在薄衬里层上的保形铜沉积制造技术

技术编号：43527353 阅读：9 留言：0更新日期：2024-12-03 12:14

本文所述的各种实施方案涉及在薄或超薄衬里层上保形沉积铜晶种层以实现凹入特征的主体铜填充。铜晶种层可以是连续且薄的，其中厚度可等于或小于约衬里层可以是非常薄的，其中在沉积铜晶种层之后厚度可等于或小于约在一些实现方案中，铜晶种层可直接沉积在超薄衬里层上，而不蚀刻衬里层。在一些实现方案中，铜晶种层可沉积在衬里层上，同时将衬里层蚀刻至超薄厚度。在一些实现方案中，铜晶种层可通过无电镀覆来沉积。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本文的实现方案涉及铜在衬里层上的沉积，尤其是铜在衬里层上的保形沉积，以用于在半导体制造期间形成铜特征。

技术介绍

1、半导体设备可以多层排列方式形成，且不同层中的导电结构通过一或更多个中间介电材料层而彼此绝缘。半导体设备中的导电结构的形成可使用镶嵌或双镶嵌工艺来实现。沟槽和/或孔洞被蚀刻至介电材料中并且可衬有一或更多衬里层与阻挡层。导电材料可沉积在沟槽和/或孔洞中，以形成延伸穿过介电材料并且在导电结构之间提供电互连的通孔、触点、或其他互连特征。

2、这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分中描述的范围内以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

1、本文提供了一种在衬底的一个或更多凹部中沉积铜的方法。所述方法包括：将所述衬底接收在处理室中，其中所述衬底包括：介电层，其内形成有所述一个或更多凹部；阻挡层，其沿着所述一个或更多凹部的侧壁形成在所述介电层上；以及衬里层，其沿着所述一个或更多凹部的侧壁形成在所述阻挡层上，其中所述衬里层包括比铜更具惰性(noble)的金属或金属合金，且其中所述衬里层具有等于或小于约的厚度。所述方法还包括：将连续的铜层保形地沉积在所述衬里层上方，其中所述铜层具有等于或小于约的厚度。

2、在一些实现方案中，保形地沉积所述铜层包括：通过无电沉积保形地沉积所述铜层。在一些实现方案中，所述方法还包括：在所述铜层上方用铜电

3、还提供了一种在衬底的一个或更多凹部中沉积铜的方法。所述方法包括：将所述衬底接收在处理室中，其中所述衬底包括：介电层，其内形成有所述一个或更多凹部；阻挡层，其沿着所述一个或更多凹部的侧壁形成在所述介电层上；以及衬里层，其沿着所述一个或更多凹部的侧壁形成于所述阻挡层上，其中所述衬里层包括比铜较不具惰性的金属或金属合金，且其中所述衬里层具有约与约之间的厚度。所述方法还包括：将铜层保形地沉积于所述衬里层上方，其中所述铜层具有等于或小于约的厚度；以及在所述铜层的沉积之前或期间，将所述衬里层蚀刻至减小的厚度。

4、在一些实现方案中，保形地沉积所述铜层包括：通过无电沉积保形地沉积所述铜层。在一些实现方案中，将所述衬里层蚀刻至所述减小的厚度与所述铜层的无电沉积同时发生。在一些实现方案中，在保形地沉积所述铜层之后，所述衬里层的所述减小的厚度小于约在一些实现方案中，所述方法还包括：在所述铜层上方用铜电化学填充所述一个或更多凹部以形成铜互连结构。在一些实现方案中，用铜电化学填充所述一个或更多凹部包括：用铜无电镀覆(electroless plating)与用铜电镀中的一者或两者。在一些实现方案中，所述衬里层包括用于引发铜的无电沉积的催化性金属或催化性金属合金。在一些实现方案中，所述衬里层包括钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、锡(sn)、铟(in)、锗(ge)、铼(re)、钨(w)或其合金。在一些实现方案中，所述铜层具有介于约与约之间的厚度。在一些实现方案中，所述方法还包括：通过ald、cvd、pvd或离子植入，将所述衬里层沉积在所述阻挡层上。在一些实现方案中，所述方法还包括：使所述衬里层暴露于还原气氛或还原溶液以处理所述衬里层。在一些实现方案中，所述一个或更多凹部中的每一者的开口具有等于或小于约10nm的直径。

5、还提供了一种在衬底的一个或更多凹部中沉积铜的方法。所述方法包括：将所述衬底接收在处理室中，其中所述衬底包括：介电层，其内形成有所述一个或更多凹部；阻挡层，其沿着所述一个或更多凹部的侧壁形成在所述介电层上；以及衬里层，其沿着所述一个或更多凹部的侧壁形成于所述阻挡层上，其中所述衬里层包括比铜较不具惰性的金属或金属合金。所述方法还包括：通过无电沉积将铜层保形地沉积于所述衬里层上方；以及在所述铜层的无电沉积之前或期间，将所述衬里层蚀刻至减小的厚度。

6、在一些实现方案中，所述方法还包括：蚀刻所述介电层以在所述介电层中形成所述一个或更多凹部，其中所述一个或更多凹部中的每一者的开口具有等于或小于约10nm的直径；以及沿着所述介电层的所述一个或更多凹部的侧壁与底表面沉积所述阻挡层；以及通过ald、cvd、pvd或离子植入，将所述衬里层沉积在所述阻挡层上。在一些实现方案中，所述衬里层包括co、ni、zn、sn、in、ge、re、w或其合金。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在衬底的一个或更多凹部中沉积铜的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中保形地沉积所述铜层包括：通过无电沉积保形地沉积所述铜层。

3.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里层包括用于引发铜的无电沉积的催化性金属或催化性金属合金。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述衬里层包含钌(Ru)、铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)或其合金。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里层具有约与约之间的厚度，且其中所述铜层具有约与约之间的厚度。

7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或更多凹部中的每一者的开口具有等于或小于约10nm的直径。

10.一种在衬底的一个或更多凹部中沉积铜的方法，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中保形地沉积所述铜层包括：通过无电沉积保形地沉积所述铜层。