半導(dǎo)體器件的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：在半導(dǎo)體基底的溝槽側(cè)壁和底部形成金屬籽晶層后，將半導(dǎo)體基底置于裝有電鍍液的電鍍槽內(nèi)；之后使電鍍槽為真空狀態(tài)(即處于負(fù)壓狀態(tài))的電鍍槽后，半導(dǎo)體基底置入電鍍液內(nèi)，通過電化學(xué)鍍膜工藝在金屬籽晶層上續(xù)形成金屬材料，至填充滿溝槽，形成金屬互連結(jié)構(gòu)。因為電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)，基于氣壓平衡需要，半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體被迅速排出，從而可減小半導(dǎo)體基底置入電鍍液內(nèi)后，殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體，進而減小因為殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體而導(dǎo)致后續(xù)電化學(xué)電鍍工藝中，而形成在的金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔洞數(shù)量和體積，以優(yōu)化金屬互連結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，提高金屬互連結(jié)構(gòu)的性能。
【專利說明】
半導(dǎo)體器件的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路(簡稱IC)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)集成電路的工藝節(jié)點逐漸減小，集成電路器件的尺寸不斷縮小，在一片晶圓上，半導(dǎo)體元件的數(shù)量不斷增加，為此集成電路制備工藝不斷革新以提尚集成電路器件的性能。
[0003]如為了滿足半導(dǎo)體元件數(shù)量增多要求，在一片晶圓上通常形成多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，而相鄰層的半導(dǎo)體元件通過金屬互連結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電連接，從而在特定面積的芯片上增加半導(dǎo)體元件數(shù)量，以提高半導(dǎo)體器件的集成度。
[0004]參考圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)多層結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件的制造方法的示意圖，所述制造方法包括:
[0005]提供半導(dǎo)體襯底10，所述半導(dǎo)體襯底10內(nèi)形成有晶體管(圖中未顯示)和金屬互連結(jié)構(gòu)等半導(dǎo)體元件；之后在半導(dǎo)體襯底10上形成第一介質(zhì)層11，在所述第一介質(zhì)層11內(nèi)形第一溝槽12，并向所述第一溝槽12內(nèi)填充銅等導(dǎo)電材料，形成第一導(dǎo)電插塞121或是金屬互連線，用于形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0006]所述第一導(dǎo)電插塞121與第一介質(zhì)層11內(nèi)的半導(dǎo)體元件電連接；之后再于所述第一介質(zhì)層內(nèi)上形成與所述導(dǎo)電插塞11連接的半導(dǎo)體元件(圖中未顯示)后，再與第一介質(zhì)層11上形成第二介質(zhì)層13，重復(fù)上述在第一介質(zhì)層11內(nèi)形成第一導(dǎo)電插塞121和互連線的過程，在所述第二介質(zhì)層13內(nèi)形成第二導(dǎo)電插塞14以及互連線……依次重復(fù)，從而在同一半導(dǎo)體襯底上形成多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件。
[0007]然而，在半導(dǎo)體現(xiàn)有的制造技術(shù)中，形成于各介質(zhì)層內(nèi)的金屬互連結(jié)構(gòu)的性能較差，無法滿足半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展需求。
[0008]為此，如何進一步提高金屬互連結(jié)構(gòu)的性能，以提高半導(dǎo)體器件的性能是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，以提高金屬互連結(jié)構(gòu)的性會K。
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體器件的形成方法，包括:
[0011]提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面形成有溝槽；
[0012]在所述溝槽側(cè)壁以及底部形成金屬籽晶層；
[0013]提供電鍍槽，所述電鍍槽內(nèi)裝有電鍍液；
[0014]將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底放置于電鍍槽中；
[0015]使所述電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)；
[0016]將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)，通過電化學(xué)鍍膜工藝在所述金屬籽晶層上形成金屬材料，以形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0017]可選地，在所述電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，持續(xù)抽取所述電鍍槽內(nèi)氣體。
[0018]可選地，所述金屬籽晶層為銅籽晶層，所述金屬材料為銅。
[0019]可選地，將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)的步驟包括:使所述半導(dǎo)體基底的表面與電鍍液的表面相傾斜的方式插入所述電鍍液內(nèi)。
[0020]可選地，將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)的步驟包括:使所述半導(dǎo)體基底形成有溝槽的表面朝向所述電鍍液，將所述半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液中。
[0021]可選地，在電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，使所述溝槽浸沒于所述電鍍液中，且基底上與所述溝槽相對的另一表面露出所述電鍍液。
[0022]可選地，所述電鍍槽內(nèi)的氣壓小于或等于lOOtorr。
[0023]可選地，在形成所述金屬籽晶層前，所述形成方法還包括:在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成擴散阻擋層。
[0024]可選地，所述擴散阻擋層為氮化鉭層。
[0025]可選地，所述電鍍液為硫酸銅溶液。
[0026]可選地，所述銅籽晶層形成的工藝為物理氣相沉積。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0028]在半導(dǎo)體基底的溝槽側(cè)壁和底部形成金屬籽晶層后，將所述半導(dǎo)體基底置于電鍍槽內(nèi)，在使所述電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)(即處于負(fù)壓狀態(tài))后，將半導(dǎo)體基底置于電鍍槽內(nèi)的電鍍液中，進行電化學(xué)鍍膜工藝。在使電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)后，基于氣壓平衡需要，半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體被迅速排出，從而可減小所述半導(dǎo)體基底置入電鍍液內(nèi)后，殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體，進而減小因為殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體而導(dǎo)致后續(xù)電化學(xué)電鍍工藝中而形成在的金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔洞數(shù)量和體積，以優(yōu)化金屬互連結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，提高金屬互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0029]進一步可選地，在電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，持續(xù)抽取所述電鍍槽內(nèi)氣體，從而及時排出在電化學(xué)電鍍過程中所產(chǎn)生的氣體，以減小因為電化學(xué)鍍膜過程中所產(chǎn)生的氣體進入半導(dǎo)體基底的溝槽中，并被新形成的金屬封閉在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)，從而形成與導(dǎo)電塞內(nèi)的孔洞數(shù)量和體積。
【附圖說明】
[0030]圖1為現(xiàn)有的導(dǎo)電插塞形成工藝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為采用現(xiàn)有工藝形成的導(dǎo)電插塞的電鏡圖；
[0032]圖3?6是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的形成方法一實施例的各步驟中半導(dǎo)體器件的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有的導(dǎo)電插塞的性能較差，分析其原因，參考圖2，圖2示出了采用現(xiàn)有工藝形成的導(dǎo)電插塞結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)采用現(xiàn)有技術(shù)所形成的導(dǎo)電插塞中，形成有大量的孔洞15。這些孔洞15在半導(dǎo)體器件使用過程中，會導(dǎo)致后續(xù)形成的導(dǎo)電插塞被斷開、電阻過高，以及電迀移失效等缺陷(互連線中同樣存在上述缺陷)，從而降低半導(dǎo)體器件的性會K。
[0034]進一步分析這些孔洞15的形成原因，發(fā)現(xiàn):
[0035]在現(xiàn)有的采用諸如銅等金屬的金屬互連結(jié)構(gòu)形成過程中，首先會在半導(dǎo)體基底的溝槽底部以及側(cè)壁形成一層金屬籽晶層，如銅籽晶層；之后將半導(dǎo)體基底置于裝有硫酸銅等電鍍液的電鍍槽內(nèi)，并以所述金屬籽晶層作為陰極，在銅籽晶層的基礎(chǔ)上形成填充滿溝槽的金屬銅(Cu2++2e_ — Cu)，用于形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0036]在將半導(dǎo)體基底放入電鍍槽后，所述半導(dǎo)體基底的溝槽部分氣體會殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽中而無法迅速被排出，后續(xù)的電化學(xué)鍍膜工藝中，殘留在半導(dǎo)體基底內(nèi)的氣體被鎖在形成的金屬中，從而在金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)形成孔洞。
[0037]此外，在電鍍過程中，在陰極上還會形成氫氣(2H++2e_ — H2)，這部分的氫氣也無法及時排出介質(zhì)層內(nèi)的溝槽，從而被鎖在溝槽內(nèi)的金屬中，增加金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)形成孔洞，進而影響金屬互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0038]尤其是隨著集成電路的工藝節(jié)點不斷減小，開設(shè)于介質(zhì)層內(nèi)的溝槽的深寬比增加，在半導(dǎo)體基底進入電鍍槽過程中，殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體，以及電化學(xué)鍍膜工藝中所形成的氣體越發(fā)難以排出，從而在金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)形成數(shù)量眾多的孔洞，進而對于金屬互連結(jié)構(gòu)的性能影響越發(fā)嚴(yán)重。
[0039]為此，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括:
[0040]提供半導(dǎo)體基底，在所述半導(dǎo)體基底表面形成有溝槽；并在所述溝槽側(cè)壁以及底部形成金屬籽晶層；
[0041]提供電鍍槽，所述電鍍槽內(nèi)裝有電鍍液；將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底放置于電鍍槽中；使所述電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)；將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)，通過電化學(xué)鍍膜工藝在所述金屬籽晶層上續(xù)形成金屬材料，至填充滿所述溝槽，形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0042]因為所述電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)，基于氣壓平衡需要，半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體被迅速排出，從而可減小所述半導(dǎo)體基底置入電鍍液內(nèi)后，殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體，進而減小因為殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體而導(dǎo)致后續(xù)電化學(xué)電鍍工藝中，而形成在的金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔洞數(shù)量和體積，以優(yōu)化金屬互連結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，提高金屬互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0043]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖，以對本發(fā)明的具體實施例作詳細(xì)的說明。
[0044]圖3?圖6為提供的半導(dǎo)體器件的形成方法的一實施例的各步驟中半導(dǎo)體器件示意圖。值得注意的是，為了便于附圖清楚地反應(yīng)本實施例各步驟中半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，各附圖中的圖形結(jié)構(gòu)和比例大小略有不同，但各附圖中的差別并不影響本發(fā)明的保護范圍。
[0045]本實施例半導(dǎo)體器件的形成方法具體包括:
[0046]參考圖4所示，提供半導(dǎo)體基底，在所述半導(dǎo)體基底內(nèi)形成有溝槽111，所述溝槽111后續(xù)用于形成金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0047]所述半導(dǎo)體基底可以包括:半導(dǎo)體襯底?；蚴?，所述半導(dǎo)體基底包括半導(dǎo)體襯底、位于所述半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層、半導(dǎo)體材料層，以及位于半導(dǎo)體襯底、介質(zhì)層、半導(dǎo)體材料層內(nèi)的諸如晶體管、金屬互連線等半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)。
[0048]本實施例中，所述半導(dǎo)體基底包括:半導(dǎo)體襯底20和位于所述半導(dǎo)體襯底20上的介質(zhì)層110，所述溝槽111開設(shè)于所述介質(zhì)層110內(nèi)。
[0049]所述半導(dǎo)體襯底100為娃襯底。但在其他實施例中，所述半導(dǎo)體襯底100還可為鍺、鍺硅、砷化鎵襯底或絕緣體上硅襯底，常見的半導(dǎo)體襯底均可作為本實施例中的半導(dǎo)體襯底，本發(fā)明對所述半導(dǎo)體襯底的材料和結(jié)構(gòu)并不做限定。
[0050]本實施例中，所述介質(zhì)層110的材料為介電材料。
[0051]所述介質(zhì)層110的材料為低K介電材料(K值小于或等于3.0)或是超低K介電材料(K值小于或等于2.6)，如多孔結(jié)構(gòu)的氧化硅、摻碳的氧化硅等，從而有效降低后續(xù)形成于所述介質(zhì)層110內(nèi)的金屬互連結(jié)構(gòu)間的寄生電容。
[0052]本實施例中，所述介質(zhì)層110的材料為氧化硅，形成工藝包括化學(xué)氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n，PVD)或原子層沉積法(Atomic Layer Deposit1n，ALD)等。本發(fā)明對所述介質(zhì)層110的材料，以及形成方法并不做限定。
[0053]所述溝槽111的形成方法包括:在所述介質(zhì)層110上形成掩模圖形(圖中未顯示)，并以所述掩模圖形為掩?？涛g所述介質(zhì)層110以形成所述溝槽111。上述形成掩模圖形，并以掩模圖形為掩?？涛g介質(zhì)層的工藝為本領(lǐng)域的成熟技術(shù)，在此不再贅述。
[0054]本實施例中，所述溝槽111貫穿所述介質(zhì)層110，從而可露出所述半導(dǎo)體襯底100中的互連結(jié)構(gòu)等半導(dǎo)體元件，后續(xù)用以形成金屬互結(jié)構(gòu)。
[0055]但在除本實施例外的其他實施例中，所述溝槽111可不貫穿所述介質(zhì)層110。本發(fā)明對所述溝槽111的結(jié)構(gòu)不做具體限定。
[0056]之后，參考圖4，在所述溝槽111的側(cè)壁和底部形成金屬籽晶層120。
[0057]本實施例中，所述金屬籽晶層120為銅籽晶層，后續(xù)形成的金屬互連結(jié)構(gòu)的材料為銅互連結(jié)構(gòu)。
[0058]本實施例中，所述銅籽晶層120的形成工藝為物理氣相沉積法(Physical VaporDeposit1n, PVD)。
[0059]本實施例中，所述銅籽晶層120同時覆蓋在所述介質(zhì)層21的表面。
[0060]可選地，繼續(xù)參考圖4，在所述介質(zhì)層110內(nèi)形成所述溝槽111后，形成所述金屬籽晶層120前，所述半導(dǎo)體器件的形成方法還可包括先在所述溝槽111的側(cè)壁和底部形成擴散阻擋層130。所述金屬籽晶層120形成于所述擴散阻擋層130上。
[0061]所述擴散阻擋層130的材料包括鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)等，結(jié)構(gòu)可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層結(jié)構(gòu)，形成方法包括PVD以及CVD等。所述擴散阻擋層為本領(lǐng)域的成熟工藝，在此不再贅述。
[0062]本實施例中，所述擴散阻擋層130為氮化鉭層。
[0063]所述擴散阻擋層130可有效抑制后續(xù)形成的金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的原子向所述介質(zhì)層內(nèi)擴散，并有效提高后續(xù)形成的金屬互連結(jié)構(gòu)與介質(zhì)層110之間的粘結(jié)力，從而提高半導(dǎo)體器件性能。
[0064]接著參考圖5，提供電鍍槽200，所述電鍍槽200內(nèi)裝有電鍍液210。所述電鍍槽200用以進行電化學(xué)鍍膜工藝，在所述半導(dǎo)體基底上的金屬籽晶層120的基礎(chǔ)上繼續(xù)生長金屬，從而形成填充滿所述介質(zhì)層110內(nèi)的溝槽111的金屬互連結(jié)構(gòu)。
[0065]本實施例中，所述金屬籽晶層120為銅籽晶層，所述電鍍液210采用硫酸銅溶液。
[0066]將形成有所述金屬籽晶層120的半導(dǎo)體基底放置于電鍍槽200中，之后使所述電鍍槽200內(nèi)為真空狀態(tài)，即所述電鍍槽200內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，電鍍槽內(nèi)部的氣壓小于大氣壓。
[0067]本實施例中，將所述電鍍槽200置于一真空腔體300內(nèi)，之后，可采用氣栗(圖中未顯示)等裝置抽取所述真空腔體300內(nèi)的氣體(即抽取所述電鍍槽200內(nèi)的氣體)，使所述真空腔體300為真空狀態(tài)(即使所述電鍍槽200為真空狀態(tài))。
[0068]除本實施例外的其他實施例中，可將形成有所述金屬籽晶層120的半導(dǎo)體基底直接放入所述真空腔體300內(nèi)，并使抽取所述電鍍槽200內(nèi)的氣體，使所述電鍍槽200處于負(fù)壓狀態(tài)，上述簡單的改變均不影響本發(fā)明的保護范圍。
[0069]繼續(xù)參考圖5，接著，將形成有所述金屬籽晶層120的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液210內(nèi)，通過電化學(xué)鍍膜工藝在所述金屬籽晶層上形成金屬材料，直至所述金屬材料填充滿所述溝槽111。
[0070]本實施例中，因為所述電鍍槽200內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)將所述半導(dǎo)體基底置入所述真空腔體300內(nèi)后，根據(jù)氣壓平衡定理，介質(zhì)層110內(nèi)溝槽111中的氣體被迅速排出，以減小所述溝槽111內(nèi)的氣體，從而避免過多的氣體殘留在溝槽111內(nèi)，后續(xù)在電化學(xué)鍍膜工藝中，在所述溝槽111內(nèi)的銅籽晶層120上繼續(xù)生長銅時，過多的氣體被鎖在溝槽111內(nèi)，致使在形成的銅互連線結(jié)構(gòu)內(nèi)形成較多的孔洞。
[0071]可選地，將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液210內(nèi)的步驟包括:使所述半導(dǎo)體基底形成有溝槽111的表面朝向所述電鍍液210，將所述半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液210中。上述工藝可使所述金屬籽晶層120與電鍍液210充分接觸，以提高后續(xù)電化學(xué)鍍膜形成的金屬的質(zhì)量。
[0072]進一步可選地，在將所述半導(dǎo)體基底置入電鍍液210的步驟中，使所述半導(dǎo)體基底的表面(即所述介質(zhì)層110的表面)與電鍍液210的表面相傾斜的方式插入所述電鍍液210 內(nèi)。
[0073]在將半導(dǎo)體基底置入所述電解液210內(nèi)后，電解液210浸沒所述半導(dǎo)體基底，電解液使所述溝槽111成密封狀態(tài)。使所述半導(dǎo)體基底的表面為傾斜狀，逐漸插入所述電解液210的過程中，可借助所述電解液進一步將溝槽111內(nèi)的氣體排出，以進一步降半導(dǎo)體基底浸沒于所述電解液210后，殘留在所述溝槽111內(nèi)氣體。
[0074]本實施例中，在電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，使所述溝槽111浸沒于所述電鍍液210中，且基底上與所述溝槽111相對的另一表面露出所述電鍍液。上述技術(shù)方案可在確保所述金屬籽晶層120生長金屬同時，避免在基板的底面(即露出所述電鍍液210的一面)表面鍍膜，從而影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件性能。
[0075]所述電鍍槽200內(nèi)為真空狀態(tài)，因而在所述半導(dǎo)體基底置于所述電鍍槽200后，可有效排出所述溝槽111內(nèi)的氣體，若所述真空度不夠，會影響溝槽111內(nèi)的氣體排出效率。
[0076]本實施例中，所述電鍍槽200內(nèi)的氣壓小于或等于lOOtorr，以提高所述溝槽111內(nèi)的氣體排出效率。
[0077]結(jié)合參考圖6，所述半導(dǎo)體基底置于所述電解液后，進行電化學(xué)電鍍工藝，在所述銅籽晶層120 (作為陰極)上進一步生長銅121 (Cu2++2e- — Cu)，以填充滿所述溝槽111，用以形成銅互連結(jié)構(gòu)。
[0078]但在電鍍過程中，在陰極上還會發(fā)生反應(yīng):2H++2e- — H2，在新產(chǎn)生的氫氣作用下，在銅籽晶層120的表面形成氣泡。若這部分氣泡無法及時排出，會被鎖在所述溝槽111內(nèi)，從而在后續(xù)形成的金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)形成孔洞。
[0079]為此，本實施例中，在電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，通過氣栗(圖中未顯示)等裝置持續(xù)抽取所述電鍍槽200內(nèi)的氣體。
[0080]本實施例中，可持續(xù)抽取所述真空腔體300內(nèi)的氣體，以降低電鍍槽200內(nèi)氣壓，進一步排出所述電鍍液210內(nèi)的氣泡，減小所述溝槽111內(nèi)的殘留氣體，從而降低在所述溝槽111內(nèi)形成銅121過程中，被鎖在銅121內(nèi)的氣體，進而降低后續(xù)形成的銅互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔洞數(shù)量和體積，提高銅互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0081]在采用電化學(xué)電鍍工藝在所述介質(zhì)層110內(nèi)的溝槽111中填充滿銅后，將半導(dǎo)體基底去除，并進行化學(xué)機械研磨等平坦化工藝，使得溝槽111內(nèi)銅的表面與介質(zhì)層110表面齊平，形成銅互連結(jié)構(gòu)。
[0082]本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，在將半導(dǎo)體基底的溝槽側(cè)壁和底部形成金屬籽晶層后，將所述半導(dǎo)體基底置于電鍍槽內(nèi)，并使所述電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)后，將半導(dǎo)體基底置于電鍍槽內(nèi)的電鍍液中，進行電化學(xué)鍍膜工藝。
[0083]其中，在使電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)后，基于氣壓平衡需要，半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體被迅速排出，從而可減小所述半導(dǎo)體基底置入電鍍液內(nèi)后，殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體，進而減小因為殘留在半導(dǎo)體基底的溝槽內(nèi)的氣體而導(dǎo)致后續(xù)電化學(xué)電鍍工藝中而形成在的金屬互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔洞數(shù)量和體積，以優(yōu)化金屬互連結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，提高金屬互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0084]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面形成有溝槽； 在所述溝槽側(cè)壁以及底部形成金屬籽晶層； 提供電鍍槽，所述電鍍槽內(nèi)裝有電鍍液； 將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底放置于電鍍槽中； 使所述電鍍槽內(nèi)為真空狀態(tài)； 將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)，通過電化學(xué)鍍膜工藝在所述金屬籽晶層上形成金屬材料，以形成金屬互連結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，在所述電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，持續(xù)抽取所述電鍍槽內(nèi)氣體。3.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述金屬籽晶層為銅籽晶層，所述金屬材料為銅。4.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)的步驟包括:以使所述半導(dǎo)體基底的表面與電鍍液的表面相傾斜的方式插入所述電鍍液內(nèi)。5.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，將形成有所述金屬籽晶層的半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液內(nèi)的步驟包括:使所述半導(dǎo)體基底形成有溝槽的表面朝向所述電鍍液，將所述半導(dǎo)體基底置入所述電鍍液中。6.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，在電化學(xué)鍍膜工藝的過程中，使所述溝槽浸沒于所述電鍍液中，且基底上與所述溝槽相對的另一表面露出所述電鍍液。7.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述電鍍槽內(nèi)的氣壓小于或等于lOOtorr。8.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬籽晶層前，所述形成方法還包括:在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成擴散阻擋層。9.如權(quán)利要求8所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述擴散阻擋層為氮化鉭層。10.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述電鍍液為硫酸銅溶液。11.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述銅籽晶層形成的工藝為物理氣相沉積。
【文檔編號】H01L21/768GK105826244SQ201510011878
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月9日
【發(fā)明人】劉煥新
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司