[发明专利]双镶嵌填充

权利要求书

1.一种用金属或金属合金填充电介质层中形成的通孔的方法，所述金属或金属合金对含铜互连件上的铜具有低溶解度，其中所述通孔是具有沟槽和通孔的互连结构的一部分，所述方法包括：

直接在所述通孔底部的所述含铜互连件上选择性地沉积对铜具有低溶解度的第一金属或金属合金的密封层，其中形成所述通孔的电介质层的侧壁暴露于所述沉积所述第一金属或金属合金，并且其中选择性沉积具有低溶解度的所述第一金属或金属合金，以仅在所述含铜互连件上形成层；以及

在所述密封层上无电沉积对铜具有低溶解度的第二金属或金属合金的通孔填充物，从而填充所述通孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述无电沉积所述通孔填充物包括：

提供清洗；

执行对铜具有低溶解度的所述第二金属或金属合金的无电沉积；以及

提供酸清洗以去除金属污染物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述选择性沉积所述密封层包括化学气相沉积(CVD)对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金。

4.根据权利要求3所述的方法，其中对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金是钴、钌或铱中的一种或多种或其与其它元素的合金，所述其它元素例如但不限于W、Mo、Re、P和B。

5.根据权利要求4所述的方法，其还包括：

在所述通孔填充物和邻近所述通孔的沟槽上方形成阻挡层；以及

用包含铜、钴、钌、镍或钨中的至少一种的导电金属或金属合金填充所述沟槽。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述选择性沉积所述密封层包括：

提供预沉积清洗；

在所述含铜互连件上无电沉积对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金的层，以在所述含铜互连件上形成层，其中所述通孔填充物的所述无电沉积使用比用于无电沉积所述密封层的无电沉积浴更具反应性的无电沉积浴；

提供后沉积清洗；以及

漂洗并干燥所述无电沉积的层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金是钴、钌或铱中的一种或多种或其与其它元素的合金，所述其它元素例如但不限于W、Mo、Re、P和B- 。

8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：

在所述通孔填充物和邻近所述通孔的沟槽上方形成阻挡层；以及

用包含铜、钴、钌、镍或钨中的至少一种的导电金属或金属合金填充所述沟槽。

9.根据权利要求2所述的方法，其中所述沉积所述密封层包括：在所述含铜互连件上无电沉积对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金的层，以在所述含铜互连件上形成层，其中所述通孔填充物的所述无电沉积使用与用于无电沉积所述层的无电沉积浴相比对铜更具反应性的无电沉积浴；以及

漂洗并干燥所述无电沉积的层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金是钴、钌或铱中的一种或多种或其与其它元素的合金，所述其它元素例如但不限于W、Mo、Re、P和B。

11.根据权利要求10所述的方法，其还包括：

在所述通孔填充物和邻近所述通孔的沟槽上方形成阻挡层；以及

用包含铜、钴、钌、镍或钨中的至少一种的导电金属或金属合金填充所述沟槽。

12.根据权利要求1所述的方法，其中对铜具有低溶解度的所述第一金属或金属合金是钴、钌或铱中的一种或多种或其与其它元素的合金，所述其它元素例如但不限于W、Mo、Re、P和B。

13.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

在所述通孔填充物和邻近所述通孔的沟槽上方形成阻挡层；以及

用包含铜、钴、钌、镍或钨中的至少一种的导电金属或金属合金填充所述沟槽。