[發明專利]濺射銅用自離化的等離子體

無效

• 申請號: 00135989.4
• 申請日: 2000-10-08
• 公開（公告）號: CN1301880A
• 公開（公告）日: 2001-07-04
• 發明（設計）人: 托尼·P·常;余·D·叢;丁佩軍(音譯);付建明(音譯);霍華德·H·唐;安尼史·托利亞
• 申請（專利權）人: 應用材料有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/14;H01L21/3205;H01L21/283
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

1．一種在基體上濺射沉積銅的方法，包括步驟：

提供一種艙室，具有主要包括銅的靶，該靶與夾持待濺射涂覆基體的基架以一種投射距離隔開，該投射距離大于基體直徑的50％；

繞靶后背旋轉磁控管，所述磁控管面積不大于靶面積的大約1/4，并且包括被一種相反磁極性的外磁極環繞的一種磁極性的內磁極，所述外磁極的磁通量比所述內磁極的磁通量大至少50％；

在艙室激發等離子體后，泵吸所述艙室至其壓力不超過5毫乇；和

泵吸所述艙室到所述壓力的同時，對規格化為200mm晶片的所述靶施加至少10kW的DC功率，從而自所述靶向所述基體上濺射銅。

2．根據權利要求1的方法，其中所述施加步驟相對于環繞所述靶和所述支托之間間隔的接地屏蔽件施加所述DC功率，所述方法進一步包括提供一種從所述靶的前面3-5cm之間的所述靶的一側向所述支托伸出的電浮動屏蔽件。

3．根據權利要求2的方法，其中所述壓力低于2毫乇。

4．根據權利要求3的方法，其中所述投射距離大于所述基體直徑的80％。

5．根據權利要求4的方法，其中所述投射距離大于所述基體直徑的140％。

6．根據權利要求1的方法，其中所述壓力低于2毫乇。

7．根據權利要求5的方法，其中所述壓力低于1毫乇。

8．根據權利要求7的方法，其中所述投射距離大于所述基體直徑的80％。

9．根據權利要求1的方法，其中所述施加步驟對規格化為所述200mm晶片的所述靶施加至少18kW的DC功率。

10．根據權利要求9的方法，其中所述施加步驟規格化為所述200mm晶片的所述靶施加至少24kW的DC功率。

11．根據權利要求1的方法，其中所述壓力低于1毫乇，所述投射距離大于所述基體直徑的140％，且所述施加步驟對規格化為所述200mm晶片的所述靶施加至少24kW的DC功率。

12．根據權利要求1的方法，其中將所述銅沉積進入在所述基體介電層上形成的洞孔，且該洞孔的深寬比至少4∶1。

13．根據權利要求12的方法，其中所述銅在所述基體上平面表面沉積的厚度在50-300nm之間，并進一步包括將銅填入所述洞孔其余部分。

14．根據權利要求13的方法，其中所述厚度在80-200nm之間。

15．根據權利要求13的方法，其中所述填充步驟包括電鍍。

16．根據權利要求13的方法，其中所述填充步驟包括化學汽相沉積。

17．根據權利要求12的方法，其中：

所述壓力低于2毫乇；

所述投射距離大于所述基體直徑的80％；

所述施加步驟相對于環繞在所述靶和所述支托之間間隔的接地屏蔽件施加所述DC功率，所述方法進一步包括提供一種從所述靶的前面3-5cm之間的所述靶的一側向所述支托伸出的電浮動屏蔽件。

18．一種沉積方法，沉積銅進入基體介電層上形成且深寬比至少4∶1的洞孔，包括步驟：

第一步驟，在能夠自離化等離子體濺射的第一濺射反應器內濺射沉積第一銅層以便在所述洞孔邊壁形成銅層但并不填充所述洞孔；和

第二步驟，在所述第一層上沉積第二銅層。

19．根據權利要求18的方法，進一步包括在能夠離化金屬鍍的第二濺射反應器內濺射沉積第三銅層的所述第二步驟之前實施第三步驟。

20．根據權利要求19的方法，其中在所述第一步驟之前實施所述第三步驟。

21．根據權利要求19的方法，其中所述第一濺射反應器僅使用RF電容耦合形成自離化等離子體而所述第二濺射反應器至少部分使用RF感應耦合形成高密度等離子體。

22．根據權利要求19的方法，其中所述第一步驟沉積第一覆蓋厚度的銅而所述第三步驟沉積第二覆蓋厚度的銅，所述第一對所述第二覆蓋厚度的比例范圍是30∶70-70∶30。

23．根據權利要求19的方法，其中所述第二步驟包括電鍍。