TW402643B - Process and apparatus for cold copper deposition to enhance copper plating fill - Google Patents

Process and apparatus for cold copper deposition to enhance copper plating fill Download PDF

Info

Publication number
TW402643B
TW402643B TW088101966A TW88101966A TW402643B TW 402643 B TW402643 B TW 402643B TW 088101966 A TW088101966 A TW 088101966A TW 88101966 A TW88101966 A TW 88101966A TW 402643 B TW402643 B TW 402643B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
chuck
wafer
copper
temperature
Prior art date
Application number
TW088101966A
Other languages
English (en)
Inventor
Iii Edward C Cooney
Joseph W Kooriwa
David C Setlipp
Original Assignee
Ibm
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 Ibm filed Critical Ibm
Application granted granted Critical
Publication of TW402643B publication Critical patent/TW402643B/zh

Links

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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/046—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541—Heating or cooling of the substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

第88101966號專利申請案 說明書修正頁(88年12月） 五、發明説明（4 A7 B7 修 402643 §3.12-02' ! 補充. | 片 片 圖2說明根據先前技術沈積之銅層之原子力顯微鏡相 I 圖3說明根據先前 ^ . 技術/儿積之銅層之原子力顯微鏡相 圖4A說明一 |士椹去，， 、° <剖面於根據先前技術方法進行銅層 沉積後之掃描電子顯微鏡相片； 圖4B說明一結構— ^面於根據先前技術方法進行銅層 沉積後<不同的掃描雷 ^田电子顯微鏡相片； 圖5A_5E說明一結構之鸟j 4 > .偁又纠面於根據先前技術方法進行銅 層 >儿積後（掃描電子 、 顯微統相片之額外說明圖； 圖6 A說明一！士椹士、丨^ # ^ ^ 孕面於根據本發明方法進行銅層沉積後之知描电予顯.微鏡相片；圖6B說明一结播士，， 積後之不同的掃描電子=:::f及發明方法進一 圖7A-7E說明—結構之 沉積後之㈣電予面讀據本發明方法進行鋼層 卞.項微鏡相片之額外說明。 元件符號說明 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 100 晶圓 110 晶圓夹頭 120 冷卻管線 13 0 鋼來源 140 沈積腔室 200 框 -7 - 木紙張尺度適用中國國家標 公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
^02643 A7 - __ B7 、發明説明（1 ) 發明領域 本發明概略而言係關於物理蒸氣沈積方法。特別本發明 係敘述於極低溫濺散銅於基材上之方法及裝置。 發明背景 %體電路製造上常見的一種製程步驟爲沈積—或多層金 屬層於半導體晶圓或基材表面上。典型孔（稱作壕溝或通 孔）存在於基材表面且延伸至基材.内部。孔内壁相對於臬 材頂及各孔底的水平面形成垂直面或接近垂直面。垂直面 及水平面皆可以金屬薄膜覆蓋。曾經開發數種方法來完成 金屬膜沈積步驟。 雖然存在有數種方法來形成金屬膜，但典型方法採用物 理蒸氣沈積或”濺散沈積，’。此種方法中，一或多層金屬層 沈積於基材上。典型濺散方法始於一"標靶"，其包含操作 員希望沈積於基材上的該種材料。然後標靶以·離子碰撞形 成由標靶的游離原子組成的蒸氣。然後允許蒸氣接觸基村 而形成預定薄膜。使用習知濺散沈積方法，蒸氣典型達 25〇°c 至 430 °C 溫度。 目别用於賤散沈積之一例揭示於Sanchez，Jr.等之美國專 利第5,597,458號。該專利案揭示一種濺散方法，其中銘 铜（Al-Cu )合金沈積於基材上。由於合金之銅-鋁有二主 相亦即CuAb及富鋁，，母質"相及形成眞正（且預定的）笨 嗅，故’458專利案之目的係減少CuAb相的形成3特別 ^58專利案尋求一種於a1_Cli薄膜濺散沈積過程中控制 cuAl2上之大小、分佈及形態之方法。根據’458專利案， -4- 尺度國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) ~ aai2. 〇2 第88101966號專利申請案 A7 申請專利範圍修正本(88年12月B7~ 年月-ill 五、發明説明（4a ) 4 10 42 0 附聚 附聚 發明之詳細說明 如前述，濺散銅於晶圓形成銅種晶層之典型方法係於維 持於高於25 °C溫度之物理蒸氣沉積腔室内進行。此溫度 允許銅粒子於沉積過程中附聚。附聚造成非連續種晶層， 而其又形成隨後電解鍍敷之非連續性。當晶圓上結構之縱 橫比超過3 : 1時特別如此。換言之.，當壕溝或通孔深度 超過其寬度的三倍時無法達成可靠的電解鍍敷。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -7s~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐）
Ills ‘ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ΚΊ Β7 — 五、發明説明（2 ) ' ~ 一 一~" 爲了防止銅 < 固態擴散以及藉此減.少CuA12之形成，晶圓 溫度係維持於约室溫特別於25 τ。藉於沈積過程維持此 種溫度’沈積膜之鋼較不可能擴散而形成非期爹的較爲熱 力學穩定的CuA12。 於室溫操作沈積過程於類似前述案例特別有效。但出現 有關薄膜連績性之若干問題。銅薄膜沈積期間之基材溫度 類著影響銅形成連續膜的能力。. 目前典型製造條件下，當允許基材達到1〇〇 »C或更高溫 時’銅粒子附聚°附聚爲金屬粒子碰撞其他金屬粒子時結 合在一起而堆積。結果導致鍍敷不良及種晶呈連續性不均 习。當種晶呈非連續性時，隨後鍍敷步骤導致弈連續的及 其他非均勻的其他表面不規則。此點於壕溝及通孔存在於 基材時特別顯著，以壕溝及通孔具有高縱橫比時尤爲如 此。缀_橫比爲開口的長邊對短邊之比。於„深"通孔及壕溝 <例，縱橫比爲開口深度對開口寬度之比。如此具有高縱 %比足壕溝或通孔爲相當深但非相對寬的開口。正方壕溝 具有縱橫比==1。 南縱橫比結構特別難以產生均勻連續銅薄膜。原因爲習 知沉積過程中，銅原子傾向於附聚於壕溝開口及附聚沿壕 溝壁，因而有效”阻塞”通孔或壕溝。結果爲某些區之壕溝 非均勻塗布或未被塗布。當施加第二層例如電解鍍層時問 題複雜化。 習知製造技術之缺點顯示仍需有一種方法及裝置，其將 有效可靠地濺散連續且相對不含缺陷銅層於基材上，特別 本紙張尺度適用中國國家樣这（CN:S ) A4規格（210X29*7公瘦） 衣--^—·. (請先閎讀背面之^意事項1{^^寫本頁) 訂-- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 具有高縱橫比結構之基材上。因此本發明之—個目的係提 供一種有㈣散銅種晶層㈣材上同時防止銅附聚之方法 及裝Ϊ。本發明之另—目的係提供—種可有效藏教銅種晶 層於具有高縱橫比結構之基材上，同時防止銅附聚之有效 方法及裝置。 發明概述 爲了達成此等及其他目的及H其料，本發明提供一 種=銅種晶層於具有高縱橫比結構之半導體基材之方 及裝且系統冷部1接近低溫，及賤散過程係於該溫度 仃。本發明之低溫定義爲於或低於n 特別本發明提供-種沉積金屬材料於二… 裝“其中一晶圓安裝於晶圓夾頭；低溫流體泵送通過 颌，像晶圓夾頭及晶固冷卻至低於約+2〇乇且較佳低於、 100 C〈溫度；及金屬材料使用濺散沉積法沉積於超冷基 材上冋時維持溫度於低於約+2〇 ,c及較佳低於約·⑽。C 溫度》 需瞭解前文概略説明及後文詳細說明僅供舉例説明之 而非囿限本發明。 圖式之簡單說明 由俠尺砰細説明連同附圖一起研讀將更爲瞭解本發明 強凋裉據一般實務附囷之各個結構特徵並未照比例繪製 相反地’各結構特徵之尺寸可任意放大或縮小以求清晰 附圖包括· 列各圖： 法 進 及 夹 約 用 圖 爲本發明之方法及裝置之示意圖： 本纸張尺賴财 (2丨Οχ 297公釐） 第88101966號專利申請案 說明書修正頁(88年12月） 五、發明説明（4 A7 B7 修 402643 §3.12-02' ! 補充. | 片 片 圖2說明根據先前技術沈積之銅層之原子力顯微鏡相 I 圖3說明根據先前 ^ . 技術/儿積之銅層之原子力顯微鏡相 圖4A說明一 |士椹去，， 、° <剖面於根據先前技術方法進行銅層 沉積後之掃描電子顯微鏡相片； 圖4B說明一結構— ^面於根據先前技術方法進行銅層 沉積後<不同的掃描雷 ^田电子顯微鏡相片； 圖5A_5E說明一結構之鸟j 4 > .偁又纠面於根據先前技術方法進行銅 層 >儿積後（掃描電子 、 顯微統相片之額外說明圖； 圖6 A說明一！士椹士、丨^ # ^ ^ 孕面於根據本發明方法進行銅層沉積後之知描电予顯.微鏡相片；圖6B說明一结播士，， 積後之不同的掃描電子=:::f及發明方法進一 圖7A-7E說明—結構之 沉積後之㈣電予面讀據本發明方法進行鋼層 卞.項微鏡相片之額外說明。 元件符號說明 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 100 晶圓 110 晶圓夹頭 120 冷卻管線 13 0 鋼來源 140 沈積腔室 200 框 -7 - 木紙張尺度適用中國國家標 公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
aai2. 〇2 第88101966號專利申請案 A7 申請專利範圍修正本(88年12月B7~ 年月-ill 五、發明説明（4a ) 4 10 42 0 附聚 附聚 發明之詳細說明 如前述，濺散銅於晶圓形成銅種晶層之典型方法係於維 持於高於25 °C溫度之物理蒸氣沉積腔室内進行。此溫度 允許銅粒子於沉積過程中附聚。附聚造成非連續種晶層， 而其又形成隨後電解鍍敷之非連續性。當晶圓上結構之縱 橫比超過3 : 1時特別如此。換言之.，當壕溝或通孔深度 超過其寬度的三倍時無法達成可靠的電解鍍敷。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -7s~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（5 散銅種晶層於晶圓上之方法及装置，藉此形成連續平順之 銅種晶層。圖1示思說明本發明。晶圓1〇〇置於晶圓爽頭 110上β附接晶圓100至晶圓夾頭110之機構爲業界人士眾 所周知，本發明不含此等機構。 超冷卻流體透過冷卻管線12〇泵送通過晶圓夹頭1丨〇。 超冷卻流體冷卻晶圓夾頭110及晶圓100至低於約_251及 較佳至約-100 °c溫度。較佳具體例中，液態氮爲超冷卻流 體。雖然液態氮效果良好，但可使用其他冷卻流體例如甘 醇，甘醇-水混合物，或來自低溫泵壓縮機之氣體產物。 一旦到達接近低溫度，進行濺散沉積過程。銅來源130位 在距離沉積腔室140内部之晶圓100及晶圆夾頭11〇之某段 距離。 晶圓夹頭110可由任何適當材料製成。較佳具體例中， 晶圓夾頭110係由不鏽鋼製成，不鏽鋼爲良好熱導體。其 他晶圓央頭u 0之適當選擇包括哈斯特洛（Hasteii〇y@)c (超 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 哈斯特洛c爲錄•絡_翻_鑛合金’及哈斯特洛爲紐約州紐 約市永備公.司擁有的註册商標)或铭。但錯的缺點爲其载 膨脹係數相當大。熱透過晶U 100，透過晶圓夹頭川，' 透過冷卻劑管線120壁傳遞，此等組件 J '•王4父界面皆 需擴大至最大俾便有效冷卻晶圓丨00_。 此通件材料的選 擇必須將此等重點考慮進去。 贯際物理洛氣沉積過程係於沉積腔室丨40内部進行s 來源130設置於晶目！⑻上方，及供給鋼待賤散^晶= 100。 00 _ 私纸弦尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公潑） Μ Β7 五 、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再t本一0c 當銅沉積係於維持於低於約_25 1之晶圓ι〇〇進行時， 發現種晶層之形態顯著比先前於高於〇。。溫度進行沉積時 觀察得者更平順或非連續性較低。發明人認爲形態改良係 由於較低溫度限制銅原子沉積時的活動性所得效果。 鋼於室溫具有絕佳活動性，發明人相信此種室溫：動= 夠造成習知方法之種晶形成過程中出 . 兄鹆法接文的附聚程 度。 . 圖2説明於習知銅濺散過程生產的 . j楂晶層原子力顧彻 鏡（AFM)相片。影像顯示相當粗链雨 、 其以資料"平均紐 度’（Ra)値量化表示爲3 454毫微米。 L 此値指出圖2、妹样 特徵之平均直徑爲3 454毫微米。框2fln ° υ〇馬計算Ra區域。 框200之尺寸爲一邊長2.〇9〇微米而另 门，、，、 邊長1.943微米3 圖j έ兑明於本發明之濺散過程中 度生的銅種晶層- AF Μ相片。影像顯示比圖2更細小 、 、'结構。此層.平均紐 度値僅0.849毫微米，顯著小於3.454声— 毛微米亦即使用習知 濺散方法於較溫熱溫度所得的估 、 。框300爲Ra計墓 區，尺寸爲2.583微米χ2.427微米。雖处 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 …、圖3資料係使用了 同的放大倍數獲得，但Ra値未受放、’ 个 X或試驗區不同的爭 響。此外，Ra値提供直接量化比較 心 愛結果的手段。 圖4A説明於習知溫度經鋼賤散择_ 々随孔剖面之SEM相 片。此圖説明之結構爲推拔孔，蚀刻衣 '介電材料如氧仆& (典型爲二氧化矽）内部。圖4A至7E人。 為 王那皆說明此等社媒 或通孔已經割開且垂直於晶圓表面成 、α & • 相片。 圖4Β爲通孔之第二説明圖，係於初 自知溫度銅濺散後且 ___________ ._ -___- 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ι〇Χ 297公兹） -------. 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 比圖4A略大之放大倍.數拍攝。此等SEM相片中銅附聚。 二不規則例指示爲附聚410及420。 圖5A至5E顯示根據習知技術於習知溫度鋼濺散後通孔 之SEM相片之額外説明圖。注意各通孔内側面特別各通孔 上區表面相當粗糙。圖5A指示通孔尺寸。開口直徑爲652 笔微米，深度爲1.637耄微米，恰高於底部直徑爲225毫 微米，底部實際上爲凹面。此等數據僅供瞭解與透視附聚 作用而絕非意圖限制本發明之範園。 圖6A及6B顯示根據本發明於接近低溫溫度沉積時之銅 賤散結果。銅積聚遠比圖4A至5E所示者更小。此種較爲 光滑且更爲一致薄膜乃根據本發明於較冷溫度進行濺散過 程所得結果。發明人認爲粒徑較小爲銅原子活動性於較冷 溫度下降的結果。 圖7A至7E顯示根據本發明進行濺散獲得改良銅形態之 其他SEM相片説明圖。圖7A提供結構尺寸，其再度可透 視積聚作用。尺寸及積聚比較圖5A顯示本發明之銅濺散 方法可減少銅附聚。 類似圖5A，圖7A指示結構尺寸。開口直徑爲657毫微 米’深度爲1 595毫微米，恰高於實際爲凹面之底部直徑爲 292愛微米。除了此等尺寸外，圖5A顯示之角度爲通孔側 壁相當於平行晶圓頂面平面形成的夾角爲80.88度。 雖然此處參照某些特定具體例舉例説明，但雖言如此本 發明絕非意圖囿限於所示細節。反而可對申請專利範圍之 相备範園且未悖離本發明之精髓對細節做出多種修改。 -10- 表紙張尺度適用中國國家檩準（CNS ) A4規格（210X 297公澄） (請先閱讀背面之注意事項再'本頁)
-----d 訂 — 一-----一----，----

Claims (1)

  1. Α8 Β8 C8 12. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 D8^y^：U43
    JL·. 本年 專利申請案 申請專利蔡_修正本(88年I2月） w- 補充 1· 一種沉積銅於基材上之方法，該方法包含： 安裝基材於夾頭上； 冷卻夾頭及基材至低於-25。(：溫度；及 沉積材料於冷卻之基材上，同時維持夾頭及基材溫 度低於-25°C 〇 2·如申明專利範圍第1項之方法，其中該冷卻步驟包括 泵送液態氮通過夾頭。 3·如申請專利範園第1項之方法，其中該基材為半導體 晶圓。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中銅之沉積係使用 濺散沉積。 5. 如申請專利範園第1項之方法，其中該夾頭及基材經 冷卻且維持低於-100 °C溫度。 6. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該基材具有高縱 橫比結構。 7. —種沉積銅於基材之方法，該方法包含： 安裝基材於夾頭上； 使低溫流體通過夾頭而冷卻夾頭及基材至低於_ 25 之溫度，及 使用賤散沉積法沉積銅於冷卻之基材上，同時維持 夾頭及基材溫度於低於_25。(：。 8. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該冷卻步驟包括 栗送液態氮通過爽頭。 9. 如申請專利範園第8項之方法，其中該基材為具有高 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    Α8 Β8 C8 12. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 D8^y^：U43
    JL·. 本年 專利申請案 申請專利蔡_修正本(88年I2月） w- 補充 1· 一種沉積銅於基材上之方法，該方法包含： 安裝基材於夾頭上； 冷卻夾頭及基材至低於-25。(：溫度；及 沉積材料於冷卻之基材上，同時維持夾頭及基材溫 度低於-25°C 〇 2·如申明專利範圍第1項之方法，其中該冷卻步驟包括 泵送液態氮通過夾頭。 3·如申請專利範園第1項之方法，其中該基材為半導體 晶圓。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中銅之沉積係使用 濺散沉積。 5. 如申請專利範園第1項之方法，其中該夾頭及基材經 冷卻且維持低於-100 °C溫度。 6. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該基材具有高縱 橫比結構。 7. —種沉積銅於基材之方法，該方法包含： 安裝基材於夾頭上； 使低溫流體通過夾頭而冷卻夾頭及基材至低於_ 25 之溫度，及 使用賤散沉積法沉積銅於冷卻之基材上，同時維持 夾頭及基材溫度於低於_25。(：。 8. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該冷卻步驟包括 栗送液態氮通過爽頭。 9. 如申請專利範園第8項之方法，其中該基材為具有高 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    402643 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 縱橫比結構之半導體晶圓。 10. —種沉積銅於具有高縱橫比結構之半導體晶圓上之方 法，該方法包含下列步驟： 士裝半導體晶圓於晶圓爽頭上； 液態氮通過晶圓夾頭而將晶圓夾頭及半導體晶圓冷 卻至低於-100。(：之溫度；及 使用濺散沉積法沉積銅於冷卻之晶圓上 晶圓夾頭及半導體晶圓溫度低於_100它。 11. 一種沉積銅於基材上之裝置，該裝置包含：. 夾頭（110)其適合容納基材（100);及 冷卻裝置其係用於冷卻夾頭及基材至低於_ 25 〇c。 12. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該冷卻裝置包括 液態氮及一冷卻管線（丨2 〇)其係通過晶圓夾頭且載 液態氮。 13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該夾頭為不 鋼。 14. 如申請專利範園第12項之裝置，其中該基材具有高 橫比結構。 15. —種沉積鋼於半導體晶圓基材（1〇〇)上之裝置，其 含： 一物理蒸氣沉積容器（丨4 〇 ); 一銅來源板（1 3 0 )，其係設置於物理蒸氣沉積容内； 一晶圓夾頭（1 1 〇 )，其係設置於物理蒸氣沉積容 同時維持 運 錄 縱 包 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁J -訂---------— -2· 本紙張尺度適用中關家標準（CNS )以祕（21()χ297公董） 3 4 βο 4 888η ABCi 申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 内，且與鋼來源板間隔一段矩離 一低溫流體來源；及 一管線（12〇)設置，其係通過晶圓夾頭以載運來自 來源之低溫流體通過晶圓夾頭 材至低於-2 5 °C之溫度。 16. 如申請專利範圍第16項之裝置 態氮。 17. 如申請專利範圍第16項之裝置 銹鋼。 18. 如申請專利範圍第16項之裝置 橫比結構。 19_ 一種沉積銅於具有咼縱橫比結構之半導體晶圓基材 (100)上之裝置，該裝置包含： 一物理蒸氣沉積容器（1 4 0 ); 一銅來源板（1 3 0 )其係設置於物理蒸氣沉積容器 内； 一不銹鋼晶圓夾頭（1 1 0)其係設置於物理蒸氣沉積 容器内且與銅來源板間隔一段距離，及其適合容納基 材； 一液態氮來源；及 一管線（1.2 0)设置通過晶圓爽頭用於載運液態氮由 來源通過晶圓夾頭而冷卻晶圓夾頭及基材至低於-2 5 °C之溫度。 JL適合容納基材； 而冷卻晶圓夾頭及基 其中該低溫流體為液 其中該晶圓爽頭為不 其中該基材具有高縱 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 絲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）
TW088101966A 1998-04-28 1999-02-09 Process and apparatus for cold copper deposition to enhance copper plating fill TW402643B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/067,454 US6210541B1 (en) 1998-04-28 1998-04-28 Process and apparatus for cold copper deposition to enhance copper plating fill

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW402643B true TW402643B (en) 2000-08-21

Family

ID=22076098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW088101966A TW402643B (en) 1998-04-28 1999-02-09 Process and apparatus for cold copper deposition to enhance copper plating fill

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6210541B1 (zh)
JP (1) JP3683741B2 (zh)
KR (1) KR100322433B1 (zh)
TW (1) TW402643B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110551A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Yamanashiken Shokokai Rengokai 半導体薄膜の形成方法及び装置
JP2003075003A (ja) * 2001-09-04 2003-03-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd 低温装置
DE10216786C5 (de) * 2002-04-15 2009-10-15 Ers Electronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden
US8791018B2 (en) * 2006-12-19 2014-07-29 Spansion Llc Method of depositing copper using physical vapor deposition
JP6788393B2 (ja) 2016-06-29 2020-11-25 東京エレクトロン株式会社 銅膜を形成する方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767551A (en) 1971-11-01 1973-10-23 Varian Associates Radio frequency sputter apparatus and method
US3897325A (en) 1972-10-20 1975-07-29 Nippon Electric Varian Ltd Low temperature sputtering device
US4013539A (en) * 1973-01-12 1977-03-22 Coulter Information Systems, Inc. Thin film deposition apparatus
US4859304A (en) 1988-07-18 1989-08-22 Micron Technology, Inc. Temperature controlled anode for plasma dry etchers for etching semiconductor
US5298687A (en) 1990-12-27 1994-03-29 Remtec, Inc. High-density multilayer interconnection system on a ceramic substrate for high current applications and method of manufacture
JP2939355B2 (ja) * 1991-04-22 1999-08-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US5171412A (en) 1991-08-23 1992-12-15 Applied Materials, Inc. Material deposition method for integrated circuit manufacturing
US5427670A (en) * 1992-12-10 1995-06-27 U.S. Philips Corporation Device for the treatment of substrates at low temperature
US5372848A (en) 1992-12-24 1994-12-13 International Business Machines Corporation Process for creating organic polymeric substrate with copper
US5525780A (en) * 1993-08-31 1996-06-11 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for uniform semiconductor material processing using induction heating with a chuck member
US5509557A (en) 1994-01-24 1996-04-23 International Business Machines Corporation Depositing a conductive metal onto a substrate
US5597458A (en) 1995-07-10 1997-01-28 Advanced Micro Devices Method for producing alloy films using cold sputter deposition process
US5648125A (en) 1995-11-16 1997-07-15 Cane; Frank N. Electroless plating process for the manufacture of printed circuit boards
US5595637A (en) 1995-11-17 1997-01-21 Rockwell International Corporation Photoelectrochemical fabrication of electronic circuits
US5658438A (en) 1995-12-19 1997-08-19 Micron Technology, Inc. Sputter deposition method for improved bottom and side wall coverage of high aspect ratio features
US5602053A (en) 1996-04-08 1997-02-11 Chartered Semidconductor Manufacturing Pte, Ltd. Method of making a dual damascene antifuse structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR100322433B1 (ko) 2002-03-18
JP3683741B2 (ja) 2005-08-17
KR19990083579A (ko) 1999-11-25
US6210541B1 (en) 2001-04-03
JPH11343570A (ja) 1999-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Eliminate Kirkendall voids in solder reactions on nanotwinned copper
Mattinen et al. Low‐temperature wafer‐scale deposition of continuous 2D SnS2 films
Ujereh et al. Effects of carbon nanotube arrays on nucleate pool boiling
Waechtler et al. Copper oxide films grown by atomic layer deposition from Bis (tri-n-butylphosphane) copper (I) acetylacetonate on Ta, TaN, Ru, and SiO2
Mirkarimi et al. Investigating the growth of localized defects in thin films using gold nanospheres
TW402643B (en) Process and apparatus for cold copper deposition to enhance copper plating fill
Magnus et al. Growth and in-situ electrical characterization of ultrathin epitaxial TiN films on MgO
Momose et al. Conformal deposition and gap-filling of copper into ultranarrow patterns by supercritical fluid deposition
Rath et al. Temperature-dependent electron microscopy study of Au thin films on Si (1 0 0) with and without a native oxide layer as barrier at the interface
Hagen et al. Atomic layer deposition of Cu with a carbene-stabilized Cu (I) silylamide
Zeng et al. High thermal conductivity in indium-based metal/diamond composites by good wettability of diamond with indium
Li et al. Applications of high diffusion resistance multi‐component AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu) N0. 7 film in Cu interconnects
US20150325649A1 (en) Nanowires and Methods of Forming
Babar et al. Chemical vapor deposition of copper: use of a molecular inhibitor to afford uniform nanoislands or smooth films
Lee et al. Copper chemical vapour deposition using copper (I) hexafluoroacetylacetonate trimethylvinylsilane
Wrschka et al. Development of a slurry employing a unique silica abrasive for the CMP of Cu damascene structures
Kang et al. Metallorganic chemical vapor deposition of Ru films using cyclopentadienyl-propylcyclopentadienylruthenium (II) and oxygen
Liao et al. Ru nucleation and thin film smoothness improvement with ammonia during chemical vapor deposition
Asgary et al. Thermal stability of amorphous tungsten/tungsten nitride synthesis using HFCVD as a diffusion barrier for copper
Amram et al. Capillary-driven growth of metallic nanowires
JP2002543589A (ja) ハロゲン化チタン前駆体からのＣＶＤＴｉＮプラグの形成
Zhao et al. Deposition of Cu–Ag alloy film by supercritical fluid deposition
Sundararajan et al. Electroless Ni–B sealing on nanoporous anodic aluminum oxide pattern: Deposition and evaluation of its characteristic properties
Kondoh et al. Initial Cu Growth in Cu-Seeded and Ru-Lined Narrow Trenches for Supercritical Fluid Cu Chemical Deposition
Kaur et al. Metallic to semiconducting transition and hydrophobicity properties of indium films

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees