籽晶膜。4.根据权利要求I所述的半导体器件制造方法，还包括 在形成所述镀膜的步骤之后对所述镀膜执行热处理， 其中在对所述镀膜执行热处理的步骤中，所述第二金属扩散进所述镀膜中，并且形成包括所述第一金属作为主要成分的掩埋布线结构。5.根据权利要求4所述的半导体器件制造方法， 其中所述掩埋布线结构具有双镶嵌结构。6.根据权利要求I所述的半导体器件制造方法， 其中所述开口部包括布线沟槽和耦合至所述布线沟槽的过孔部，以及其中在暴露所述籽晶膜的步骤中，暴露形成在所述布线沟槽的侧壁的...

【专利技术属性】
技术研发人员：古谷晃，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：