JP2010535289A5

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Publication number: JP2010535289A5
Application number: JP2010519274A
Authority: JP
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2011-09-29

Claims

半導体集積回路デバイス基板のシリコン貫通ビアフィーチャー（through silicon via feature）を金属被膜する方法であって、ここで前記半導体集積回路デバイス基板は前表面、後表面およびビアフィーチャーからなり、そしてここで前記ビアフィーチャーは前記基板の前表面に開口、前記基板の前表面から延びる側壁、および底からなり、前記方法は：
前記半導体集積回路デバイス基板を電解銅堆積組成物に浸漬することからなり、ここで前記シリコン貫通ビアフィーチャーは５μｍと３００μｍの間の入口寸法、５０μｍと２５０μｍの間の深さ寸法および０．３：１より大きいアスペクト比を有し、堆積組成物は次を含む：
（ａ）銅イオン源；
（ｂ）無機酸、有機スルホン酸およびこれらの混合物から選ばれる酸；
（ｃ）分極剤および／あるいは減極剤から選ばれる１つあるいはそれ以上の有機化合物であって、ビア開口よりもビア底で速い銅堆積を促進する１つあるいはそれ以上の有機化合物；
（ｄ）塩素イオン；および
底上げ充填し、それにより銅充填ビアフィーチャーを生成するために前記底および前記側壁上に銅金属を堆積するように前記電解堆積組成物に電流を供給することからなる。
ビアフィーチャーが１０μｍと１００μｍの間の入口寸法を有する請求項１に記載の方法。
銅イオン源が有機銅スルホン酸でありそして酸がスルホン酸である請求項１に記載の方法。
１つあるいはそれ以上の有機化合物が分極剤を含む請求項１に記載の方法。
分極剤がビニルピリジンをベースとする化合物である請求項１に記載の方法。
ビニルピリジンをベースとする化合物が１６０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する置換ピリジルポリマー化合物である請求項５に記載の方法。
ビニルピリジンをベースとする化合物が５００ｇ／ｍｏｌと１５０，０００ｇ／ｍｏｌの間の分子量を有する置換ピリジルポリマー化合物である請求項５に記載の方法。
ビニルピリジンをベースとする化合物がメチル第四級ポリ（ビニル−４−ピリジン）である請求項５に記載の方法。
分極剤がポリ（プロピレングリコール）ビス（２−アミノプロピルエーテル）である請求項５に記載の方法。
分極剤がランダム酸化エチレン／酸化プロピレンコポリマーである請求項５に記載の方法。
１つあるいはそれ以上の分極化合物が分極剤および減極剤を含む請求項１に記載の方法。
分極剤がメチル第四級ポリ（ビニル−４−ピリジン）である請求項１１に記載の方法。
減極剤が次の一般構造（１）を有する有機硫黄化合物である請求項１１に記載の方法。

ここで、
ＸはＯ、ＳあるいはＳ＝Ｏである；
ｎは１から６である；
Ｍは価数を満足するために必要な水素、アルカリ金属あるいはアンモニウムである；
Ｒ_１は１から８の炭素原子のアルキレンあるいは環状アルキレン基、６から１２の炭素原子の芳香族炭化水素あるいは脂肪族芳香族炭化水素である；および
Ｒ_２は水素、１から８の炭素原子を有するヒドロキシアルキルあるいは、ＭおよびＲ_１は上記で定義されるＭＯ_３ＳＲ_１である。
減極剤が３，３’−ジチオビス（１−プロパンスルホン酸）である請求項１１に記載の方法。
極性剤がメチル第四級ポリ（ビニル−４−ピリジン）でありそして減極剤が３，３’−ジチオビス（１−プロパンスルホン酸）である請求項１１に記載の方法。
１つあるいはそれ以上の分極化合物がビア開口での銅堆積電位よりも小さい陰性の少なくとも５０ｍＶであるビア底での銅堆積電位を生じる請求項１記載の方法。
ビアフィーチャーが５μｍと１００μｍの間の入口寸法を有する請求項１に記載の方法。
ビアフィーチャーが０．３：１と５：１の間のアスペクト比を有する請求項１に記載の方法。
半導体集積回路デバイス基板のビアフィーチャーを金属被膜する方法であって、ここで前記半導体集積回路デバイス基板は前表面、後表面およびビアフィーチャーからなり、そしてここで前記ビアフィーチャーは前記基板の前表面に開口、前記基板の前表面から延びる側壁、および底からなり、前記方法は：
前記半導体集積回路デバイス基板を電解銅堆積組成物に浸漬することからなり、ここでビアフィーチャーは５０μｍと２５０μｍの間の深さおよび５μｍと１００μｍの間のビアフィーチャー入口寸法を有し、堆積組成物は次を含む：
（ａ）５０ｇ／Ｌと１１０ｇ／Ｌの間の銅イオン源として銅メタンスルホン酸塩；
（ｂ）１ｇ／Ｌと２５ｇ／Ｌの間の濃度のメタンスルホン酸；
（ｃ）１ｐｐｍと２００ｐｐｍの間の濃度の分極剤および３μｍｏｌと１００μｍｏｌの間の濃度の減極剤から選ばれる１つあるいはそれ以上の有機化合物であって、ビア開口よりもビア底で速い銅堆積を促進する１つあるいはそれ以上の有機化合物；
（ｄ）１０ｍｇ／Ｌと９０ｍｇ／Lの間の濃度の塩素イオン；および
底上げ充填し、それにより銅充填ビアフィーチャーを生成するために前記底および前記側壁上に銅金属を堆積するように前記電解堆積組成物に０．３Ａ／ｄｍ^２と５Ａ／ｄｍ^２の間の平均電流密度で電流を供給することからなる。
１つあるいはそれ以上の有機化合物が１ｐｐｍと４０ｐｐｍの間の濃度のメチル第四級ポリ（ビニル−４−ピリジン）である分極剤および１ｐｐｍと５０ｐｐｍの間の濃度の３，３’−ジチオビス（１−プロパンスルホン酸）である減極剤である請求項１９に記載の方法。