本发明专利技术公开了一种使用离子注入表面改性来催化无电沉积以沉积金属膜（１５０）的技术。在一个特定示范性实施例中，此技术可被实现为一种用于沉积金属膜（１５０）的方法。此方法可包括在结构（１００）上沉积催化材料，其中此结构（１００）包括衬底（１１０）、在衬底（１１０）上的介电层（１２０）和在介电层（１２０）上的抗蚀剂层（１３０），其中介电层（１２０）和抗蚀剂层（１３０）具有一或多个开口（１４０）。此方法还可包括剥除抗蚀剂层（１３０）。此方法还可包括在此结构（１００）的一或多个开口（１４０）中的催化材料上沉积金属膜（１５０），以填充开口（１４０）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用离子注入表面改性催化无电沉积来沉积金属膜的技术 相关申请本专利申请要求保护在2006年2月8日提交的美国临时专利申请第 60/771,591号的优先权，此专利申请以其全文引用的方式结合到本文中。
本公开内容大体而言涉及沉积金属膜，且更特定而言涉及使用离子注 入表面改性催化无电沉积的沉积金属膜的技术。
技术介绍
当前半导体金属沉积技术(诸如物理气相沉积(physical vapor deposition, PVD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)、原子层 沉积(atomic layer deposition, ALD)和其它非离子注入催化无电沉积4支术) 具有局限性。虽然这些技术具有某些益处且通常足以在相对平坦/水平表面 上沉积薄膜层，这些技术均未能在变化外形(尤其是具有高纵横比(high aspect ratio, HAR)的变化的外形)上充分地沉积薄膜层。举例而言，PVD和CVD并不充分地填充高纵对黄比特征。而且，虽然 ALD更适合于填充半导体衬底结构中高纵横比通孔(孔或开口)，但是ALD 是相对慢的过程。而且，通过ALD和其它类似过程所沉积的薄膜由于前体 的有机性质而倾向于具有较差的质量。再者，其它非离子注入催化无电沉 积技术(例如，那些使用钯(Pd)的技术，诸如接枝、胶体悬浮以及离化团束 (ionized cluster beam, ICB))倾向于具有高缺陷率且并不充分地填充高纵横 比结构。此外，因为金属膜粘附强度不足，通常会出现与沉积金属膜相关 联的其它处理缺陷，诸如剥离(例如，层脱离)。因此，这些和其它传统沉积 技术未能在半导体结构上充分地沉积金属膜，特别是那些具有多变外形的 结构。鉴于前文所述，需要提供催化无电沉积技术，其克服上述不足和缺点。
技术实现思路
本专利技术公开了使用离子注入表面改性催化无电沉积的沉积金属膜的技 术。根据一个特定示范性实施例，此技术可实现为沉积金属膜的方法。此 方法可包括在结构上沉积催化材料，其中此结构包括衬底、在衬底上的介 电层和在介电层上的抗蚀剂层，其中介电层和抗蚀剂层具有一或多个开口。 此方法还可包括剥除抗蚀剂层。此方法可另外地包括在此结构的一或多个 开口中在催化材料上沉积金属膜，以填充开口 。根据此特定示范性实施例的其它方面，催化材料使结构的至少 一个表 面改性，以催化金属膜的无电沉积。根据此特定示范性实施例的再一方面，催化材料与衬底均匀地混合以 形成催化层。根据此特定示范性实施例的额外方面，催化材料被混合到预定深度且 提供改进的金属膜表面粘附。根据此特定示范性实施例的再一方面，沉积金属膜包括自底向上填充(bottom-up fill )。根据另一示范性实施例，此技术可实现为沉积金属膜的方法。此方法 可包括在结构上沉积催化材料，其中此结构包括衬底和在衬底上的介电层。 此方法还可包括在此结构上形成催化层。此方法可另外包括在催化层上沉 积金属膜。现将如附图所示参考本公开内容的示范性实施例更详细的描述本公开 内容。虽然参考示范性实施例在下文中描述了本公开内容，但应了解本公 开内容并不限于，。、能够利用，文教导内;的本f域的一般，术人覺将可以及其它使用领域，且关于这些方面可有效地利用本公开内容。附图说明为了便于进一步理解本公开内容，现参看附图，在附图中相似的元件 符号指代相似的元件。这些附图不应被理解为限制本公开内容，而是仅是 示范性的。图1A-图1D描绘了根据本公开内容的一实施例的沉积金属膜的方法， 其使用离子注入表面改性来催化无电沉积之自底向上填充技术。图2A-图2C描绘了根据本公开内容的一实施例的沉积金属膜的方法， 其使用离子注入表面改性来催化无电沉积的技术。具体实施方式离子注入是通过用荷能离子直接轰击衬底来在衬底内沉积化学物质的 过程。在半导体制造中，离子注入机主要用于改变目标材料的传导类型和 传导水平的#^杂过程。集成电路(integrate circuit, IC)衬底和其薄膜结构中 的精确掺杂分布对于正常的IC性能常常是至关重要的。为了达成所要的掺 杂分布，可能以不同的剂量且以不同的能级注入一种或多种离子种类。离 子种类、剂量以及能量的规格被称作离子植入配方。根据本公开内容的实施例，用于催化无电沉积的离子注入表面改性可 用于减轻填充和沉积金属膜的当前技术的局限性。由于已知离子注入是极 端定向性的，因此针对离子注入表面改性以催化无电沉积的本公开内容的 实施例可有利地用于通过与电化学电位相关的电负性来修改材料的表面性质。通过改变集成电路制作中所用的诸如Si02、 Si、有机硅酸盐玻璃 (organo-silicate glass, OSG)(4参碳3皮璃(carbon画doped glass, CDG))或其它类 似材料的表面电化学电位并注入靠近的多个表面单层，"改性的表面"可变得对电化学反应更加敏感。这些反应可顺利地用于无电沉积金属膜，以用于 在半导体和集成电路装置中形成互连层的目的。这些互连层， 一般被称作线路后端(backendoftheline， BEOL)处理，可用于将集成电路中诸如晶体管的有源装置连接在一起。、、根据本公开内容的一个实施例，口将参看图1A至图1D来描述使用离子图1A描绘了结构100,其包括衬底110、安置于衬底110上的介电层 120和安置于介电层120上的抗蚀剂层130。可通过诸如蚀刻、遮蔽、光致 抗蚀处理或其它类似过程的多种制估支过程在介电层120和抗蚀剂层130中 图案化一或多个开口 140。衬底110可由各种材料形成，诸如Si、 GaAs、 Ge、 SiC、 InP、 GaN、其它半导体或介电材料，或者其组合。介电层120 可由多种低介电材料形成，诸如Si02、 SiON、硼磷硅玻璃(boron phosphorous silicate glass, BPSG)、掺碳玻璃(CDG)、掺氟玻璃(fluorine-doped glass, FDG)、 气凝胶、层间电介质，或者其组合。在介电层120和抗蚀剂层130中的一或多个开口 140中的每一个可具 有一定大小(例如，直径)和/或高开口率(HAR)(例如，深度与直径的比值)值。 举例而言，在本公开内容的一个实施例中，开口的直径可在大约20 nm至 300 nm的范围，且HAR可在1:1至30:1的范围内。本领域技术人员应了 解直径和HAR的这些值不应限于前述尺寸。还可使用其它变型。参看图lB-图ID,根据本公开内容的一实施例，提供一种使用离子注 入表面改性来催化无电沉积以在结构100上沉积金属膜150的方法。具体而言，图1B描绘在结构100上沉积催化材料。催化材料可包括钯 (Pd)或诸如钌(Ru)、镨(Pr)、粕(Pt)等的其它类似催化材料。沉积催化材料可 包括多种过程，诸如离子注入或轰击(参看图1B中的箭头)。由于在介电层 120中的开口140,催化材料可沉积于抗蚀剂层130和衬底110上。由于其 抗蚀能力，催化材料的离子注入可能是特别有利的，特别是在位于开口 140 的底部中时。举例而言，在本公开内容的一个实施例中，催化材料可与衬底110和 抗蚀剂层130均匀地混合以形成相应催化层115、 135。因为催本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于沉积金属膜的方法，包括： 在结构上沉积催化材料，所述结构包括衬底、在所述衬底上的介电层以及在所述介电层上的抗蚀剂层，所述介电层和所述抗蚀剂层具有一或多个开口； 剥除所述抗蚀剂层；以及 在所述结构的所述一或多个开口中的所述催化材料上沉积金属膜，以填充所述一或多个开口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得D纽南，由里艾洛克海，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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