[發(fā)明專利]用于半導(dǎo)體處理中的銅移除及平面化的濕蝕刻方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080034653.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN102473628A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史蒂文·T·邁爾;埃里克·韋布;戴維·W·波特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 諾發(fā)系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/306
• 分類號(hào): H01L21/306;H01L21/28
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種處理部分制作的半導(dǎo)體襯底上的鑲嵌特征的方法，所述方法包括：

(a)接收半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有場(chǎng)區(qū)域及形成于所述襯底中的至少一個(gè)凹入鑲嵌特征，其中所述襯底加襯有導(dǎo)電材料層；

(b)用含銅金屬完全地電化學(xué)填充所述凹入鑲嵌特征并在所述場(chǎng)區(qū)域上方形成含銅覆蓋物，其中所述覆蓋物包括位于所述經(jīng)填充凹入鑲嵌特征上方的凹入部，所述凹入部具有與覆蓋物厚度大致相同的深度；

(c)在所述襯底上方繼續(xù)電沉積含銅金屬以在所述場(chǎng)區(qū)域上方沉積額外覆蓋物材料，同時(shí)大致減小所述覆蓋物中的所述凹入部的縱橫比，其中沉積于所述場(chǎng)區(qū)域上方的額外覆蓋物材料的厚度為在(b)中所沉積的所述覆蓋物的第一厚度的至少約50％；及

(d)通過使所述襯底與各向同性濕蝕刻溶液接觸來濕蝕刻所述含銅覆蓋物以移除在(c)中所沉積的至少所有額外覆蓋物，所述溶液包括絡(luò)合劑及氧化劑且具有在介于約5與12之間的范圍內(nèi)的pH，其中濕蝕刻進(jìn)一步減小凹入特征的所述縱橫比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在(d)中所移除的覆蓋物的量為在(b)及(c)中所沉積的所述覆蓋物的總厚度的至少約75％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在(b)中所沉積的覆蓋物的所述厚度小于所述鑲嵌特征的寬度的約50％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在(c)中所沉積的額外覆蓋物的所述厚度為在(b)中所沉積的覆蓋物的所述厚度的至少約100％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鑲嵌特征具有至少2∶1縱橫比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述凹入鑲嵌特征的所述深度為至少約5μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述凹入鑲嵌特征的所述深度為其寬度的至少兩倍大。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中(d)中的濕蝕刻大致移除所有所述含銅覆蓋物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在(b)中所沉積的覆蓋物的所述第一厚度為至少約5微米。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在于(b)或(c)中所執(zhí)行的電沉積期間，改變電沉積條件以便減小所述覆蓋物中的所述凹入特征的所述縱橫比。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電沉積包括使所述襯底與電鍍?nèi)芤航佑|地旋轉(zhuǎn)，且其中所述條件改變包括減小襯底旋轉(zhuǎn)速率。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電沉積包括將電流提供到所述襯底，所述襯底在電鍍期間充當(dāng)陰極，其中所述條件改變包括增加提供到所述襯底的電流密度。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述電沉積包括使所述襯底與電鍍?nèi)芤航佑|地旋轉(zhuǎn)，且其中所述條件改變進(jìn)一步包括減小所述襯底旋轉(zhuǎn)速率。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電鍍條件改變包括使所述襯底與第一電鍍?nèi)芤航佑|，之后與具有不同于所述第一電鍍?nèi)芤旱幕瘜W(xué)品的第二電鍍?nèi)芤航佑|，其中所述第二電鍍?nèi)芤旱乃龌瘜W(xué)品經(jīng)配置以用于減小所述覆蓋物中的所述凹入特征的所述縱橫比。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述電沉積包括將電流提供到所述襯底，所述襯底在電鍍期間充當(dāng)陰極，其中所述電鍍條件改變進(jìn)一步包括增加提供到所述襯底的所述電流密度，并減小所述襯底的所述旋轉(zhuǎn)速率。

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中減小所述襯底旋轉(zhuǎn)速率包括使所述襯底以介于約30rpm到120rpm之間的速率旋轉(zhuǎn)，之后使所述襯底以介于約5rpm到30rpm之間的速率旋轉(zhuǎn)。

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述方法包括將提供到所述襯底的所述電流密度從介于約1mA/cm²到5mA/cm²之間增加到介于約5mA/cm²與50mA/cm²之間。

18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在于(b)中尚未完全填充所述鑲嵌特征時(shí)，改變所述電鍍條件以減小所述覆蓋物中的所述凹入部的所述縱橫比。