[發(fā)明專(zhuān)利]用于在凹陷特征中的連續(xù)釕膜上多步驟鍍銅的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080053681.8
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102859035A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗蘭克·M·切里奧;水野茂;喬納森·里德;托馬斯·本努斯瓦米
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東京電子株式會(huì)社;諾發(fā)系統(tǒng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C18/16
• 分類(lèi)號(hào): C23C18/16;C23C18/18;C23C18/38;C25D5/10;C25D5/50;H01L21/285;H01L21/288;H01L21/768
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

1.一種在基板表面上填充特征的方法，所述方法包括以下步驟：

提供基板，所述基板具有形成在其表面的至少一個(gè)凹陷特征，所述至少一個(gè)凹陷特征具備寬度、深度、和體積；

通過(guò)熱化學(xué)氣相沉積將連續(xù)釕膜沉積在所述至少一個(gè)凹陷特征中，所述熱化學(xué)氣相沉積使用包含Ru₃(CO)₁₂前體的工程氣體；

將連續(xù)釕金屬膜與鍍銅槽接觸來(lái)允許所述連續(xù)釕金屬膜上的連續(xù)銅金屬層的沉積，其中，釕金屬膜和所述連續(xù)銅金屬層一起填充小于100％的所述至少一個(gè)凹陷特征的寬度、深度、體積；

從所述鍍銅槽中去除基板；

在非氧化性氣體中退火處理所述連續(xù)銅金屬層來(lái)形成退火的連續(xù)銅金屬層；以及

重復(fù)接觸、去除、和退火處理步驟，從而在所述至少一個(gè)凹陷特征中形成退火的附加的銅金屬，由此，所述接觸、去除、退火處理、和重復(fù)的步驟形成至少部分銅填充于所述至少一個(gè)凹陷特征中，所述至少一個(gè)凹陷特征包括從所述退火的連續(xù)銅金屬層和所述退火的附加的銅金屬形成的所述連續(xù)釕金屬膜上的大的銅金屬顆粒。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述沉積步驟包括通過(guò)熱化學(xué)氣相沉積來(lái)沉積實(shí)質(zhì)性的氧-和不含碳的連續(xù)釕膜的步驟，所述熱化學(xué)氣相沉積使用包含Ru₃(CO)₁₂前體和一氧化碳載氣的工程氣體。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基板表面包括外露的擴(kuò)散阻隔層。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述擴(kuò)散阻隔層包括鉭、氮化鉭、碳化鉭、鉭碳氮化物、鈦、氮化鈦、碳化鈦、碳氮化鈦、鎢、鎢氮化、碳化鎢、或碳氮化鎢、或其中的組合。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述連續(xù)釕金屬膜，其厚度范圍為1nm至20nm。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，退火處理所述連續(xù)銅金屬層的步驟包括：

在范圍為100℃至500℃的基板溫度下，將所述連續(xù)銅金屬層露于氬氣、氮?dú)狻⒒驓錃猓蚱渲械慕M合中。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)凹陷特征包括部分制備的集成電路上的通道、溝槽、或是通道和溝槽全部。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸步驟包括電化學(xué)的鍍銅工程或無(wú)電鍍銅工程。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：

在范圍為100℃至500℃的基板溫度下，將所述連續(xù)釕金屬膜在非氧化性氣體中退火處理，所述非氧化性氣體包含惰性氣體、或氫氣、或其中的組合。

10.一種在基板表面上填充特征的方法，所述方法包括以下步驟：

提供基板，所述基板具有形成在其表面的至少一個(gè)凹陷特征，其中所述至少一個(gè)凹陷特征具備寬度、深度、和體積；

通過(guò)熱化學(xué)氣相沉積將實(shí)質(zhì)性的氧-和不含碳的連續(xù)釕膜沉積在所述至少一個(gè)凹陷特征中，所述熱化學(xué)氣相沉積使用包含Ru₃(CO)₁₂前體和一氧化碳載氣的工程氣體；

將連續(xù)釕金屬膜與第一鍍銅槽接觸來(lái)允許所述連續(xù)釕金屬膜上的連續(xù)銅金屬層的沉積，其中，所述連續(xù)釕金屬膜和所述連續(xù)銅金屬層一起填充所述至少一個(gè)凹陷特征至第一寬度、深度、體積，所述第一寬度、深度、體積小于100％的所述至少一個(gè)凹陷特征的寬度、深度、體積；

從所述第一鍍銅槽中去除基板；

在非氧化性氣體中退火處理所述連續(xù)銅金屬層來(lái)形成退火的連續(xù)銅金屬層；

將所述退火的連續(xù)銅金屬層與第二鍍銅槽接觸來(lái)允許附加的銅金屬層的沉積，從而至少部分填充所述至少一個(gè)凹陷特征，其中，所述第二鍍銅槽具有不同于所述第一鍍銅槽的化學(xué)組成，由此，比起所述連續(xù)銅金屬層，所述附加的銅金屬層以更快的速度沉積，且，其中，所述附加的銅金屬層進(jìn)一步填充所述至少一個(gè)凹陷特征至第二寬度、深度、體積，所述第二寬度、深度、體積大于第一寬度、深度、體積，并小于或等于100％的所述至少一個(gè)凹陷特征的寬度、深度、體積；

從所述第二鍍銅槽中去除基板；以及

在非氧化性的條件下退火處理所述附加的銅金屬層，由此，大的銅金屬顆粒從所述退火的連續(xù)銅金屬層和附加的銅金屬層被形成在所述連續(xù)釕金屬膜上。