[發明專利]用于填充互連結構的方法及設備

有效

• 申請號: 201210109495.2
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102738071B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 喬納森·D·里德;朱煥豐
• 申請（專利權）人: 諾發系統有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/67;C25D7/12
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種用于填充互連結構的方法，其包括：

(a)將晶片襯底提供到設備，所述晶片襯底包含具有若干場區域及一特征的表面，其中所述特征的寬度或直徑小于100納米；

(b)將銅層共形地電鍍到所述晶片襯底的所述表面上；及

(c)將所述銅層在150℃到400℃的溫度下退火，其中所述退火回流所述銅層中的銅并使所述銅從所述晶片襯底的若干場區域無空隙地重新分布到所述特征的底部；

(d)重復操作(b)及(c)，直到所述特征的縱橫比為2:1或更小為止。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述退火致使所述銅由所述晶片襯底的場區域無空隙自底向上填充到所述特征。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述將所述銅層退火進行30秒到180秒的持續時間。

4.根據權利要求1所述的方法，其中在還原氣氛中執行所述將所述銅層退火。

5.根據權利要求1所述的方法，其中從由氫氣與氮氣的混合物、原子氫及其它化學還原劑組成的群組中選擇所述還原氣氛。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述晶片的所述表面包含所述場區域及所述特征上方的襯里層。

7.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括：

在電鍍所述銅層之前在還原氣氛中將所述襯里層退火。

8.根據權利要求6所述的方法，其中從由釕(Ru)、鈷(Co)、鎢(W)、鋨(Os)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)及銠(Rh)組成的群組中選擇所述襯里層。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述銅層包含銅合金元素。

10.根據權利要求1所述的方法，其中電鍍是在比水的沸點更高的溫度下進行的。

11.根據權利要求1所述的方法，其中所述特征的縱橫比大于15:1。

12.根據權利要求1所述的方法，其中所述銅層的厚度為2納米到20納米。

13.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

在所述退火使銅從所述晶片襯底的若干區域重新分布到所述特征使得所述特征的縱橫比為2:1或更小之后，將銅電鍍到所述銅層上以填充所述特征。

14.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

重復操作(b)及(c)2次到8次。

15.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

在將所述銅層退火之后，將銅合金層電鍍到所述銅層上。

16.根據權利要求1所述的方法，其中所述銅層為連續的。

17.根據權利要求1所述的方法，其中在約室溫的溫度下執行所述電鍍。

18.根據權利要求1所述的方法，其中在50℃到90℃的溫度下執行所述電鍍。

19.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

將光致抗蝕劑施加到所述晶片襯底；

將所述光致抗蝕劑暴露于光；

對所述光致抗蝕劑進行圖案化并將圖案轉移到所述晶片襯底；及

從所述晶片襯底選擇性地移除所述光致抗蝕劑。

20.根據權利要求1所述的方法，其中所述電鍍是在具有高于200Ω-cm的電阻率的電鍍溶液中執行的。

21.根據權利要求20所述的方法，其中所述電鍍是在具有高于1000Ω-cm的電阻率的電鍍溶液中執行的。

22.根據權利要求6所述的方法，其中所述襯里層包含釕(Ru)。