[發明專利]通過鋅摻雜增強金屬襯里的鈍化和粘附

在審

• 申請號: 201980038040.6
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN112236845A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 耶迪·N·道爾迪;安魯達哈·喬伊;史蒂文·詹姆斯·馬德森;德賴斯·狄克特斯
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/285
• 分類號: H01L21/285;H01L21/28;H01L21/02;H01L21/768
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張靜

一種方法包括：在電介質層上沉積阻擋層，以防止由于所述電介質層中存在氧化物而導致待通過電鍍而沉積的金屬層氧化；以及在所述阻擋層上沉積摻雜的襯里層，以與待通過所述電鍍而沉積在所述襯里層上的所述金屬層結合。當在所述電鍍之前所述襯里層的表面暴露于空氣時，所述摻雜劑在所述表面上形成保護性鈍化層，并且在所述電鍍期間溶解，使得通過所述電鍍沉積在所述襯里層上的所述金屬層與所述襯里層結合。所述摻雜劑與所述電介質層反應并且在所述阻擋層與所述電介質層之間形成化合物層。所述化合物層防止由于所述電介質層中存在的所述氧化物而導致的所述阻擋層和所述襯里層的氧化，并且將所述阻擋層粘附到所述電介質層上。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年6月5日申請的美國專利申請No.16/000,457的優先權。以上引用的申請的全部公開內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開內容總體上涉及電鍍襯底，并且更具體地涉及配備有通過鋅摻雜提供的金屬襯里鈍化和粘附增強的電鍍襯底。

背景技術

這里提供的背景描述是為了總體呈現本公開的背景的目的。當前指定的發明人的工作在其在此背景技術部分以及在提交申請時不能確定為現有技術的說明書的各方面中描述的范圍內既不明確也不暗示地承認是針對本公開的現有技術。

電化學沉積(ECD)，也稱為鍍覆或電鍍，用于在襯底上沉積金屬。例如，ECD用于在IC封裝中的互連結構上沉積金屬。互連結構的示例包括凸塊、柱、硅通孔(TSV)和重新分布層(RDL)。ECD還用于多芯片封裝和通常稱為晶片級封裝(WLP)的互連工藝中。

發明內容

一種方法包括：在電介質層上沉積阻擋層，以防止由于所述電介質層中存在氧化物而導致待通過電鍍而沉積的金屬層氧化。該方法還包括：在所述阻擋層上沉積襯里層，以與待通過所述電鍍而沉積在所述襯里層上的所述金屬層結合。所述襯里層摻雜有摻雜劑。當在所述電鍍之前所述襯里層的表面暴露于空氣時，所述摻雜劑在所述表面上形成鈍化層，所述金屬層將在所述表面上沉積。當在所述電鍍之前將所述襯里層暴露于空氣時，所述鈍化層進一步防止所述襯里層的氧化。所述鈍化層在所述電鍍期間溶解，使得通過所述電鍍沉積在所述襯里層上的所述金屬層與所述襯里層結合。所述摻雜劑與所述電介質層反應并且在所述阻擋層與所述電介質層之間形成化合物層。所述化合物層防止由于所述電介質層中存在的所述氧化物而導致的所述阻擋層和所述襯里層的氧化。所述化合物層將所述阻擋層粘附到所述電介質層上。

在其他特征中，所述方法還包括：在所述襯里層上電鍍所述金屬層，以及在所述金屬層上進行化學機械平坦化。

在其他特征中，所述方法還包括在所述金屬層上執行化學機械平坦化。

在其他特征中，所述摻雜劑包括比用于形成所述襯里層和所述金屬層的元素有更強負電性的元素。

在其他特征中，所述方法還包括在所述阻擋層上共沉積所述襯里層和所述摻雜劑。

在其他特征中，所述方法還包含在所述襯里層上沉積所述摻雜劑。

在其他特征中，所述電介質層包括具有低介電常數的材料，所述化合物包括由所述材料和所述摻雜劑的組合形成的物質，并且所述鈍化層包括所述摻雜劑的氧化物。

在其他特征中，所述電介質層包括SiO₂，所述化合物包括由SiO₂和所述摻雜劑的組合形成的物質，并且所述鈍化層包括所述摻雜劑的氧化物。

在其他特征中，所述方法還包括：使用TaN形成所述阻擋層；使用Ru、Co或Mo形成所述襯里層；使用Zn、Mn、In、Sn或Al摻雜所述襯里層；以及使用Cu形成所述金屬層。

在其他特征中，所述方法還包括在所述電鍍之前對所述襯里層、所述阻擋層和所述電介質層執行熱處理。