DE112004001684T5 - Seed-Reparatur tiefer Kontaktlöcher (Via) unter Verwendung stromloser Beschichtungschemie - Google Patents
Seed-Reparatur tiefer Kontaktlöcher (Via) unter Verwendung stromloser Beschichtungschemie Download PDFInfo
- Publication number
- DE112004001684T5 DE112004001684T5 DE112004001684T DE112004001684T DE112004001684T5 DE 112004001684 T5 DE112004001684 T5 DE 112004001684T5 DE 112004001684 T DE112004001684 T DE 112004001684T DE 112004001684 T DE112004001684 T DE 112004001684T DE 112004001684 T5 DE112004001684 T5 DE 112004001684T5
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- recess
- forming
- metal
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 title description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 claims description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ti] Chemical compound [Si].[Ti] UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HWEYZGSCHQNNEH-UHFFFAOYSA-N silicon tantalum Chemical compound [Si].[Ta] HWEYZGSCHQNNEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims 1
- 210000001654 germ layer Anatomy 0.000 description 11
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N glyoxylic acid Chemical compound OC(=O)C=O HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical group N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- ICAIHGOJRDCMHE-UHFFFAOYSA-O ammonium cyanide Chemical compound [NH4+].N#[C-] ICAIHGOJRDCMHE-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005844 autocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- -1 hydroxide anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L platinum dichloride Chemical compound Cl[Pt]Cl CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/54—Contact plating, i.e. electroless electrochemical plating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
- H01L21/76846—Layer combinations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76868—Forming or treating discontinuous thin films, e.g. repair, enhancement or reinforcement of discontinuous thin films
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76871—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers
- H01L21/76873—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers for electroplating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76871—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers
- H01L21/76874—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers for electroless plating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/10—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device
- H01L2221/1068—Formation and after-treatment of conductors
- H01L2221/1073—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L2221/1084—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers
- H01L2221/1089—Stacks of seed layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24917—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24926—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
- Y10T428/249967—Inorganic matrix in void-containing component
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Verfahren
zum Bilden einer Seed-Schicht, das umfaßt:
– Bilden einer nicht kontinuierlichen Metallschicht innerhalb einer Aussparung in einem Substrat;
– Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und mindestens eines nicht abgelagerten Bereichs innerhalb der Aussparung; und
– stromloses Ablagern einer Seed-Schicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf dem mindestens einen nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung.
– Bilden einer nicht kontinuierlichen Metallschicht innerhalb einer Aussparung in einem Substrat;
– Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und mindestens eines nicht abgelagerten Bereichs innerhalb der Aussparung; und
– stromloses Ablagern einer Seed-Schicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf dem mindestens einen nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der mikroelektronischen Verarbeitung und insbesondere Verfahren zum Bilden kontinuierlicher Metallfilme in tiefen Kontaktlöchern und dadurch gebildeten Strukturen.
- ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
- Beim Herstellen mikroelektronischer Vorrichtungen ist es nun die Praxis, Aussparungen oder Vias (Kontaktlöcher) herzustellen, um mehrere Ebenen leitfähiger (typischerweise Metall-) Schichten in einem Substrat zu verbinden. Die mehreren Metallisierungsschichten werden eingesetzt, um höhere Dichten zu beherbergen, da die Abmessungen von Vorrichtungen deutlich unter die Ein-Mikron-Entwurfsregeln geschrumpft sind. Ein Metallfilmtyp, welcher verbreitet als ein Material für eine Via-Metallisierung (Kontaktlochmetallisierung) verwendet wird, ist Kupfer. Typischerweise wird eine Kupfer-Seed-Schicht (Kupfer-Keimschicht)
12 (siehe2 ) in eine Kontaktlochöffnung14 gesputtert, und dann wird die Kontaktlochöffnung14 durch elektrochemisches Beschichten (Elektroplattieren bzw. Galvanisieren) mit einer Kupfer-Füllschicht gefüllt (nicht gezeigt). Es ist jedoch ein ernster Nachteil des Sputterns der Kupfer-Keimschicht12 in die Kontaktlochöffnung14 , daß die Ablagerungsrate der Kupfer-Keimschicht12 nahe der oberen Ränder16 der Kontaktlochöffnung14 größer ist als nahe der Seitenwände18 und des Bodens20 der Kontaktlochöffnung14 . Dies führt zu einen Überhang22 , welcher oben in der Kontaktlochöffnung14 gebildet wird und welcher die Kupfer-Ablagerung auf den Seitenwänden18 und dem Boden20 der Kontaktlochöffnung14 abschattet (d.h. beeinträchtigt). Diese Abschattungswirkung kann verursachen, daß sich Hohlräume24 oder Bereiche mit Metalldiskontinuitäten in der Kontaktlochöffnung14 bilden, da eine zusätzliche Sputter-Ablagerung den Boden20 und die Seitenwände18 der Kontaktlochöffnung14 aufgrund des Überhangs22 oben in der Kontaktlochöffnung14 , welcher dazu neigt, eine weitere Sputter-Ablagerung in der Kontaktlochöffnung14 zu blockieren, nicht adäquat erreichen kann. - Für Vias (Kontaktlöcher) in einer mikroelektronischen Vorrichtung mit einem großen Seitenverhältnis (d.h. größer als 3 : 1), ist es aufgrund der Abschattungswirkung beim Sputter-Ablagerungsprozeß sehr schwierig oder unmöglich, eine kontinuierliche Seed-Schicht auf den Seitenwänden und dem Boden eines Kontaktlochs durch Sputtern abzulagern. Mit anderen Worten, die gesputterte Keimschicht wird innerhalb des Kontaktlochs nicht kontinuierlich sein. Dies bedeutet, daß, wenn später ein Kupfer-Film galvanisiert wird, um das Kontaktloch zu füllen, wird das Kontaktloch Hohlräume in der Füllmetallisierung des Kontaktlochs aufweisen, welche die Zuverlässigkeit und das Leistungsvermögen der Vorrichtung negativ beeinträchtigen können. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine kontinuierliche Keimschicht zu bilden, auf welcher eine Metallfüllschicht zu galvanisieren ist, um die Bildung von Hohlräumen in einem Kontaktloch mit großem Seitenverhältnis zu vermeiden. Die vorliegende Erfindung stellt derartige Verfahren und ihre zugeordneten Strukturen bereit.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Während die Beschreibung mit den Ansprüchen abschließt, welche insbesondere das aufzeigen und deutlich beanspruchen, was als die vorliegende Erfindung angesehen wird, können die Vorteile dieser Erfindung unmittelbarer aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ermittelt werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, bei welchen:
-
1a bis1i Querschnitte von Strukturen darstellen, welche gebildet werden können, wem eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. -
2 einen Querschnitt einer Struktur nach dem Stand der Technik darstellt. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
- In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, welche auf beispielhafte Weise spezifische Ausführungsformen zeigen, mit welchen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen sind ausreichend ausführlich beschrieben, um Durchschnittsfachleuten zu ermöglichen, die die Erfindung in die Praxis umzusetzen. Es versteht sich, daß die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, obwohl sie unterschiedlich sind, sich nicht notwendigerweise gegenseitig ausschließen. Beispielsweise kann ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, welche hier im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben sind, innerhalb anderen Ausführungsformen implementiert werden, ohne den Geist und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich versteht es sich, daß der Ort oder die Anordnung individueller Elemente innerhalb jeder offenbarten Ausführungsform modifiziert werden kann, ohne den Geist und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird nur durch die angefügten, geeignet interpretierten Ansprüche zusammen mit dem vollen Bereich von Äquivalenten definiert, zu welchen die Ansprüche berechtigen. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten eine gleiche oder ähnliche Funktionalität.
- Es werden Verfahren zum Bilden eines Kupfer-Films in einer Aussparung mit großem Seitenverhältnis und ihrer zugeordneten Strukturen beschrieben. Diese Verfahren umfassen ein Bilden einer Aussparung, ein Bilden einer nicht kontinuierlichen Metallschicht innerhalb der Aussparung, ein Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und mehrerer nicht abgelagerter Bereiche innerhalb der Aussparung, ein stromloses Beschichten einer Seed-Schicht bzw. Keimschicht innerhalb der Aussparung und ein elektrochemisches Beschichten einer Metallfüllschicht über der Keimschicht, um eine im Wesentlichen hohlraumfreie, metallgefüllte Aussparung zu bilden. Die Kombination des Sputterns einer nicht kontinuierlichen Metallschicht gefolgt von einem stromlosen Beschichten einer Keimschicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht ermöglicht die im wesentlichen hohlraumfreie, im wesentlichen 100 %ige Metallabdeckung über dem Boden und der inneren Seitenwand der Aussparung.
-
1a bis1f illustrieren ein Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Struktur. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung illustriert1a ein Substrat102 , welches insbesondere Silizium, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid und dergleichen umfaßt. Es muß natürlich verstanden werden, daß das Substrat102 irgendwo innerhalb einer mikroelektronischen Vorrichtung auftreten kann. Das Substrat kann auch die Seite umfassen, welche der primären Vorrichtungsseite gegenüberliegt, d.h. die „Rückseite" eines Silizium-Wafers, wie in der Technik wohlbekannt ist. Das Substrat102 umfaßt eine erste Oberfläche106 . - Wie in
1b gezeigt, wird das Substrat102 dann durch in der Technik wohlbekannte Verfahren gemustert und geätzt, um eine Aussparung104 (wie beispielsweise einen Graben oder ein Kontaktloch) zu bilden, welche sich von der ersten Oberfläche106 des Substrats102 in das Substrat102 erstreckt. Die Aussparung104 umfaßt Innenwände108 und einen Boden110 . Die Aussparung104 kann eine Aussparung mit großem Seitenverhältnis sein, bei welchem das Verhältnis der Breite120 der Aussparung104 zu der Höhe122 der Aussparung104 größer als 3 : 1 werden kann, d.h. die Aussparung104 umfaßt vorzugsweise ein Seitenverhältnis von mehr als 3 : 1. - Weil die Aussparung
104 eine Aussparung mit hohen Seiten ist, kann aufgrund der zuvor hier diskutierten Abschattungswirkungen eine nicht kontinuierliche Metallschicht112 innerhalb der Aussparung104 gebildet werden. Die nicht kontinuierliche Metallschicht112 kann durch einen Sputter-Ablagerungsprozeß oder durch andere physikalische Sputter-Ablagerungsprozesse gebildet werden, wie beispielsweise durch Atomschichtablagerung (ALD) oder durch chemische Ablagerungsprozesse, wie beispielsweise durch chemische Aufdampfung im Plasma (PECVD), wie in der Technik wohlbekannt ist. Die Temperatur der Ablagerung kann ungefähr 100 bis 200 Grad Celsius betragen. Der Druck kann von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Millitorr betragen, und die Leistung kann von 5 bis ungefähr 10 KW betragen. Die verwendeten Materialien zum Bilden der nicht kontinuierlichen Metallschicht112 können insbesondere Tantal, Tantalnitrid, Tantal-Siliziumnitrid, Wolfram, Titan, Titan-Wolfram, Titannitrid, Titan-Siliziumnitrid und Kombinationen dieser Materialien umfassen. Die nicht kontinuierliche Metallschicht112 kann eine Diffusionssperre für nachfolgend gebildete Kupfer- oder Kupfer-Legierungsschichten bereitstellen. Die Dicke der nicht kontinuierlichen Metallschicht112 kann von ungefähr 300 bis ungefähr 500 Ǻngström betragen und beträgt vorzugsweise weniger als 500 Ǻngström. - Weil die Aussparung
104 vorzugsweise eine Aussparung mit großem Seitenverhältnis ist, kann sich die nicht kontinuierliche Metallschicht112 nicht im wesentlichen über den Innenwänden108 und dem Boden110 der Aussparung104 bilden oder sie vollständig abdecken. Nicht abgelagerte Bereiche innerhalb der Aussparung104 können aufgrund der Erscheinung der Sputter-Abschattungswirkung gebildet werden (zuvor hier beschrieben, siehe2 ), wobei sich eine dickere gesputterte Schicht oben in einer Aussparung mit hohen Seiten, wie beispielsweise in der Aussparung104 , bildet als nahe dem Boden der Aussparung, und die dickere Schicht oben in der Aussparung neigt dazu, die vollständige Metallabdeckung innerhalb der Aussparung mit großem Seitenverhältnis zu blockieren. Folglich können sich innerhalb der Aussparung104 mehrere nicht abgelagerte Bereiche befinden, welche nicht, durch die nicht kontinuierliche Metallschicht112 abgedeckt werden, in1c als ein nicht abgelagerter Innenwandbereich109 und als ein nicht abgelagerter Bodenbereich111 gezeigt. Diese nicht abgelagerten Bereiche innerhalb der Aussparung104 weisen keine auf ihnen abgelagerte, nicht kontinuierliche Metallschicht112 auf. - Wie in
1d gezeigt, können die nicht kontinuierliche Metallschicht112 , der nicht abgelagerte Innenwandbereich109 und der nicht abgelagerte Bodenbereich111 innerhalb der Aussparung104 durch Bilden einer Aktivierungsschicht114 auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht112 , auf dem nicht abgelagerten Innenwandbereich109 und auf dem nicht abgelagerten Bodenbereich111 aktiviert werden. Die Aktivierungsschicht114 kann insbesondere Palladium oder Platin aufweisen, und kann beispielsweise in einer Lösung enthalten sein, welche Palladiumchlorid (PdCl2) oder Platinchlorid (PtCl2) umfaßt. - Die Aktivierungsschicht
114 kann auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht112 durch ein Kontaktersatzverfahren ausgebildet werden, bei welchem die nicht kontinuierliche Metallschicht112 in einem Lösungsbad angeordnet wird, welches Pd- oder Pt-Ionen, ein Reduktionsmittel (wie beispielsweise insbesondere Hypophosphit, Dimethlyaminboran oder Hydrazin), ein komplexierendes Mittel (wie beispielsweise Essigsäure oder Citronensäure) und eine Säure (wie beispielsweise insbesondere Fluorwasserstoffsäure, Salzsäure oder Salpetersäure) oder eine Base (wie beispielsweise insbesondere Tetramethylammoniumhydroxid oder Kaliumhydroxid) umfassen kann. Die Aktivierungsschicht114 kann weniger als 300 Ǻngström stark sein und ist typischerweise ungefähr 100 Ǻngström stark. Die Aktivierungsschicht114 aktiviert die nicht kontinuierliche Metallschicht112 , den nicht abgelagerten Innenwandbereich109 und den nicht abgelagerten Bodenbereich111 für eine autokatalytische Reaktion, wie beispielsweise eine stromlose Ablagerungsreaktion, oder bereitet sie dafür vor. - Wie in
1e gezeigt, kam eine Keimschicht116 auf der Aktivierungsschicht114 durch stromlose Ablagerung ausgebildet werden. Die Keimschicht116 kann metallische Materialien, einschließlich insbesondere Kupfer umfassen. Die Keimschicht116 bildet eine im wesentlichen 100 %ig kontinuierliche Metallfilmabdeckung über der Aktivierungsschicht114 (und stellt deshalb im wesentlichen eine 100 %ige Stufenabdeckung über der Innenwand108 und dem Boden110 der Aussparung104 bereit). Die stromlos beschichtete Keimschicht116 umfaßt mehrere Körner117 , welche im Allgemeinen einen Durchmesser118 aufweisen, welcher ungefähr 1 Mikron (siehe1f ) oder mehr beträgt. Wie in der Technik wohlbekannt ist, kann die Aktivierungsschicht114 im wesentlichen während der stromlosen Ablagerung der Keimschicht116 (siehe1g ) subsummiert werden, oder sie kann intakt bleiben, wie in1e dargestellt. - Es kann eine von verschiedenen bekannten Lösungen für eine stromlose Ablagerung eingesetzt werden, um die Keimschicht
116 stromlos abzulagern. Die stromlose Lösung der bevorzugten Ausführungsform kann Kupfersulfat zum Liefern der Kupfer2+-Kationen, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) als ein komplexierendes Mittel für die Kupfer2+-Kationen, quaternäre Ammoniumhydroxide zum Liefern der Hydroxid-Anionen, Formaldehyd (HCHO) oder Glyoxylsäure als ein Reduktionsmittel, RHODAFAC RE 610TM oder Polyethylenglycole als ein oberflächenaktives Mittel und Benetzungsmittel und Ammoniumcyanid oder 2,2''-Dipyridyl als Stabilisierungsmittel und Duktilitätspromotor umfassen. Nach der stromlosen Ablagerung der Keimschicht116 kann das Substrat102 in entionisiertem Wasser gespült werden, um die Lösung für die stromlose Ablagerung zu entfernen. Es ist anerkannt, daß die Bildung der Keimschicht116 zeitlich so gesteuert wird, daß sie die Aussparung104 nicht im wesentlichen ausfüllt. - Wie in
1h gezeigt, kann eine Metallfüllschicht120 auf der Keimschicht116 ausgebildet werden. Die Metallfüllschicht120 kann metallische Materialien, einschließlich insbesondere Kupfer umfassen. Die Metallfüllschicht120 kann auf der Keimschicht116 durch Einsetzen eines Galvanisierungsprozesses ausgebildet werden, wie in der Technik wohlbekannt ist. Die Metallfüllschicht120 bildet sie derartig auf der Keimschicht116 innerhalb der Aussparung104 , daß die Aussparung im wesentlichen mit der Metallfüllschicht120 unter Abwesenheit von Hohlräumen gefüllt wird (wie sie beispielsweise in Aussparungen nach dem Stand der Technik ohne eine stromlos über der nicht kontinuierlichen Metallschicht112 abgelagerten Keimschicht116 vorliegen). - Die stromlos abgelagerte Keimschicht
116 verhindert die Bildung von Hohlräumen in der Metallfüllschicht120 , da die Metallfüllschicht120 über einem kontinuierlichen, galvanisierten Keimschichtfilm, wie beispielsweise der Keimschicht116 , beschichtet wird oder sich bilden kann. Eine derartige kontinuierliche Keimschicht wäre mit der Verwendung einer gesputterten Keimschicht, welche unmittelbar auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht112 abgelagert wird (wie sie beispielsweise nach dem Stand der Technik verwendet wird), nicht möglich, da eine Verwendung einer gesputterten Keimschicht aufgrund der zuvor hier beschriebenen Abschattungswirkungen nicht zu einem kontinuierlichen Film innerhalb der Aussparung führen würde. Die Metallfüllschicht120 kann nachfolgend unter Verwendung eines chemischmechanischen Polierverfahrens poliert werden, wie es beispielsweise in der Technik wohlbekannt ist (man siehe1i ). - Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung Verfahren und zugeordnete Strukturen zum Bilden einer kontinuierlichen Keimschicht in einer Aussparung mit hohen Seiten bereit, welche eine im wesentlichen hohlraumfreie Metallfüllschicht ermöglichen, wobei folglich die Zuverlässigkeit und das Leistungsvermögen einer mikroelektronischen Vorrichtung stark verbessert wird, welche gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angefertigt wurde.
- Obwohl die vorangehende Beschreibung bestimmte Schritte und Materialien spezifiziert hat, welche bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden Durchschnittsfachleute erkennen, daß viele Modifikationen und Substitutionen angefertigt werden können. Dementsprechend ist es vorgesehen, daß alle derartigen Modifikationen, Abänderungen, Substitutionen und Zusätze als innerhalb des Geists und des Schutzumfangs der Erfindung fallend angesehen werden, wie durch die angefügten Ansprüche definiert. Zusätzlich ist es anerkannt, daß die Herstellung einer Struktur mit mehreren Metallschichten über einem Substrat, wie beispielsweise einem Siliziumträger, zum Herstellen einer mikroelektronischen Vorrichtung in der Technik wohlbekannt ist. Es ist deshalb anerkannt, daß die hier bereitgestellten Figuren nur Abschnitte einer beispielhaften mikroelektronischen Vorrichtung illustrieren, welche die Praxis der vorliegenden Erfindung betrifft. Folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Strukturen eingeschränkt.
- Zusammenfassung
- Es werden Verfahren zum Bilden einer kontinuierlichen Seed-Schicht in einem Bohrloch mit hohen Seiten und seiner zugeordneten Strukturen beschrieben. Diese Verfahren umfassen ein Bilden einer Aussparung (
104 ) in einem Substrat, ein Bilden einer nicht kontinuierlichen Metallschicht innerhalb der Aussparung, ein Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht (112 ) und mehrerer nicht abgelagerter Bereiche (109 ) innerhalb der Aussparung, ein stromloses Ablagern einer Seed-Schicht (116 ) auf der aktivierten, nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf den mehreren, nicht abgelagerten Bereichen innerhalb der Aussparung und ein elektrochemisches Ablagern einer Metallfüllschicht über der Seed-Schicht, um eine im wesentlichen hohlraumfreie, metallgefüllte Aussparung zu bilden.
Claims (21)
- Verfahren zum Bilden einer Seed-Schicht, das umfaßt: – Bilden einer nicht kontinuierlichen Metallschicht innerhalb einer Aussparung in einem Substrat; – Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und mindestens eines nicht abgelagerten Bereichs innerhalb der Aussparung; und – stromloses Ablagern einer Seed-Schicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf dem mindestens einen nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden der Aussparung ein Bilden einer Aussparung mit hohen Seiten umfaßt, welche ein Seitenverhältnis größer als etwa 3 : 1 umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden der nicht kontinuierlichen Metallschicht ein Bilden einer nicht kontinuierlichen Schicht aus mindestens einem Stoff der Gruppe umfaßt, bestehend aus Tantal, Tantalnitrid, Tantal-Siliziumnitrid, Wolfram, Titan, Titan-Wolfram, Titannitrid, Titan-Siliziumnitrid oder einer ihrer Kombinationen.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und des mindestens einen nicht abgelagerten Bereichs innerhalb der Aussparung ein Bilden einer Aktivierungsschicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf dem mindestens einen nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und des mindestens einen nicht abgelagerten Bereichs innerhalb der Aussparung ein Bilden mindestens einer Palladium- oder Platin-Schicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf dem mindestens einen nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin ein Bilden einer Metallfüllschicht auf der Keimschicht umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin ein Polieren der Metallfüllschicht durch Einsetzen eines chemisch-mechanischen Polierprozesses umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bilden der Metallfüllschicht ein Bilden einer im wesentlichen hohlraumfreien Metallfüllschicht umfaßt.
- Verfahren zum Bilden einer mikroelektronischen Struktur, das umfaßt: – Bilden einer Aussparung in einem Substrat; – Bilden einer nicht kontinuierlichen Metallschicht innerhalb der Aussparung; – Aktivieren der nicht kontinuierlichen Metallschicht und mindestens eines nicht abgelagerten Bereichs innerhalb der Aussparung; – stromloses Ablagern einer Seed-Schicht auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf dem mindestens einen nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung; und – Bilden einer Metallfüllschicht über der Seed-Schicht.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bilden der Aussparung ein Bilden einer Aussparung mit hohen Seiten umfaßt, welche ein Seitenverhältnis größer als etwa 3 : 1 umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bilden der nicht kontinuierlichen Metallschicht ein Bilden einer nicht kontinuierlichen Schicht aus mindestens einem Stoff der Gruppe umfaßt, bestehend aus Tantal, Tantalnitrid, Tantal-Siliziumnitrid, Wolfram, Titan, Titan-Wolfram, Titannitrid, Titan-Siliziumnitrid oder einer ihrer Kombinationen.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das stromlose Ablagern der Seed-Schicht ein stromloses Ablagern einer Kupfer-Schicht umfaßt, welche eine Korngröße von ungefähr 1 Mikron im Durchmesser oder mehr umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bilden der Metallfüllschicht ein elektrochemisches Aufbringen einer Metallfüllschicht umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bilden der Metallfüllschicht ein Bilden einer im wesentlichen hohlraumfreien Metallfüllschicht umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bilden der Metallfüllschicht ein elektronisches Aufbringen einer Kupfer-Schicht umfaßt.
- Mikroelektronische Struktur, die umfaßt: – eine Aussparung in einem Substrat; – eine nicht kontinuierliche Metallschicht, welche innerhalb der Aussparung angeordnet ist; – eine Seed-Schicht, welche auf der nicht kontinuierlichen Metallschicht und auf mindestens einem nicht abgelagerten Bereich innerhalb der Aussparung angeordnet ist; und – eine Metallfüllschicht, welche auf der Seed-Schicht angeordnet ist.
- Struktur nach Anspruch 16, wobei die Seed-Schicht eine Korngröße von ungefähr 1 Mikron oder mehr im Durchmesser umfaßt.
- Struktur nach Anspruch 16, wobei die nicht kontinuierliche Metallschicht mindestens einen Stoff der Gruppe umfaßt, bestehend aus Titan, Tantal, Tantalnitrid, Tantal- Siliziumnitrid, Wolfram, Titan, Titan-Wolfram, Titannitrid, Titan-Siliziumnitrid oder einer ihrer Kombination.
- Struktur nach Anspruch 16, wobei die Seed-Schicht Kupfer umfaßt.
- Struktur nach Anspruch 16, wobei die Aussparung eine Aussparung mit großem Seitenverhältnis umfaßt, wobei das große Seitenverhältnis ein Seitenverhältnis größer als etwa 3 : 1 umfaßt.
- Struktur nach Anspruch 16, wobei die Metallfüllschicht eine im wesentlichen hohlraumfreie Metallfüllschicht umfaßt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/672,029 | 2003-09-25 | ||
US10/672,029 US20050067295A1 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Deep via seed repair using electroless plating chemistry |
PCT/US2004/031447 WO2005031834A1 (en) | 2003-09-25 | 2004-09-23 | Deep via seed repair using electroless plating chemistry |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112004001684T5 true DE112004001684T5 (de) | 2006-08-03 |
DE112004001684B4 DE112004001684B4 (de) | 2009-11-19 |
Family
ID=34376253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200411001684 Expired - Fee Related DE112004001684B4 (de) | 2003-09-25 | 2004-09-23 | Kontaktlochmetallisierung und Herstellungsverfahren mit Seed-Reparatur tiefer Kontaktlöcher (Via) unter Verwendung stromloser Beschichtungschemie |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20050067295A1 (de) |
JP (1) | JP4563389B2 (de) |
KR (1) | KR101242289B1 (de) |
CN (1) | CN100442498C (de) |
DE (1) | DE112004001684B4 (de) |
TW (1) | TWI241665B (de) |
WO (1) | WO2005031834A1 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008009898A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Aviza Technology Limited | Ion sources |
JP6213143B2 (ja) * | 2013-10-23 | 2017-10-18 | 富士電機株式会社 | 半導体基板、及び、半導体基板の製造方法 |
US9728521B2 (en) * | 2015-07-23 | 2017-08-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Hybrid bond using a copper alloy for yield improvement |
JP6776367B2 (ja) * | 2016-10-17 | 2020-10-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 金属配線層形成方法、金属配線層形成装置および記憶媒体 |
US11152294B2 (en) * | 2018-04-09 | 2021-10-19 | Corning Incorporated | Hermetic metallized via with improved reliability |
WO2020171940A1 (en) | 2019-02-21 | 2020-08-27 | Corning Incorporated | Glass or glass ceramic articles with copper-metallized through holes and processes for making the same |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE444969B (sv) * | 1982-10-11 | 1986-05-20 | Flygt Ab | Centrifugalpump avseddd for pumpning av vetskor innehallande fasta partiklar |
US5824599A (en) * | 1996-01-16 | 1998-10-20 | Cornell Research Foundation, Inc. | Protected encapsulation of catalytic layer for electroless copper interconnect |
US5913147A (en) * | 1997-01-21 | 1999-06-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for fabricating copper-aluminum metallization |
US6139905A (en) * | 1997-04-11 | 2000-10-31 | Applied Materials, Inc. | Integrated CVD/PVD Al planarization using ultra-thin nucleation layers |
US5969422A (en) * | 1997-05-15 | 1999-10-19 | Advanced Micro Devices, Inc. | Plated copper interconnect structure |
US5882498A (en) * | 1997-10-16 | 1999-03-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for reducing oxidation of electroplating chamber contacts and improving uniform electroplating of a substrate |
JP3032503B2 (ja) * | 1998-07-10 | 2000-04-17 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
TW444238B (en) * | 1998-08-11 | 2001-07-01 | Toshiba Corp | A method of making thin film |
EP1020543A1 (de) * | 1999-01-15 | 2000-07-19 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw | Absetzung von Kupfer auf einer aktivierter Oberfläche eines Substrats |
JP2001144089A (ja) * | 1999-11-11 | 2001-05-25 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2001164375A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-19 | Sony Corp | 無電解メッキ浴および導電膜の形成方法 |
US6479902B1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-11-12 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor catalytic layer and atomic layer deposition thereof |
WO2002004704A2 (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for patching electrochemically deposited layers using electroless deposited materials |
US6824665B2 (en) * | 2000-10-25 | 2004-11-30 | Shipley Company, L.L.C. | Seed layer deposition |
US20020064592A1 (en) * | 2000-11-29 | 2002-05-30 | Madhav Datta | Electroless method of seed layer depostion, repair, and fabrication of Cu interconnects |
US6977224B2 (en) * | 2000-12-28 | 2005-12-20 | Intel Corporation | Method of electroless introduction of interconnect structures |
US6824666B2 (en) * | 2002-01-28 | 2004-11-30 | Applied Materials, Inc. | Electroless deposition method over sub-micron apertures |
US6472310B1 (en) * | 2002-04-08 | 2002-10-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Tin palladium activation with maximized nuclei density and uniformity on barrier material in interconnect structure |
DE10302644B3 (de) * | 2003-01-23 | 2004-11-25 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht über einem strukturierten Dielektrikum mittels stromloser Abscheidung unter Verwendung eines Katalysators |
-
2003
- 2003-09-25 US US10/672,029 patent/US20050067295A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-05-21 TW TW93114521A patent/TWI241665B/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-09-23 WO PCT/US2004/031447 patent/WO2005031834A1/en active Application Filing
- 2004-09-23 KR KR1020067005728A patent/KR101242289B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-09-23 JP JP2006528242A patent/JP4563389B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-23 DE DE200411001684 patent/DE112004001684B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-27 CN CNB2004100806921A patent/CN100442498C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-11-15 US US11/280,067 patent/US7479687B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI241665B (en) | 2005-10-11 |
JP4563389B2 (ja) | 2010-10-13 |
WO2005031834A1 (en) | 2005-04-07 |
DE112004001684B4 (de) | 2009-11-19 |
US20060068181A1 (en) | 2006-03-30 |
US20050067295A1 (en) | 2005-03-31 |
KR20070017469A (ko) | 2007-02-12 |
KR101242289B1 (ko) | 2013-03-11 |
CN100442498C (zh) | 2008-12-10 |
US7479687B2 (en) | 2009-01-20 |
JP2007523464A (ja) | 2007-08-16 |
TW200512845A (en) | 2005-04-01 |
CN1614777A (zh) | 2005-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006001253B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht über einem strukturierten Dielektrikum mittels einer nasschemischen Abscheidung mit einer stromlosen und einer leistungsgesteuerten Phase | |
DE4342047B4 (de) | Halbleiterbauelement mit einer Diffusionsbarrierenschichtanordnung und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102005034182B4 (de) | Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür | |
DE102005057075B4 (de) | Halbleiterbauelement mit einer Kupferlegierung als Barrierenschicht in einer Kupfermetallisierungsschicht und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102005014748B4 (de) | Technik zum elektrochemischen Abscheiden einer Legierung mit chemischer Ordnung | |
DE10296935T5 (de) | Barrierenverstärkungsprozess für Kupferdurchkontaktierungen(oder Zwischenverbindungen) | |
DE112012003823T5 (de) | Mikrostrukturmodifikation in Kupferverbindungsstrukturen | |
DE10041565B4 (de) | Metallzwischenverbindung, Halbleitervorrichtung, Verfahren zum Bilden einer Metallzwischenverbindung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung | |
DE102008007001A1 (de) | Vergrößern des Widerstandsverhaltens gegenüber Elektromigration in einer Verbindungsstruktur eines Halbleiterbauelements durch Bilden einer Legierung | |
DE102007046846A1 (de) | Seitenwandschutzschicht | |
DE102005052001B4 (de) | Halbleiterbauelement mit einem Kontaktpfropfen auf Kupferbasis und ein Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE102005052052A1 (de) | Ätzstoppschicht für Metallisierungsschicht mit verbesserter Haftung, Ätzselektivität und Dichtigkeit | |
DE102008049775A1 (de) | Metalldeckschicht mit besserer Ätzwiderstandsfähigkeit für kupferbasierte Metallgebiete in Halbleiterbauelementen | |
DE102006056626A1 (de) | Verfahren zum selektiven Herstellen einer leitenden Barrierenschicht durch ALD | |
DE102007009912B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer kupferbasierten Metallisierungsschicht mit einer leitenden Deckschicht durch ein fortschrittliches Integrationsschema | |
DE112011101750T5 (de) | Verfahren und Struktur zur Verbesserung der Leitfähigkeit enger kupfergefüllter Durchkontaktierungen | |
DE102007004884A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht über einem strukturierten Dielektrikum durch stromlose Abscheidung unter Anwendung einer selektiv vorgesehenen Aktivierungsschicht | |
DE102004003863B4 (de) | Technik zur Herstellung eingebetteter Metallleitungen mit einer erhöhten Widerstandsfähigkeit gegen durch Belastung hervorgerufenen Materialtransport | |
DE112004001684B4 (de) | Kontaktlochmetallisierung und Herstellungsverfahren mit Seed-Reparatur tiefer Kontaktlöcher (Via) unter Verwendung stromloser Beschichtungschemie | |
DE69832380T2 (de) | Herstellungsmethode für die verdrahtung von halbleiteranordnungen | |
DE10319135B4 (de) | Verfahren zum Elektroplattieren von Kupfer über einer strukturierten dielektrischen Schicht, um die Prozess-Gleichförmigkeit eines nachfolgenden CMP-Prozesses zu verbessern | |
DE10351005B4 (de) | Barrierenschicht mit einer Titannitridbeschichtung für eine Kupfermetallisierungsschicht, die ein Dielektrikum mit kleinem ε aufweist | |
DE102007035837A1 (de) | Halbleiterbauelement mit einer Kornorientierungsschicht | |
DE10339990B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung mit einer erhöhten Widerstandsfähigkeit gegen Elektromigration entlang einer Grenzfläche einer dielektrischen Barrierenschicht mittels Implantieren von Material in die Metalleitung | |
DE69914294T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer leitenden Struktur |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law |
Ref document number: 112004001684 Country of ref document: DE Date of ref document: 20060803 Kind code of ref document: P |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140401 |