KR20010049766A - 고 종횡비 구조물의 전기화학적 증착을 위한 프로세스 창 - Google Patents

고 종횡비 구조물의 전기화학적 증착을 위한 프로세스 창 Download PDF

Info

Publication number
KR20010049766A
KR20010049766A KR1020000039897A KR20000039897A KR20010049766A KR 20010049766 A KR20010049766 A KR 20010049766A KR 1020000039897 A KR1020000039897 A KR 1020000039897A KR 20000039897 A KR20000039897 A KR 20000039897A KR 20010049766 A KR20010049766 A KR 20010049766A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plating
substrate
plating solution
solution
concentration
Prior art date
Application number
KR1020000039897A
Other languages
English (en)
Inventor
알라인 두보우스트
스리니바스 간디코타
슈 네오
리앙-유 첸
로빈 청
다니엘 카알
Original Assignee
조셉 제이. 스위니
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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 조셉 제이. 스위니, 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 조셉 제이. 스위니
Publication of KR20010049766A publication Critical patent/KR20010049766A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12Semiconductors
    • C25D7/123Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/423Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method

Abstract

본 발명은 고 종횡비 개구를 가지는 기판 상에 금속을 무보이드로 도금하기 위한 방법에 관한 것이다. 도금 공정은 약 0.2 M에서 약 1.2 M 사이의 몰 농도의 금속 이온들, 총 용액 중 약 3,75mL/L에서 약 25mL/L 사이의 농도의 첨가물 억제제, 및 총 용액 중 약 0.175mL/L에서 약 5mL/L 사이의 농도의 첨가물 촉진제로 구성된다. 도금 용액의 온도는 약 30℃ 이하이다.

Description

고 종횡비 구조물의 전기화학적 증착을 위한 프로세스 창 {PROCESS WINDOW FOR ELECTROCHEMICAL DEPOSITION OF HIGH ASPECT RATIO STRUCTURES}
본 발명은 기판 상에 형성되는 작은 피처(feature), 즉 초미세 스케일의 피처를 충진하도록 설계되는 금속 도금 용액의 새로운 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 구리로 이루어진 피처의 무결함 충진에 관한 것이다.
알루미늄과 비교할 때, 구리와 구리 합금들은 알루미늄보다 낮은 저항성과 상당히 높은 일렉트로마이그레이션을 가지기 때문에 회로 밀도가 초대 스케일의 집적의 다음 세대에 대해 증가하면서, 구리는 초미세 고 종횡비를 가지는 상호 연결 피처를 충진하기 위한 금속으로 선택되었다. 이 특성들은 높은 레벨의 집적도를 가지는 높은 전류 밀도와 증가된 장치 속도를 유지하기 위해 중요하다.
피처에 대한 종횡비, 즉 피처 높이 대 피처 폭의 비율은 각 세대의 집적도와 함께 증가된다. 많은 종래의 증착 공정들은 종횡비가 4:1 및 10:1을 초과하고 350 나노미터 이하의 폭을 가지는 구조물을 충진하기 어렵다. 또한, 피처 폭이 감소함에 따라, 상호 연결 피처는 상호 연결 피처 내의 금속의 무보이드 형식을 요구하는 증가된 전류 밀도들을 가진다. 따라서, 고 종횡비를 가지는 무보이드, 초미세 피처의 형성에 관한 많은 연구와 개발이 진행 중이다.
반도체 장치 제조를 위해서는 구리의 사용이 바람직함에도 불구하고, 일반적인 화학적 기상 증착과 물리적 기상 증착 공정이 만족스럽지 못한 결과를 제공하기 때문에, 매우 높은 종횡비를 가지는 피처에 구리를 증착하기 위한 제조 방법의 선택은 제한된다. 금속의 전기 증착은 집적 회로와 평면 패널 디스플레이의 제조에서 유망한 증착 기법으로서 확인되었고 미래의 구리 상호 연결 제품에 대한 경제적이고 실천 가능한 해결책으로 제공된다. 따라서, 기판 영역 사이에서 균일하고 매우 작은 피처에 채워지거나 맞춰질 수 있는 기판 상에 고품질 막들을 형성하는 하드웨어와 화학적 작용을 설계하기 위해 이 분야에서 많은 노력이 행해지고 있다.
통상적으로, 종래의 도금 셀들에서 사용된 화학, 즉 화학적 조성물과 조건은 많은 상이한 셀들의 설계, 상이한 도금 부분들, 및 다수의 상이한 응용분야에서 사용될 때, 받아들일 수 있는 도금 결과들을 제공하도록 설계된다. 반드시 특정 도금 부분들 상의 매우 균일한 전류 밀도( 및 증착 두께 분포)를 제공하도록 설게되지는 않는 셀들은 도금된 물체의 표면 전체상에 잘 덮이도록 높은 '스로잉(throwing) 파워'(또한 높은 와그너(Wagner) 수)를 제공하기 위해 이용되는 고 전도성 용액을 필요로 한다. 통상적으로, 산 또는 베이스, 그리고 도전성 염과 같은 유지 전해질은 높은 '스로잉 파워'를 달성하는데 필요한 도금 용액에 높은 이온 도전성을 제공하는 도금 용액에 포함된다. 유지 전해질은 전극 반응에 이용되지 않고, 대상물 표면 상에 도금된 물질을 컨포멀하게 덮기 위해 전해질 내의 저항성을 감소시킨다. 그렇지 않으면 발생하는 높은 저항성은 도금 표면 상의 전류 밀도의 비균일성을 초래할 수 있다.
종래의 도금 용액이 가진 문제점은 작은 피처에 대한 증착 공정은 큰 피처에 대해 일반적인 전계의 크기 대신에 피처에 반응물의 대량 이동(확산)에 의해 그리고 전해질 반응의 활성에 의해 제어되는 것이다. 다시 말해서, 도금 이온들이 대상물 표면에 제공되는 보충 속도는 도금 표면에 적용되는 전압 또는 전류 밀도에 상관없이 도금 속도를 제한할 수 있다. 이렇게 해서, 종래의 '스로잉 파워'를 제공하는 높은 도전성 전해질 용액은 매우 작은 피처 내에 좋은 커버와 충진을 얻는데 있어서 거의 중요하지 않다. 또한, 전해질을 유지하는 초과의 산 또는 베이스가 존재할 때(심지어 상대적으로 조금 초과하는), 이동 속도는 대략 절반까지 감소되는데(또는 농도 감소는 동일한 전류 밀도에 약 2 배이다), 이것은 증착 품질을 저하시킬 수 있고 특히 작은 피처들 상의 결함들의 충진을 초래할 수 있다.
전기 증착에 사용되는 대부분의 구리 도금 용액은 구리 전해질, 억제제, 및 촉진제 또는 브라이트너(brightener)로 구성되는 다중 성분 시스템이다. 억제제와 촉진제는 도금 표면 상의 흡착 영역에 대응한다. 억제제(이하 첨가물 "Y")는 흡착 영역에 구리 증착을 방지하거나 감소시키는 반면에, 브라이트너 또는 촉진제(이하 첨가물 "X")는 흡착 영역에 구리 성장을 촉진시킨다. 흡착 영역에 대응하는 결과로서 발생하는 한 가지 문제점은 비아/트렌치가 완전히 충진되기 전에, 촉진제가 비아/트렌치의 입구에서 촉진되고 이 입구를 차단시킬 수 있어, 비아/트렌치에 보이드를 형성시킬 수 있다. 다른 문제점은 온도, 전극 전압, 및 용액의 산성도와 같은 다양한 파라미터들은 피처의 커버를 역으로 제공하는 억제제와 촉진제의 원하는 능력에 영향을 준다.
따라서, 전기-화학적 증착에서 이 화학적 제한의 결과로서, 작은 피처(예를 들어, 초미세 스캐일과 더 작은 피처)의 금속을 이런 작은 피처의 무결함 충진을 제공하는 기판 상에 도금하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명은 고 종횡비 애퍼쳐를 가지는 기판 상에 금속을 도금하기 위한 방법을 제공하고, 억제 도금 용액에 기판과 애노드로 구성되는데, 이 용액은 약 0.2 M에서 약 1.2 M까지의 몰 농도로 금속 이온들, 총 용액 중 약 3,75mL/L에서 약 25mL/L까지의 농도의 첨가물 억제제, 및 총 용액 중 약 0.175mL/L에서 약 5mL/L까지의 농도의 첨가물 촉진제로 구성된다. 금속은 기판 상의 피처 내에 보이드를 생성하지 않고 기판 상으로 전기 증착된다. 도금 용액은 약 2.75 이하의 pH, 바람직하게는 약 1.6 이하의 pH를 가진다. 도금 용액의 온도는 일반적으로 약 30℃ 이하, 바람직하게는 약 15℃에서 약 20℃ 사이이다. 피처의 무결함 충진은 8인치 기판에 대해 분 당 2 갤론(gpm) 이상의 큰 유속과 같은, 도금 용액의 높은 유속으로 증가된다.
본 발명의 다른 견지는 기판이 도금 용액에 담궈질 때, 기판에 적용되는 웨이퍼 부하 전압을 선택한다. 약 1.6 또는 그 이상의 pH를 가지는 도금 용액에 있어서, 피처의 충진은 약 -0.4V의 웨이퍼 부하 전압에서 증가될 수 있는 반면에, 약 1 이하의 pH를 가지는 도금 용액에 있어서, 피처의 충진은 약 -0.8V의 웨이퍼 부하 전압에서 증가된다.
본 발명은 일반적으로 기판 상에서 고 종횡비, 예를 들어, 4:1 이상의 종횡비를 가지는 상호 연결 피처의 보이드 없는 충진을 위한 증착 공정을 제공한다. 상호 연결 피처는 통상적으로 기판상의 유전층에 형성된다. 구리가 인접한 층, 일반적으로 실리콘 이산화물, 실리콘, 또는 다른 유전 물질로 확산되는 것을 방지하기 위하여, 콘포멀 장벽층은 통상적으로 상호 연결 피처의 표면을 포함하는 유전층 상에 증착된다. 구리 응용을 위한 장벽층은 층 사이의 유전 응용을 위해 사용될 수 있고, 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 질화물(TaNx), 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WNx), 또는 이 층들의 결합과 같은 물질들을 포함할 수 있다. 가장 바람직한 장벽 물질들은 통상적으로 PVD 층으로 제공되는 Ta 및/또는 TaN이다. 장벽층은 증착되어 유전층 상에 연속적인 캡을 실질상 형성하고 장벽 특성 또는 인접한 층에 부착성을 향상시키기 위해 질소로 처리될 수 있다. 콘포멀 금속 시드(seed) 층은 전기도금을 이용하여 장벽층 상에 증착된다. 구리의 전기화학적 증착에 있어서, 시드층은 PVD 또는 CVD 공정에 의해 증착되는 구리 시드층을 포함 할 수 있다.
본 발명의 공정은 억제 도금 용액에 기판(캐소드로서 바이어스되는)과 애노드를 증착하는 단계, 그리고 용액의 금속 이온들을 기판 상에 도금하는 단계를 포함한다. 도금 용액은 약 0.2M에서 약 1.2M까지의 몰 농도로 금속 이온들, 총 용액 중 약 3,75mL/L에서 약 25mL/L까지의 농도의 첨가물 억제제, 및 총 용액 중 약 0.175mL/L에서 약 5mL/L까지의 농도의 첨가물 촉진제로 구성된다. 도금 용액은 약2.75 이하의 pH를 가지고, 도금 용액의 온도는 일반적으로 약 30℃ 이하이다. 8 인치 기판에 있어서, 도금 용액은 바람직하게 분당 약 2 갤론(gpm) 이상의 큰 유속으로 전기-화학적 증착에 이용된다.
하기되는 실험 데이터는 여러 표준 조건들과 소자들을 가진다. 기판 상에 Si/SiO2의 패턴화된 유전층을 가지는 8 인치 기판은 산타 클라라, 칼리프 소재의 어플라이드 머티리얼, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 벡트라(Vectra) IMP 소스와 장비 제조업자가 추천한 공정 조건들을 이용하여 증착된 약 250Å 두께를 가지는 콘포멀 TaN 장벽층을 수용한다. 그 다음에 2000Å 두께를 가지는 PVD Cu 시드층은 산타 클라라, 칼리프 소재의 어플라이드 머티리얼, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 일렉트라(Vectra) Cu 소스와 장비 제조업자가 추천한 공정 조건들을 이용하여 TaN 장벽층 상에 증착된다.
하기되는 실험 데이터에 있어서, 적절한 첨가물(억제제 및 촉진제)을 첨가한 후에, 선택된 도금 용액의 초기 결합은 약 2.75의 pH를 가지는 0.85M의 황산 구리이다. 도금 공정은 어플라이드 머티리얼, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 일렉트라 ECP 시스템 상에서 수행되었다. 비아/트렌치 충진에 대한 효과를 연구하기 위하여, 도금 용액의 온도는 15℃에서 약 25℃까지 변하는 반면에, pH는 2.75에서 0.5까지 변한다. 첨가물로 사용되는 촉진제 "X"와 억제제 "Y"는 리 로날(Lea Ronal)(NY, USA)에 의해 공급되었고 일렉트라 플레이트 X Rev 1.0과 일렉트라 플레이트 Y Rev 1.0으로 공지되어 있는데, 이것들은 SB 첨가물로 공지되어 있다. 스캐닝 전자 현미경(SEM)과 포커싱된 이온 빔(FIB) 기법들은 비아/트렌치 충진을 연구하기 위해 사용된다.
통상적으로, 황산 구리, 바람직하게는 물(H2O)에서 황산 구리 5 수화물의 리터당 약 32에서 약 192 그램(g/L)으로 구성된 수성 구리 도금 용액은 전기도금 용액로서 사용된다. 황산 구리 이외에, 본 발명은 구리 플루오로보레이트, 구리 글루코네이트, 구리 설파메이트, 구리 설포네이트, 구리 파이로포스페이트, 구리 클로라이드, 구리 시아나이드 등과 같은 다른 구리 염들을 이용하여 고려된다. 이 구리 염들 중 몇몇은 구리 설페이트보다 높은 용해성을 제공하고, 따라서 바람직할 수도 있다.
작은 피처(즉, 초미세한)의 증착 공정은 반응물들이 피처로 대량 이동(확산)에 의해 그리고 전계의 크기 대신에 전해 반응의 활동에 의해 제어된다. 따라서, 도금 이온들이 피처의 표면에 제공되는 보충 속도는 전압에 상관없이, 도금 속도를 제한한다. 일반적으로, 도금 속도는 재료의 유속이 증가하면서 증가된다. 다양한 유속으로 4:1 종횡비 비아의 갭 충진으로 수집된 실험 데이터는 더 낳은 갭 충진은 더 높은 유속으로 달성되는 것을 나타낸다. 따라서, 고품질의 증착을 얻기 위하여, 대량-이동 속도는 작은 피처 근처 또는 내에 반응 농도의 감소 속도보다 높아야 한다.
작은 피처를 도금 할 때, 고 구리 농도(즉, 0.4M 이상의)를 가지는 도금 용액은 대량 이동 제한을 극복하는데 유용하다. 특히, 고 종횡비를 가지는 초미세 스캐일의 피처는 통상적으로 그 피처에서 단지 최소의 전해 흐름을 허용하거나 전혀 허용하지 않기 때문에, 이온 이동은 금속을 이 작은 피처에 증착하기 위하여 단지 확산에 달려있다. 통상적으로 약 0.2M에서 약 1.2M 그리고 바람직하게는 약 0.4M 또는 그 이상의 범위에서, 전해질의 고 구리 농도는 확산 공정을 증가시키고 대량 이동 제한을 감소시키거나 제거한다. 도금 공정에서 요구되는 금속 농도는 전해질의 온도 및 전해질의 산 농도와 같은 다른 요소에 따라 달라진다.
구리 도금 전해질은 용액에서 전해질의 도전성을 증가시키기 위하여, H2O의 L 당 약 45g의 H2SO4(0.45M)에서 약 110 g/L(1.12M)까지의 설푸릭 산 농도를 포함한다. 고 전도성은 셀 구성에 의한 증착 두께와 종래의 전기도금 셀들의 상이하게 형성된 부분들에서의 비균일성을 감소시킬 수 있다.
도금 용액은 작은 피처를 충진할 때 도움이 되는 억제제들과 촉진제들을 포함할 수 있다. 억제제들은 웨이퍼 표면 상에서 흡착되고 흡착 부분에서의 구리 증착을 방지하거나 감소시킨다. 도금 용액에 첨가된 억제제들은 넓은 범위의 비율로 혼합된 에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물의 랜덤/블록 공중합체로 이루어지는 억제들과 같은 두 성분 폴리에틸렌 글리콜을 기초로 한 억제제를 포함할 수 있다. 촉진제들은 흡착 영역을 위한 억제제와 대응되고 흡착 영역에서 구리의 성장을 촉진시킨다. 도금 용액에서 사용되는 촉진제는 설파이트 또는 다이-설파이트와 같은, 설퍼 함유 혼합물을 포함할 수 있다. 작은 분자 치수를 가지는 촉진제는 억제제보다 빨리 확산시킬 수 있다. 억제제는 구리의 성장을 제한하고, 억제제와 촉진제는 비아/트렌치 주위 어디에나 존재하기 때문에, 시드층의 작은 오버행(overhang)은 비아에서 보이드를 초래하는 비이/트렌치의 입구를 차단할 수 있다. 따라서, 역으로 성장하도록, 가장 바람직한 도금 용액은 억제가 지형학적 피처의 상부에서 대게 활성되고 촉진제는 트렌치 또는 비아 내부의 활성화에서 억제제로 조절하는 용액이다. 일 실시예에서, 도금 용액은 0.175mL/L에서 5mL/L까지의 촉진제 농도와 3.75mL/L에서 25mL/L까지의 억제제 농도를 포함한다.
억제제("Y")와 촉진제("X")의 결합에 대한 실험 데이터는 "X"와 "Y"의 다양한 결합으로 전기-화학적 갭 충진 증착으로 수집된다. 데이터는 X의 농도가 Y의 농도에 비례하여 증가할 때, 무보이드 갭 충진 기능이 약화되는 것을 나타낸다.
억제제와 촉진제의 활성은 온도, 도금 용액의 pH, 및 도금 용액의 클로라이드 농도와 같은 여러 파라미터들에 따라 달라진다. 첨가물의 활성에 대한 온도 효과는 온도에 따른 이 첨가물의 극성화 의존도와 관련이 있다. "X"와 "Y"의 다양한 농도를 가지는 비아의 갭 충진에 대한 세밀한 연구는 15℃에서 20℃의 도금 용액 온도가 적당한 종횡비 비아/트렌치(4:1의 종횡비)에서 비아/트렌치의 보다 낳은 무보이드 충진된다. 그러나, 이 무보이드 충진이 달성될 수 있는 온도는 도금 용액에서 상이한 도금 용액 혼합과 첨가에 대해 상이하다고 예상된다.
온도와 함께, 도금 용액의 pH 또한 무보이드 충진의 품질에 영향을 준다. 실험 데이터는 갭 충진 결과가 도금 용액의 pH의 감소, 즉 설푸릭 산 농도의 증가에 의해 개선되는 것을 나타낸다. 본 발명의 도금 용액은 또한 약 30 ppm에서 약 100 ppm의 농도로 클로라이드와 같은 할라이드 이온들을 포함할 수 있다.
억제제와 촉진제의 첨가는 전기-화학적 용액의 증착 속도 제어를 향상시킨다. 웨이퍼가 가능하면 빨리 도금 용액과 결합하도록 억제제와 촉진제는 비아/트렌치의 개구부를 충진하는 경향이 있기 때문에, 웨이퍼를 도금 용액에 담그는 단계와 실제 도금의 시작 단계 사이의 지연은 첨가물의 임의 분포와 시드층의 에칭 때문에, 피처내에 보이딩을 초래할 수 있다. 이런 보이딩 활성을 감소시키기 위하여, 기판이 도금 용액에 담궈지는 동안, 약 -0.2V에서 약 -20V까지의 웨이퍼 부하 바이어스는 기판 도금 표면에 적용된다. 수집된 실험 데이터는 피처의 무보이드 충진을 제공하는 웨이퍼를 로딩하는 동안 1.6 이상의 높은 pH를 가지는 도금 용액을 위해 약 -0.4V의 로딩 바이어스를 적용시키는 것이 나타난다. 1.0 이하의 pH를 가지는 도금 용액에 있어서, 약 0.8V 또는 그 이상의 담금 로딩 바이어스는 좋은 무보이드로 충진된다. 도금 용액의 산 특질과 이 전압에서 첨가물의 해당 분극 때문에 이 결과는 시드층 에칭의 감소와 관련될 수 있다.
도금 결과는 기판이 도금 용액 내에 담궈질 때 또는 도금 공정 동안, 기판을 회전시킴으로써 증가될 수 있다. 기판은 약 10 rpm에서 약 50 rpm의 회전 속도로 도금 용액 내에 로딩될 수 있다. 도금 공정 동안, 기판은 약 1 rpm에서 약 50 rpm의 속도로 회전될 수 있다. 도금 공정은 약 2 mA/cm2에서 약 80 mA/cm2까지의 범위의 전류 밀도로 수행될 수 있다. 도금 공정은 다단계 공정을 이용하여 수행될 수 있고, 약 2 mA/cm2에서 약 20 mA/cm2사이의 초기 전류 밀도는 상호 연결 피처가 실질상 충진될 때까지 도금 표면에 적용되고, 그 다음에 기판상의 금속층의 조성물을 완성하기 위하여 약 20 mA/cm2에서 약 80 mA/cm2사이의 높은 전류 밀도가 도금 표면에 적용된다. 초기 저 전류 밀도는 도금 표면 상에 콘포멀 도금과 피처의 무보이드 충진을 제공한다. 실질상 피처가 충진된 후에, 도금 표면에 적용되는 전류 밀도가 증가되어 도금 속도를 증가시키고 기판 상의 금속층의 증착을 완성하기 위한 공정 시간을 감소시킨다.
상기 실시에는 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것인 반면에, 본 발명의 다른 또는 추가의 실시예들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구 범위에 의해 결정된다.
본 발명은 피처 내에 보이드를 생성하지 않고 기판 상에 전기 증착되는 효과를 가진다.

Claims (18)

  1. 고 종횡비 개구를 가지는 기판 상에 금속 도금을 위한 방법에 있어서,
    약 0.2M에서 약 1.2M 사이의 몰 농도의 금속 이온들; 총 용액 중 약 3,75mL/L에서 약 25mL/L 사이의 농도의 첨가물 억제제; 및 총 용액 중 약 0.175mL/L에서 약 5mL/L 사이의 농도의 첨가물 촉진제로 구성되는 도금 용제에 기판 및 애노드를 배치하는 단계; 및
    상기 도금 용액의 금속 이온들을 상기 기판 상으로 도금하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 2.75 미만의 pH를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 1.6 미만의 pH를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 약 30℃ 미만의 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 약 15℃에서 약 20℃ 사이의 온도인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 약 0.85M의 몰 농도의 금속 이온들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 이온들은 구리 이온들인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 도금 용액에 담궈질 때, 약 -0/2V에서 약 -20V 사이의 로딩 바이어스로 기판을 바이어싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 도금 용액에 담궈질 때, 약 10 rpm에서 약 50 rpm 사이의 속도로 상기 기판을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    도금 공정 동안, 약 1 rpm에서 약 50 rpm 사이의 속도로 상기 기판을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 할라이드 이온들을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 약 30 ppm에서 약 100 ppm 사이의 농도를 가지는 염소를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    도금 공정 동안, 상기 기판은 약 2 mA/cm2에서 약 80mA/cm2사이의 전류 밀도로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 약 2 mA/cm2에서 약 20 mA/cm2사이의 제 1 전류 밀도로 초기에 바이어스되고, 다음에 약 20 mA/cm2에서 약 80 mA/cm2사이의 제 2 전류 밀도로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 억제제는 폴리에틸렌 글리콜들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 억제제는 에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물의 공중합체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉진제는 설퍼 함유 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금 용액은 분당 약 2 갤론 이상의 큰 유속을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020000039897A 1999-07-12 2000-07-12 고 종횡비 구조물의 전기화학적 증착을 위한 프로세스 창 KR20010049766A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14330799P 1999-07-12 1999-07-12
US60/143,307 1999-07-12
US???? 2004-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010049766A true KR20010049766A (ko) 2001-06-15

Family

ID=22503481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000039897A KR20010049766A (ko) 1999-07-12 2000-07-12 고 종횡비 구조물의 전기화학적 증착을 위한 프로세스 창

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2001181895A (ko)
KR (1) KR20010049766A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1422320A1 (en) * 2002-11-21 2004-05-26 Shipley Company, L.L.C. Copper electroplating bath
JP2005272874A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 回路基板の製造方法
JP4997837B2 (ja) * 2006-06-12 2012-08-08 日産自動車株式会社 半導体素子の接合方法および半導体装置
JP5089322B2 (ja) * 2007-10-04 2012-12-05 株式会社野毛電気工業 ビアフィリング方法
JP5446126B2 (ja) 2008-05-13 2014-03-19 富士通セミコンダクター株式会社 電解メッキ方法および半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001181895A (ja) 2001-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6224737B1 (en) Method for improvement of gap filling capability of electrochemical deposition of copper
US6863795B2 (en) Multi-step method for metal deposition
US6793796B2 (en) Electroplating process for avoiding defects in metal features of integrated circuit devices
KR101105485B1 (ko) 관통전극형 채움 장치 및 방법
US5972192A (en) Pulse electroplating copper or copper alloys
US20020130046A1 (en) Method of forming copper interconnects
US20120279864A1 (en) Process for electroplating metals into microscopic recessed features
US20050045486A1 (en) Plating method and plating solution
EP3080340B1 (en) Copper electrodeposition bath containing an electrochemically inert cation
US20020112964A1 (en) Process window for gap-fill on very high aspect ratio structures using additives in low acid copper baths
CN104685107A (zh) 电解液和向阻挡层上电镀铜的方法
KR20130108978A (ko) 구리 도금 조성물 및 이 조성물을 사용한 반도체 기판에서 공동을 충진하기 위한 공정
US20020074242A1 (en) Seed layer recovery
WO2019179897A1 (en) Process for electrodeposition of cobalt
EP1069212A1 (en) Electrochemical deposition for high aspect ratio structures using electrical pulse modulation
US6858123B1 (en) Galvanizing solution for the galvanic deposition of copper
EP1069210A1 (en) Process for electrochemical deposition of high aspect ratio structures
KR20010049766A (ko) 고 종횡비 구조물의 전기화학적 증착을 위한 프로세스 창
US20050199507A1 (en) Chemical structures and compositions of ECP additives to reduce pit defects
JP7273170B2 (ja) コバルト又は銅合金の電着、及びマイクロエレクトロニクスにおける使用
US11384445B2 (en) Process for electrodeposition of cobalt
US7429401B2 (en) Superconformal metal deposition using derivatized substrates
US20030188974A1 (en) Homogeneous copper-tin alloy plating for enhancement of electro-migration resistance in interconnects
TW202208694A (zh) 電解質以及於鑲嵌方法中銅障壁層之沈積
EP3921460A1 (en) Electrodeposition of a cobalt or copper alloy, and use in microelectronics

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination