[發(fā)明專利]用于填充互連結(jié)構(gòu)的方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810195785.0
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN108330518B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬納森·D·里德;朱煥豐
• 申請（專利權(quán)）人: 諾發(fā)系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D7/12;C25D17/00;C25D21/12;H01L21/288;H01L21/67;H01L21/768
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種設(shè)備，其包括：

鍍敷室，其經(jīng)配置以保持電解液；

晶片襯底保持器，其經(jīng)配置以將晶片襯底保持于所述鍍敷室中，所述晶片襯底包含具有邊緣區(qū)域、場區(qū)域及特征的表面，其中所述特征的寬度或直徑小于100納米；及

控制器，其包含程序指令，所述程序指令包括：

(a)用于使用所述鍍敷室將銅層共形地電鍍到所述晶片襯底的所述表面上的指令；

(b)用于將所述銅層在150℃到400℃的溫度下退火的指令，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所述場區(qū)域無空隙地重新分布到所述特征的底部；及

(c)用于重復(fù)指令(a)和(b)直到所述特征的縱橫比為2:1或更小為止的指令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括：

元件，其包含離子電阻主體，所述主體中具有穿孔以使得所述穿孔不在所述主體內(nèi)形成連通通道，其中所述穿孔允許經(jīng)由所述元件輸送所述電解液，其中所述元件經(jīng)定位以具有面向所述晶片襯底的所述表面的表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中：

當(dāng)所述晶片襯底由所述晶片襯底保持器保持時，具有所述離子電阻主體的所述元件的所述表面位于距所述晶片襯底的所述表面10毫米內(nèi)，且

在所述離子電阻主體中的大致所有穿孔在所述元件的面向所述晶片襯底的所述表面的所述表面上的開口具有不大于5毫米的主尺寸，且其中所述元件的孔隙率為1％到3％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中對所述銅層進(jìn)行退火持續(xù)30秒到180秒。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在還原氣氛中執(zhí)行對所述銅層的退火。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述還原氣氛選自由以下各者組成的群組：形成氣體、原子氫及其它化學(xué)還原劑，其中所述形成氣體為氫氣與氮?dú)獾幕旌衔铩?/p>

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述晶片襯底的所述表面包含在所述場區(qū)域及所述特征上方的襯里層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述控制器的所述程序指令進(jìn)一步包括：

用于在電鍍所述銅層之前在還原氣氛中退火所述襯里層的指令。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述襯里層選自由以下各者組成的群組：釕(Ru)、鈷(Co)、鎢(W)、鋨(Os)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)及銠(Rh)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述銅層包含銅合金元素。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述銅層的厚度為2納米到20納米。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器的所述程序指令進(jìn)一步包括：

用于在所述退火使所述銅從所述晶片襯底的所述場區(qū)域重新分布到所述特征以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的指令。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器的所述程序指令進(jìn)一步包括：

用于重復(fù)操作(a)和(b)2次到8次的指令。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器的所述程序指令進(jìn)一步包括：

用于在退火所述銅層后將銅合金電鍍到所述銅層上的指令。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述銅層為連續(xù)的。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在室溫的溫度下執(zhí)行所述電鍍。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在50℃到90℃的溫度下執(zhí)行所述電鍍。