KR101518519B1 - 코발트 합금의 무전해 증착 - Google Patents

코발트 합금의 무전해 증착 Download PDF

Info

Publication number
KR101518519B1
KR101518519B1 KR1020097015348A KR20097015348A KR101518519B1 KR 101518519 B1 KR101518519 B1 KR 101518519B1 KR 1020097015348 A KR1020097015348 A KR 1020097015348A KR 20097015348 A KR20097015348 A KR 20097015348A KR 101518519 B1 KR101518519 B1 KR 101518519B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cobalt
solution
copper
amine
layer
Prior art date
Application number
KR1020097015348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090106540A (ko
Inventor
알기르다스 바스켈리스
알도나 자그미니엔네
인나 스탄케비키엔네
에우게니주스 노르쿠스
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
Publication of KR20090106540A publication Critical patent/KR20090106540A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101518519B1 publication Critical patent/KR101518519B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C18/16—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 by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • 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
    • C23C18/16—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 by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/32—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C23C18/34—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents
    • 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
    • C23C18/16—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 by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/32—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

구리 표면상에 코발트-합금 층을 무전해 증착하기 위한 시스템 및 방법은 낮은 pH 로 특정된 용액을 포함한다. 이 용액은, 예를 들어, 코발트 (Ⅱ) 염, 적어도 2 개의 아민기를 포함하는 착화제, pH 를 7.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제, 및 환원제를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 코발트-합금은 집적회로 내에서 구리 표면과 유전체 사이의 본딩 및 구리 확산 특징을 용이하게 하도록 구성된다.
코발트 염, 착화제, pH 조절제, 구리층, 코발트-합금 층, 유전체 배리어 층

Description

코발트 합금의 무전해 증착{ELECTROLESS DEPOSITION OF COBALT ALLOYS}
배경
발명의 분야
본 발명은 반도체 제조분야에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 구리를 포함하는 다층 구조체를 제조하는 분야에 관한 것이다.
종래 기술
Cu-SiC 또는 Cu-Si3N4 를 포함하는 유전체 배리어 층이, 일반적으로, 반도체 디바이스에 이용된다. 예를 들어, 이러한 유전체 배리어 층은 진보한 BEOL (back-end-of-line) 금속화 구조체 내에 통합될 수도 있다. 구리층과 SiC 또는 Si3N4 사이에 증착된 코발트-합금 캡핑층 (cobalt-alloy capping layer) 의 포함은, 층들 사이의 개선된 접착성과 개선된 전자 이동 (electro-migration) 및 개선된 구리 확산 특성을 초래한다. 코발트-합금 캡핑층은 화학적 기상 증착 (CVD; chemical vapor deposition) 또는 무전해 증착에 의해 구리 상에 증착될 수 있다.
구리 상에 CoWBP 또는 CoWP 와 같은 코발트 합금의 무전해 증착이 논의되어 왔다. 고 알칼리성 환경에서, 코발트 염, 텅스텐 염, 하이포아인산염 (hypophosphite) 환원제, 보란 환원제 (예를 들어, DMAB; dimethylaminoborane), 및 착화제를 이용하는 것이 통상적인 접근방식이다. 예를 들어, 증착은 일반적 으로 9 이상의 pH 주변에서 일어난다. 코발트 합금이 접착성 개선 목적으로만 이용되는 경우, 텅스텐 및 인은 Co 그레인 바운더리를 채우고 (stuffing), Cu 확산 경로를 감소시키거나 제거함으로써 구리 확산에 대한 저항력을 향상시키기 위해 주로 포함되기 때문에, 텅스텐 및 인은 불필요할 수도 있다.
구리 상의 얇은 구리-산화물 층의 존재에 의해 무전해 증착이 억제될 수 있다. 이 구리-산화물 층은, 구리가 공기 또는 다른 산화 환경에 노출될 때 형성된다. 또한, 구리 및 유전체 표면상의 오염물질은 코발트-합금 캡핑층의 두께의 패턴-의존 변화와 같은 패턴-의존 도금 효과 (pattern-dependent plating effect) 를 야기할 수 있다. 따라서, 코발트-합금 캡핑층의 증착 이전에 구리층상에 천연 (native) 구리 산화물의 형성을 제한할 필요가 있다. 통상적으로, 프로세싱 환경은, 이러한 산화물 형성을 제한하고, 또한, 구리 표면상에 이미 있는 임의의 구리 산화물 및 유기 오염물질을 제거하도록 제어된다. 불행히도, 종래 기술에서와 같이, 코발트 합금의 무전해 증착에서의 고 알칼리성 용액의 이용은 구리 산화물의 형성을 제한하기보다는 촉진시킨다.
개요
본 발명의 다양한 실시형태는 낮은 pH (예를 들어, 7 미만) 의 이용, 구리 상의 코발트 합금의 증착을 위한 제제 (formulation) 를 포함한다. 이러한 제제는, 예를 들어, 코발트 염, 질소 함유 착화제, pH 조절제, 선택적인 그레인 바운더리 스터퍼, 및 선택적인 환원제를 포함한다.
통상적으로, 낮은 pH 제제의 이용은 코발트 증착 이전에 구리 산화물 형성의 감소를 초래한다. OH-말단 (OH-terminated) 유전체 표면적의 감소는, 더 적은 -OH 기 (group) 가 증착된 금속에서 발견할 수 있는 것과 같이 더욱 균일한 그레인 구조체를 초래하기 때문에, 개선된 그레인 형태 (improved grain morphology) 를 야기할 수도 있다. 증착된 금속은 구리 표면과 더욱 직접적으로 상호작용할 수 있다. 이에 따라, 이 증착의 형태는 요인들 (예를 들어, 증착 속도, DMAB 농도, 온도, 및 용액 농도) 에 덜 민감하게 된다. 또한, 몇몇 실시형태에서, 낮은 pH 제제의 이용은 팔라듐 (Pd) 과 같은 촉매 금속을 이용하는 표면 활성화에 대한 필요성을 제거한다.
다양한 실시형태에서, 종래 기술의 회로와 비교하여, 본 발명의 이용은 구리와 유전체 배리어 층 사이의 개선된 접착성, 개선된 진보 BEOL 금속화 구조체, 및/또는 개선된 전자 이동 성능을 갖는 집적 회로를 초래한다.
본 발명의 다양한 실시형태는 코발트 염, 그 코발트 염을 이용하여 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 착화제, 및 용액의 pH 를 7.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하는 용액을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시형태는, 코발트 (Ⅱ) 염, 적어도 2 개의 아민기를 포함하는 착화제, 및 pH 를 7.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하고, 7.0 미만의 pH 를 가지며, 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 용액을 제조하는 단계; 상기 용액에 구리 표면을 침지하는 단계; 및 상기 용액을 이용하여 구리 표면상에 코발트-합금 층을 증착하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시형태는 본 명세서에 개시된 방법을 이용하여 제조된 반도체 디바이스를 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 다양한 실시형태에 따른 무전해 증착 시스템을 도시한다.
도 2 는 다양한 실시형태에 따라서 도 1 의 시스템을 이용하여 구리층 상에 코발트-합금 층을 증착하는 방법을 나타낸다.
도 3 은 다양한 실시형태에 따라서 도 2 의 방법을 이용하여 제조될 수 있는 것과 같은 구리층, 코발트-합금 층, 및 유전체 배리어 층을 포함하는 유전체를 도시한다.
상세한 설명
도 1 은 다양한 실시형태에 따라서 일반적으로 100 으로 표시된 무전해 증착 시스템을 도시한다. 이 시스템은, 용액 (120) 을 수용하도록 구성된 컨테이너 (110) 를 포함한다. 선택적으로, 컨테이너 (110) 는 0 과 100℃ 사이, 일 실시형태에서는 대략 40 과 70℃ 사이의 반응 온도에서 용액 (120) 을 유지하도록 구성된다.
용액 (120) 은 구리 기판상의 코발트-합금의 증착을 위해 구성된다. 다양한 실시형태에서, 이러한 코발트-합금은 코발트-텅스텐 인 합금 (CoWP), 코발트-텅스텐-붕소 합금 (CoWB), 코발트-텅스텐-붕소-인 합금 등을 포함한다. 다양한 실시형태에서, 이들 코발트-합금은 구리와 유전체층 (예를 들어, SiC 또는 Si3N4) 사이의 접착성 및/또는 구리 확산 배리어 특성을 개선시키도록 구성된다.
용액 (120) 은 9 미만의 pH 로 특징화된다. 예를 들어, 다양한 실시형태에서, 용액 (120) 은 7.5, 7, 6.5, 6, 5.5 또는 5.0 미만의 pH 를 갖는다.
용액 (120) 은 코발트 염을 포함한다. 이 코발트 염은 코발트 (Ⅱ), 예를 들어, CoSO4, Co(NO3)2 등을 포함할 수도 있다. 이 코발트 염은, Co(Ⅱ)[아민]1 내지 3]2+[음이온(들)]2- 와 같은 착염 (complex salt) (예를 들어, [Co(En)]SO4, [Co(En)2]SO4, [Co(En)3]SO4, [Co(Dien)](NO3)2, 또는 [Co(Dien)2](NO3)2 등을 포함할 수도 있고, 여기서 En 은 에틸렌디아민 (ethylenediamine) 이고, Dien 은 디에틸렌트리아민 (diethylenetriamine) 이다. 코발트 염은 광범위한 농도로 포함될 수도 있다. 일 실시형태에서, 그 농도는 1×10-4M 이하이다.
용액 (120) 은 착화제를 더 포함한다. 통상적으로, 착화제는 아민기를 포함하지만, 다른 실시형태에서는 암모니아 및 다른 간단한 유기 아민과 폴리아민으로 대체될 수도 있다. 예를 들어, 착화제는 암모니아, NH40H, 또는 디아민 및 트리아민 화합물을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태에서, 착화제는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 디에틸렌트리아민, 3-메틸렌디아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 고급 (higher) 지방족 폴리아민, 및/또는 다른 폴리아민을 포함한다. 다양한 실시형태에서, 폴리아민은 테트라-아민, 펜타-아민, 시클릭 디아민 및/또는 트리-아민을 포함한다. 이들은, R"-NH-R'-R-NH-R'" 또는 R"-NH-R'-NH-R-NH-R'" 의 일반적인 형태일 수도 있고, 또는 더욱 일반적으로는, R'"-NH-[R'-NH]n-[R'-NH]m-R-NH-R"" 의 형태일 수도 있다. 여기서, R, R', R", R'", R""은 전술한 바와 같이 지방족, 이하 설명되는 바와 같이 방향족 및 헤테로고리기로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있으며, m 및 n은 양의 정수이다.
다양한 실시형태에서, 착화제는 방향족 폴리아민 (예를 들어, 벤젠-1,2-디아민), 및 질소 헤테로고리 (예를 들어, 피리딘, 디피리딘, 및 질소 헤테로고리 아민), 및/또는 폴리아민 (예를 들어, 피리딘-1-아민) 을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 아민은 산성 배지 (acidic media) 에서 양자화되어 (protonized) 아민 염을 형성한다. 착화제의 농도가 광범위하게 변화될 수 있지만, 몇몇 실시형태에서, 그 농도는 코발트 증착 및 필름 특성을 최적화하도록 선택된다. 착화제의 농도는 통상적으로 코발트 염의 양이온의 농도보다 크다.
용액 (120) 은 pH 조절제를 더 포함한다. pH 조절제는, 요구되는 음이온에 기초하여, 예를 들어, 아세트산, 황산, 질산 또는 다른 무기산 또는 유기산을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, pH 조절제는 완충액 (buffer) 을 포함한다. 일반적으로, pH 조절제의 농도는 용액 (120) 의 원하는 pH (예를 들어, 7.5, 7, 6.5, 6, 5.5 또는 5.0 미만의 pH) 를 달성하도록 선택된다.
선택적으로, 용액 (120) 은 그레인 바운더리 스터퍼 (grain boundary stuffer) 를 더 포함한다. 이 그레인 바운더리 스터퍼는, 예를 들어, 텅스테이트 (WO4 -2) 염을 포함할 수도 있다. 대안적인 또는 추가적인 그레인 바운더리 스터퍼가 또한 인-계 화합물을 포함할 수 있지만, 당업자에게는 다른 그레인 바운더리 스터퍼도 명백할 것이다.
용액 (120) 은 활성제 또는 환원제 (예를 들어, DMAB) 를 더 포함한다. 활성제는 증착 이전에 구리 표면을 활성화하도록 구성된다. 다른 활성제는 다른 아미노보란 (aminoborane) 을 포함한다. 환원제로서 포함될 수도 있는 다른 유형의 아미노보란은 당업자에게 명백할 것이다.
다양한 실시형태에서, 용액 (120) 은 용액 (120) 을 특정 용도의 성능에 대해 최적화시키기 위해 선택된 첨가제들을 더 포함할 수도 있다. 이들 선택적 첨가제는 감소된 크기의 그레인 성장을 생성하도록 구성된 핵생성 강화 첨가제 (nucleation enhancement additive), 노듈 성장 억제제 (nodule growth suppressor), 계면활성제, 안정제 등을 포함할 수도 있다.
일 실시형태에서, 용액 (120) 은 pH 를 대략 5.5 로 조절하기 위해 0.01M 와 0.05M 사이 농도의 CoSO4, 대략 0.015M 농도의 Dien; 0.1M 와 0.4M 사이 농도의 DMAB; 및 CH3COOH 를 포함한다.
추가적으로, 용액 (120) 은 탈산소화 액체 (de-oxygenated liquid) 를 사용하여 제조된다.
도 2 는 다양한 실시형태에 따른 도 1 의 시스템을 이용하여 구리층 상에 코발트-합금 층을 증착하는 방법을 설명한다. 몇몇 실시형태에서, 이 방법은 집적 회로의 제조에 이용된다.
용액 제조 단계 (210) 에서, 용액 (120) 이 제조된다. 이 제조는, 용액 (120) 이 컨테이너 (110) 로 옮겨진 외부 용기 (external vessel) 또는 컨테이너 (110) 에서 발생할 수도 있다.
기판 침지 단계 (220) 에서, 용액 (120) 에 코발트-합금으로 코팅된 구리 표면이 침지된다. 구리 표면은, 선택적으로, 집적 회로의 일부이고 및/또는 반도체 웨이퍼 상에 배치되어 있을 수도 있다.
층 도포 단계 (230) 에서, 구리 표면과 용액 (120) 사이의 화학적 반응을 통해서 구리 표면상에 코발트-합금이 증착된다.
선택적인 유전체 증착 단계 (240) 에서, 코발트-합금의 상부에 유전체가 증착된다. 이 증착은, 화학적 기상 증착 등을 통해서 무전해 도금 용액에서 수행될 수도 있다.
도 3 은, 다양한 실시형태에 따라서, 도 2 의 방법을 이용하여 제조될 수도 있는 것과 같은, 예를 들어, 구리층 (310), 코발트-합금 층 (320), 및 유전체 배리어 층 (330) 을 포함하는, 웨이퍼 상에 형성된 회로와 같은 반도체 디바이스의 일부를 도시한다. 선택적으로, 코발트-합금 층 (320) 은 구리층 (310) 과 유전체 배리어 층 (330) 보다 실질적으로 더 얇다. 몇몇 실시형태에서, 이 회로는, 종래 기술의 회로에 비해, 구리층 (310) 과 유전체 배리어 층 (330) 사이의 개선된 접착성 및/또는 유전체 배리어 층 (330) 으로의 감소된 구리 확산을 특징으로 한다.
몇몇 실시형태는 본 명세서에서 구체적으로 기재되고 및/또는 설명된다. 그러나, 변형 및 변화가 청구범위의 사상 및 의도된 범위를 벗어나지 않는다면 첨부된 청구범위내에서 그리고 전술한 교시에 의해 포함된다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 시스템 및 방법이 회로 제조의 내용으로 나타나 있지만, 이 시스템 및 방법은 다른 유형의 디바이스의 제조에 적용될 수도 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 용액은 수용성이거나 또는 비-수용성일 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 실시형태는 본 발명의 실례이다. 본 발명의 이들 실시형태들이 도면을 참조하여 설명되기 때문에, 설명된 방법 및/또는 특정 구조의 다양한 변형 또는 개조는 당업자에게 명백하게 될 수도 있다. 본 발명의 교시에 기초하고 이들 교시가 기술을 진보시킨 모든 이러한 변형, 개조, 또는 변화는 본 발명의 사상 및 범위 내에 있다고 고려된다. 따라서, 본 발명은 결코 설명된 실시형태로만 제한되지 않는다는 것이 이해되기 때문에, 이들 설명 및 도면은 한정적인 의미로 고려되지 않아야만 한다.

Claims (26)

  1. 용액으로서,
    코발트 염;
    상기 코발트 염을 이용하여 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 착화제 (complexing agent) 로서, 상기 착화제는 적어도 2 개의 아민기를 포함하는 아민 화합물을 포함하는, 상기 착화제; 및
    상기 용액의 pH 를 6.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하고,
    상기 아민 화합물은 방향족 (aromatic) 인, 용액.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그레인 바운더리 (grain boundary) 를 채우기 위한 물질을 더 포함하는, 용액.
  3. 제 1 항에 있어서,
    작은 그레인 성장을 강화하도록 구성된 첨가제, 노듈 성장 억제제 (nodule growth suppressor), 또는 계면활성제를 더 포함하는, 용액.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 염은 코발트 (Ⅱ) 염을 포함하는, 용액.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 염은 아민기를 포함하는, 용액.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 염은 [Co(Ⅱ)[아민]1 내지 3]2+[음이온(들)]2- 형태의 아민기를 포함하는, 용액.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 염은 [Co(En)]SO4, [Co(En)2]SO4, [Co(En)3]SO4, [Co(Dien)](NO3)2, 또는 [Co(Dien)2](NO3)2 를 포함하는, 용액.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 아민 화합물은 디아민을 포함하는, 용액.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 아민 화합물은 트리아민을 포함하는, 용액.
  12. 용액으로서,
    코발트 염;
    상기 코발트 염을 이용하여 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 착화제 (complexing agent) 로서, 상기 착화제는 적어도 2 개의 아민기를 포함하는 아민 화합물을 포함하는, 상기 착화제; 및
    상기 용액의 pH 를 6.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하고,
    상기 아민 화합물은 R"-NH-R'-R-NH-R'" 형태의 폴리아민을 포함하고, 여기서 R, R', R" 및 R'"은 지방족 및 방향족으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 용액.
  13. 용액으로서,
    코발트 염;
    상기 코발트 염을 이용하여 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 착화제 (complexing agent) 로서, 상기 착화제는 적어도 2 개의 아민기를 포함하는 아민 화합물을 포함하는, 상기 착화제; 및
    상기 용액의 pH 를 6.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하고,
    상기 아민 화합물은 R"-NH-R'-NH-R-NH-R'" 형태의 폴리아민을 포함하고, 여기서 R, R', R" 및 R'"은 지방족 및 방향족으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 용액.
  14. 용액으로서,
    코발트 염;
    상기 코발트 염을 이용하여 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 착화제 (complexing agent) 로서, 상기 착화제는 적어도 2 개의 아민기를 포함하는 아민 화합물을 포함하는, 상기 착화제; 및
    상기 용액의 pH 를 6.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하고,
    상기 아민 화합물은 R'"-NH-[R'-NH]n-[R'-NH]m-R-NH-R"" 형태의 폴리아민을 포함하고, 여기서 R, R', R'" 및 R""은 지방족 및 방향족으로 구성된 그룹으로부터 선택되고, m 및 n은 양의 정수인, 용액.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    환원제를 더 포함하는, 용액.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액은 탈산소화 액체 (de-oxygenated liquid) 를 사용하여 제조되는, 용액.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 환원제는 DMAB 를 포함하는, 용액.
  19. 6.0 미만의 pH 를 갖고, 구리 상에 코발트 층을 증착하도록 구성된 용액을 제조하는 단계;
    상기 용액에 구리 표면을 침지하는 단계; 및
    상기 용액을 이용하여 상기 구리 표면상에 코발트-합금 층을 증착하는 단계를 포함하며:
    상기 용액은,
    코발트 (Ⅱ) 염,
    적어도 2 개의 아민기를 포함하는 아민 화합물을 포함하는 착화제, 및
    상기 pH 를 6.0 미만으로 조절하도록 구성된 pH 조절제를 포함하고,
    상기 아민 화합물은 방향족 (aromatic) 인, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 코발트-합금 층상에 유전체 층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 코발트 염은 아민기를 포함하는, 방법.
  22. 삭제
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 용액은 환원제를 더 포함하는, 방법.
  24. 제 19 항에 기재된 방법을 이용하여 제조된, 반도체 디바이스.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 염은 1×10-4M 이하의 농도를 갖는, 용액.
  26. 삭제
KR1020097015348A 2006-12-22 2007-12-12 코발트 합금의 무전해 증착 KR101518519B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/644,697 US7794530B2 (en) 2006-12-22 2006-12-22 Electroless deposition of cobalt alloys
US11/644,697 2006-12-22
PCT/US2007/025460 WO2008085256A2 (en) 2006-12-22 2007-12-12 Electroless deposition of cobalt alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090106540A KR20090106540A (ko) 2009-10-09
KR101518519B1 true KR101518519B1 (ko) 2015-05-07

Family

ID=39543231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097015348A KR101518519B1 (ko) 2006-12-22 2007-12-12 코발트 합금의 무전해 증착

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7794530B2 (ko)
JP (1) JP5676880B2 (ko)
KR (1) KR101518519B1 (ko)
CN (1) CN101616747B (ko)
SG (1) SG177913A1 (ko)
TW (1) TWI447260B (ko)
WO (1) WO2008085256A2 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794530B2 (en) * 2006-12-22 2010-09-14 Lam Research Corporation Electroless deposition of cobalt alloys
EP2639335B1 (en) * 2012-03-14 2015-09-16 Atotech Deutschland GmbH Alkaline plating bath for electroless deposition of cobalt alloys
US20140199497A1 (en) * 2013-01-14 2014-07-17 Tighe A. Spurlin Methods for reducing metal oxide surfaces to modified metal surfaces
US9865501B2 (en) 2013-03-06 2018-01-09 Lam Research Corporation Method and apparatus for remote plasma treatment for reducing metal oxides on a metal seed layer
US9496145B2 (en) 2014-03-19 2016-11-15 Applied Materials, Inc. Electrochemical plating methods
US9469912B2 (en) 2014-04-21 2016-10-18 Lam Research Corporation Pretreatment method for photoresist wafer processing
US9472377B2 (en) 2014-10-17 2016-10-18 Lam Research Corporation Method and apparatus for characterizing metal oxide reduction
US9758896B2 (en) 2015-02-12 2017-09-12 Applied Materials, Inc. Forming cobalt interconnections on a substrate
US9865673B2 (en) 2015-03-24 2018-01-09 International Business Machines Corporation High resistivity soft magnetic material for miniaturized power converter
WO2018063815A1 (en) 2016-10-02 2018-04-05 Applied Materials, Inc. Doped selective metal caps to improve copper electromigration with ruthenium liner
US10443146B2 (en) 2017-03-30 2019-10-15 Lam Research Corporation Monitoring surface oxide on seed layers during electroplating
US10211052B1 (en) 2017-09-22 2019-02-19 Lam Research Corporation Systems and methods for fabrication of a redistribution layer to avoid etching of the layer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049280A (ja) 2001-06-01 2003-02-21 Ebara Corp 無電解めっき液及び半導体装置
US20050136193A1 (en) 2003-10-17 2005-06-23 Applied Materials, Inc. Selective self-initiating electroless capping of copper with cobalt-containing alloys

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900599A (en) 1973-07-02 1975-08-19 Rca Corp Method of electroless plating
FR2590595B1 (fr) * 1985-11-22 1988-02-26 Onera (Off Nat Aerospatiale) Bain a l'hydrazine pour le depot chimique de nickel et/ou de cobalt, et procede de fabrication d'un tel bain.
JPH0254774A (ja) * 1988-08-17 1990-02-23 Seiko Instr Inc 無電解金合金めっき浴
US5203911A (en) * 1991-06-24 1993-04-20 Shipley Company Inc. Controlled electroless plating
US5614003A (en) * 1996-02-26 1997-03-25 Mallory, Jr.; Glenn O. Method for producing electroless polyalloys
US5858073A (en) * 1996-10-28 1999-01-12 C. Uyemura & Co., Ltd. Method of treating electroless plating bath
US6060181A (en) * 1998-08-17 2000-05-09 Mcdonnell Douglas Corporation Low loss magnetic alloy
US20020152955A1 (en) 1999-12-30 2002-10-24 Yezdi Dordi Apparatus and method for depositing an electroless solution
US6528184B2 (en) 2001-02-28 2003-03-04 Hong Kong Polytechnic University Cobalt-molybdenum-phosphorus alloy diffusion barrier coatings
JP4076335B2 (ja) * 2001-10-17 2008-04-16 株式会社荏原製作所 半導体装置及びその製造方法
ES2183747B1 (es) * 2001-08-30 2004-08-01 S.A. Trabajos Y Obras (Sato) Dispositivo de garra retractil para la recuperacion de bloques sumergidos en un medio maritimo.
US6824612B2 (en) 2001-12-26 2004-11-30 Applied Materials, Inc. Electroless plating system
JP3871613B2 (ja) * 2002-06-06 2007-01-24 株式会社荏原製作所 無電解めっき装置及び方法
US6797312B2 (en) * 2003-01-21 2004-09-28 Mattson Technology, Inc. Electroless plating solution and process
US20070048447A1 (en) 2005-08-31 2007-03-01 Alan Lee System and method for forming patterned copper lines through electroless copper plating
US7297190B1 (en) 2006-06-28 2007-11-20 Lam Research Corporation Plating solutions for electroless deposition of copper
US8241701B2 (en) 2005-08-31 2012-08-14 Lam Research Corporation Processes and systems for engineering a barrier surface for copper deposition
US7306662B2 (en) 2006-05-11 2007-12-11 Lam Research Corporation Plating solution for electroless deposition of copper
US7704367B2 (en) 2004-06-28 2010-04-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for plating semiconductor wafers
JP2004304167A (ja) * 2003-03-20 2004-10-28 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 配線、表示装置及び、これらの形成方法
US6864181B2 (en) 2003-03-27 2005-03-08 Lam Research Corporation Method and apparatus to form a planarized Cu interconnect layer using electroless membrane deposition
US7407689B2 (en) * 2003-06-26 2008-08-05 Atotech Deutschland Gmbh Aqueous acidic immersion plating solutions and methods for plating on aluminum and aluminum alloys
US6919636B1 (en) 2003-07-31 2005-07-19 Advanced Micro Devices, Inc. Interconnects with a dielectric sealant layer
JP3800213B2 (ja) * 2003-09-11 2006-07-26 奥野製薬工業株式会社 無電解ニッケルめっき液
US20050181226A1 (en) * 2004-01-26 2005-08-18 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for selectively changing thin film composition during electroless deposition in a single chamber
US7708859B2 (en) 2004-04-30 2010-05-04 Lam Research Corporation Gas distribution system having fast gas switching capabilities
US7563348B2 (en) 2004-06-28 2009-07-21 Lam Research Corporation Electroplating head and method for operating the same
US7332193B2 (en) * 2004-10-18 2008-02-19 Enthone, Inc. Cobalt and nickel electroless plating in microelectronic devices
US7309658B2 (en) 2004-11-22 2007-12-18 Intermolecular, Inc. Molecular self-assembly in substrate processing
US20060134917A1 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Lam Research Corporation Reduction of etch mask feature critical dimensions
US8747960B2 (en) 2005-08-31 2014-06-10 Lam Research Corporation Processes and systems for engineering a silicon-type surface for selective metal deposition to form a metal silicide
US8771804B2 (en) 2005-08-31 2014-07-08 Lam Research Corporation Processes and systems for engineering a copper surface for selective metal deposition
US7410899B2 (en) * 2005-09-20 2008-08-12 Enthone, Inc. Defectivity and process control of electroless deposition in microelectronics applications
US7429533B2 (en) 2006-05-10 2008-09-30 Lam Research Corporation Pitch reduction
US7686875B2 (en) * 2006-05-11 2010-03-30 Lam Research Corporation Electroless deposition from non-aqueous solutions
US7794530B2 (en) 2006-12-22 2010-09-14 Lam Research Corporation Electroless deposition of cobalt alloys

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049280A (ja) 2001-06-01 2003-02-21 Ebara Corp 無電解めっき液及び半導体装置
US20050136193A1 (en) 2003-10-17 2005-06-23 Applied Materials, Inc. Selective self-initiating electroless capping of copper with cobalt-containing alloys

Also Published As

Publication number Publication date
TW200835811A (en) 2008-09-01
US20080152822A1 (en) 2008-06-26
KR20090106540A (ko) 2009-10-09
US20100304562A1 (en) 2010-12-02
WO2008085256A2 (en) 2008-07-17
JP2010513720A (ja) 2010-04-30
CN101616747B (zh) 2013-05-15
SG177913A1 (en) 2012-02-28
US7794530B2 (en) 2010-09-14
WO2008085256A3 (en) 2008-12-24
TWI447260B (zh) 2014-08-01
US7988774B2 (en) 2011-08-02
CN101616747A (zh) 2009-12-30
JP5676880B2 (ja) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101518519B1 (ko) 코발트 합금의 무전해 증착
CN100408202C (zh) 化学镀溶液和方法
US7262504B2 (en) Multiple stage electroless deposition of a metal layer
TW201029842A (en) Stress-reduced Ni-P/Pd stacks for bondable wafer surfaces
JP2003051538A (ja) 超ｌｓｉ配線板及びその製造方法
US20080224313A1 (en) Method for forming a seed layer for damascene copper wiring, and semiconductor wafer with damascene copper wiring formed using the method
US7064065B2 (en) Silver under-layers for electroless cobalt alloys
JP2011509344A (ja) 誘電体層の無電解メッキ用活性化溶液
WO2014042829A1 (en) Direct electroless palladium plating on copper
US20050170650A1 (en) Electroless palladium nitrate activation prior to cobalt-alloy deposition
JP4891919B2 (ja) 自己触媒無電解法の改善された安定化及び性能
TWI553753B (zh) 用於微電子裝置之可引線接合之表面
KR101873626B1 (ko) 무전해 도금하기 위한 구리 표면을 활성화하는 방법
CN111183245A (zh) 化学镀钯液
JP2004339578A (ja) コバルト系合金めっき液、めっき方法及びめっき物
TWI817348B (zh) 形成擴散阻障之方法及溼化學組成物
TWI780677B (zh) 鍍金浴、鍍金最終飾面及提供其之方法
JP2001003179A (ja) 無電解パラジウム・モリブデン合金めっき液及びめっき方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190412

Year of fee payment: 5