[發明專利]在阻障層上沉積銅晶種層的方法和銅電鍍浴

有效

• 申請號: 201480052336.0
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN105593405B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: M·達瑪斯奇;M·哈爾約諾;S·卡拉薩欣;H-J·施賴埃爾
• 申請（專利權）人: 德國艾托特克公司
• 主分類號: C23C18/40
• 分類號: C23C18/40
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本發明涉及一種在阻障層的頂部提供銅晶種層的方法，其中所述晶種層從水性無電銅電鍍浴沉積于所述阻障層上，所述無電銅電鍍浴包含Cu(II)離子的水溶性來源、Cu(II)離子的還原劑、Cu(II)離子的至少一種絡合劑以及選自由RbOH、CsOH和其混合物組成的群組的至少一種氫氧根離子來源。所得銅晶種層具有均勻厚度分布和光滑外表面，這都是需要的特性。

技術領域

本發明涉及一種在充當連續電鍍的電鍍基底的阻障層上沉積銅晶種層的方法。根據本發明的方法尤其適用于微芯片等的制造中的雙鑲嵌電鍍。

背景技術

金屬的電鍍，尤其銅電鍍在由例如釕和鈷的典型阻障材料制成的襯底表面的情況下，需要導電晶種層。此類晶種層原則上可由任何種類的導電材料組成。然而，由于銅的固有電導率較高，因此銅晶種層是優選的。

所述晶種層必須滿足若干要求，例如對底層阻障層和通過電鍍沉積于所述晶種層頂部的金屬的足夠粘附力。此外，晶種層應具有均勻(狹窄)厚度分布和光滑外表面。此類要求在微芯片等的制造中尤其重要，其中需要涂布有此類銅晶種層的嵌入型結構的尺寸可低至納米范圍內。

在由釕制成的阻障層上電鍍銅晶種層的方法揭露于US 7,998,859B2和US 7,470,617B2中。兩種方法都利用包含還原劑的水溶液在無電銅電鍍之前從釕阻障層去除非所需表面氧化物。兩種方法進一步利用標準無電銅電鍍浴組合物，其包含NaOH或KOH作為氫氧根離子的唯一來源。銅晶種層的外表面的粗糙度在兩種情況下都過高(比較實例1到比較實例4)。

因此，需要提供通過無電電鍍沉積于阻障層上的薄銅層，其產生外表面具有改良光滑度的銅晶種層。

發明內容

本發明的目標

本發明的目標為提供一種在阻障層上沉積銅晶種層以供連續電鍍的方法，所述阻障層具有均勻厚度分布和光滑外表面。

本發明的概述

通過一種在阻障層的頂部提供銅晶種層的方法解決此目標，所述方法依序包含以下步驟：

(i)提供至少在外表面的一部分上包含阻障層的襯底，

(ii)使所述襯底與水性無電銅電鍍浴接觸，所述無電銅電鍍浴包含

a.Cu(II)離子的水溶性來源，

b.Cu(II)離子的還原劑，

c.Cu(II)離子的至少一種絡合劑和

d.選自由RbOH、CsOH和其混合物組成的群組的至少一種氫氧根離子來源。

通過根據本發明的方法獲得的阻障層頂部的銅晶種層提供對底層阻障層和電鍍于所述銅晶種層上的金屬層的足夠粘附力。此外，銅晶種層具有均勻厚度分布和所需光滑表面。在通過無電電鍍將銅晶種層沉積于阻障層上之前，不需用貴金屬活化劑活化所述阻障層。

附圖說明

圖1展示在釕阻障層上從無電電鍍浴獲得的銅晶種層的掃描電子顯微相片，所述無電電鍍浴含有NaOH作為氫氧根離子的唯一來源和乙醛酸作為還原劑(實例1(比較實例))。

圖2展示在釕阻障層上從無電電鍍浴獲得的銅晶種層的掃描原子力顯微(AFM)相片，所述無電電鍍浴含有NaOH作為氫氧根離子的唯一來源和乙醛酸作為還原劑(實例1(比較實例))。

圖3展示在釕阻障層上從無電電鍍浴獲得的銅晶種層的掃描電子顯微相片，所述無電電鍍浴含有NaOH作為氫氧根離子的唯一來源和甲醛作為還原劑(實例2(比較實例))。