專利名稱：用于高深寬比特征結(jié)構(gòu)的動態(tài)脈沖電鍍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)電化沉積一金屬。
背景技術(shù)：
次四分之一微米多層金屬化是為下一代超大型集成電路(ULSI)的主要技術(shù)。于此技術(shù)重點的多層內(nèi)連線需要平坦化形成于高深寬比孔徑中的內(nèi)連線特性，其包含接觸、導孔、線路及其他特性。由這些內(nèi)連線特性的可靠形成為對ULSI的成功是重要的并對增加個別基材及晶粒上的電路密度及品質(zhì)也是相當重要的。
當電路密度增加時，導孔、接觸及其他特性的寬度降低至低于250奈米，而當介電層的厚度保持不變時，造成特性的深寬比增加，即以高度為寬度所除加大。很多傳統(tǒng)沉積處理具有困難的填充結(jié)構(gòu)，即深寬比超出4∶1，更特別是當深寬比超出10∶1時。因此，有大量的努力是朝向形成無孔隙，奈米大小的具有高深寬比的特性，其中，該特性高對特性寬的比可以為4∶1或更高者。另外，當特性寬度降低時，裝置電流保持不變或增加，這造成于特性中的電流密度的增加。
元素鋁(Al)及其合金已經(jīng)是于半導體制程中，用以形成線路及插塞的傳統(tǒng)金屬，因為鋁具有低電阻率、其對二氧化硅(SiO2)的優(yōu)良黏著力、其容易作出圖案及其以高純度形式取得的緣故。然而，鋁具有較其他導電金屬，例如銅較高的電阻率，并且，鋁可以忍受遷移，造成于導體中形成孔隙。
銅及其合金具有較鋁為低的電阻率并且相較于鋁具有較高的電遷移電阻。這些特性對于于高階集成度及增加裝置速度所經(jīng)歷的高電流密度是重要的。銅同時具有良好導電率并可以于純度狀態(tài)下取得。因此，銅變成于半導體基材上，填充次四分之一微米高深寬比內(nèi)連線特性的一選擇金屬。
雖然，有想要于半導體裝置制作工藝中使用銅的需求，但用以沉積銅進入很高深寬比特征結(jié)構(gòu)，例如4∶1具有0.35微米(或更低)寬度導孔的制造方法的選擇是受到限制的。由于這些制作工藝限制，之前已于電路板上制造線路的電鍍現(xiàn)在剛好被用以填充于半導體裝置上的導孔及接觸。
金屬電鍍是為已知的并可以藉由各種技術(shù)加以完成。一種典型方法大致包含沉積一阻障層于特性表面上；沉積一導體金屬種層，較佳為銅于阻障層上；然后，電鍍一導體金屬于該種層上，以填充該結(jié)構(gòu)/特性。沉積層及介電層可以被平坦化，例如藉由化學機械研磨(CMP)，以界定一導電內(nèi)連線特性。
電鍍或電化沉積是被提升為用于未來銅內(nèi)連線需求的經(jīng)濟及可用的解決方法。圖1為一噴注電鍍機10的簡化剖面圖。一般而言，噴注電鍍機10包含一電解液容器12，具有一頂開口、一基材夾具14安排于電解液容器12之上、一陽極16安排于電解液容器12的底部、及一接觸環(huán)20接觸基材22。多個凹槽是形成于基材夾具14的下表面。一真空泵(未示出)是連接至基材夾具14并與凹槽24相通，以建立一真空狀況，其能于處理時，將基材22固定至基材夾具14上。接觸環(huán)20包含多個金屬或半金屬接觸銷26，其是分布于基材22的周邊部份，以界定一中心基材電鍍表面。多個接觸銷26徑向向內(nèi)延伸于基材22的窄圓周部份上并于接觸銷26的尖端接觸基材22的導電種層。一電源30是電氣連接至陽極16及銷26，以提供一電氣偏壓給基材22?；?2被定位于圓筒電解液容器12之上，并于單元10操作時，電解液電動并垂直碰撞于基材電鍍表面上。
電鍍制作工藝典型是藉由施加一定電流密度于整個基材電鍍表面上加以執(zhí)行。例如，一于約1至約60毫安培每平方公分(mA/cm2)間，例如約40毫安培每平方公分的定電流密度可以施加于整個基材電鍍表面上，以于其上造成沉積。因為沉積速率是大致為所施加于基材電鍍表面上的電流密度的函數(shù)，所以，電流密度是典型增加，例如大于40毫安培每平方公分，以提供較快沉積及增加的基材產(chǎn)量。
于現(xiàn)行電鍍制作工藝中所遭遇的特定問題是這些電鍍制作工藝未能提供無孔隙及無接縫的高深寬比結(jié)構(gòu)。圖2例示一于基材200上的高深寬比特征結(jié)構(gòu)202的典型沉積結(jié)果，其中，結(jié)構(gòu)202的嘴/開口206由于基材202的嘴/開口206的銅的過量沉積或突懸而閉合，即被稱為″凸起″。已經(jīng)觀察到沉積金屬210傾向于較結(jié)構(gòu)202的嘴或開口206處為快，造成于結(jié)構(gòu)202的嘴/開口206的凸起，并在結(jié)構(gòu)202中留下孔隙204及接縫208。于電鍍時，凸起是藉由增加電流密度而加速，藉以造成更大的孔隙。已經(jīng)看出，由于晶粒與沉積成長的不配合，孔隙也形成于內(nèi)連線特性中。再者，接縫208的出現(xiàn)可能造成于后續(xù)處理，例如基材回火時的孔隙的形成。
因此，有需要一種電化沉積一金屬至基材上的高深寬比結(jié)構(gòu)的方法，其提供無孔隙及無接縫的填充高深寬比結(jié)構(gòu)的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種沉積一金屬于一基材上的方法。該金屬是藉由依序地施加一電解沉積脈沖，及一電解溶解脈沖至該基材上而加以沉積。在每一電解溶解脈沖后，下一電解溶解脈沖之前，提供有至少一零電壓或電流的時間段，其也被稱為″關(guān)閉時間″于諸脈沖之間。前兩電解沉積脈沖較佳具有相同持續(xù)時間。隨后，后續(xù)電解沉積脈沖的持續(xù)時間是逐漸地降低，以在高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，提供一無孔隙及無接縫的金屬沉積。
本發(fā)明所揭示的內(nèi)容可以藉由考慮以下的詳細說明配合上附圖加以迅速了解。
為進一步說明本發(fā)明之上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。


圖1為適用于執(zhí)行本發(fā)明的電鍍的設(shè)備的代表圖；圖2為一使用已有技術(shù)的高深寬比特征結(jié)構(gòu)的典型沉積結(jié)果的剖面圖；圖3為實施本發(fā)明的電氣連接圖；圖4為用以電鍍沉積的不同波形；及圖5為加入本發(fā)明的金屬化制作工藝流程。
具體實施例方式
為了容易了解，于所有圖中，相同標號代表同一元件。
本發(fā)明提供一用以電化沉積一金屬于一基材上的方法，其造成于高深寬比結(jié)構(gòu)中的無孔隙及無接縫金屬沉積。該金屬是藉由依序施加一電解沉積脈沖，隨后施加一電解溶解脈沖至基材上加以沉積。于每一電解溶解脈沖后，下一電解沉積脈沖前，提供有至少一零電壓或電流的時間段于脈沖之間，該時間段是被稱為″關(guān)閉時間″。前兩電解沉積脈沖應(yīng)較佳具有相同持續(xù)時間。隨后，后續(xù)電解沉積脈沖的持續(xù)時間是逐漸降低，以于高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，提供一無孔隙及無接縫的金屬電鍍。
本發(fā)明可以加入于例如于圖5所示的金屬化制作工藝流程中。圖5的處理流程700例示于高深寬比特征結(jié)構(gòu)中的金屬化結(jié)構(gòu)形成中的幾個步驟。于步驟701中，一例如溝渠或?qū)Э椎母呱顚挶忍卣鹘Y(jié)構(gòu)是形成于例如半導體晶片的基材上。溝渠或?qū)Э卓梢越逵蓚鹘y(tǒng)光刻及蝕刻技術(shù)加以形成于一先前已經(jīng)沉積于晶片上的絕緣層中。于步驟703中，一阻障層是沉積于高深寬比特征結(jié)構(gòu)內(nèi)。一阻障層可以藉由化學氣相沉積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)沉積，該阻障層可以防止于下層基材及后續(xù)沉積金屬層間的不想要的擴散?；蛘撸火ぶ鴮涌梢杂谛纬勺枵蠈又凹右猿练e(未示于圖5中)。
于步驟705中，一金屬種層然后可以藉由CVD或PVD沉積于阻障層上。此金屬種層通常相當薄，及用以完成一執(zhí)行于步驟707中的后續(xù)電化沉積(或電鍍)。種層金屬可以是與步驟707中所沉積的相同的金屬，或者，例如金屬氮化物的另一導電金屬等等。例如，銅應(yīng)用中，種層可以為銅。然而，適用以提升電鍍的其他金屬或?qū)щ姴牧弦部梢员皇褂?。例如，貴金屬或高導電金屬，例如金、銀、鉑、鈀、鎳、鋁、鎢、錫或其合金也可以適用。當例如氮化鎢的導電氮化物被使用時，氮化物層也可以被使用作為阻障層。
于步驟707時，電化電鍍是使用電鍍?nèi)芤杭右詧?zhí)行，以沉積一金屬層至一至少足以完全填滿高深寬比特征結(jié)構(gòu)的厚度。依據(jù)本發(fā)明的實施例，高深寬比特征結(jié)構(gòu)是藉由使用調(diào)變波形的脈沖電鍍技術(shù)，以一無孔隙及無接縫方式以金屬加以填充。于本發(fā)明的一態(tài)樣中，調(diào)變波形包含相反極性的電氣脈沖，該電氣脈沖有零電氣脈沖的時間段，或″關(guān)閉時間″。于電鍍波形中的關(guān)閉時間允許于電鍍?nèi)芤褐械母鞣N化學物種再分布于高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，以完成想要的沉積輪廓。
金屬是依序藉由施加一電解沉積脈沖，隨后施加一電解溶解脈沖至基材上而加以沉積。在每一電解溶解脈沖后，于下一電解沉積脈沖前，提供有至少一零電壓或電流的時間段于脈沖之間，其被稱為″關(guān)閉時間″。前兩電解沉積脈沖應(yīng)較佳具有相同持續(xù)時間。隨后，后續(xù)電解沉積脈沖的持續(xù)時間是被逐漸降低，以在高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，提供一無孔隙及無接縫金屬沉積。
于金屬層形成至一想要厚度后，執(zhí)行一平坦化步驟709，以去除于高深寬比特征結(jié)構(gòu)外的金屬層部份，造成在晶片上的平坦化金屬化結(jié)構(gòu)。該平坦化可以例如藉由化學機械研磨(CMP)加以執(zhí)行。
本發(fā)明較佳是使用一電化沉積單元，例如由美國加州圣塔卡拉的應(yīng)用材料所購得的Millenia CuECP系統(tǒng)。一電化沉積系統(tǒng)的詳細說明是提供于共同受讓及申請于1999年4月8日發(fā)明名稱為″電化沉積系統(tǒng)″的美國專利申請第09/289,074號中，該專利申請的有關(guān)內(nèi)容一并引用于此。
本發(fā)明的實施例較佳是以一銅電鍍液加以實施，該電鍍液具有多種成份，包含銅電解液及添加劑，例如抑制劑及加速劑(也稱為光亮劑)。該電鍍化學物的詳細說明，特別是電解液及添加劑的組成是提供于共同受讓及共同申請于1999年2月5日的美國專利申請第09/245,780號中，該申請的發(fā)明名稱為″用于改良孔徑填充的電解沉積化學物″，也一并引用于此。
于此例示電鍍液中，銅電解液提供予以沉積的金屬離子，同時，抑制劑及加速劑控制沉積輪廓。例如，抑制劑吸收于晶片表面上，并禁止或降低銅于這些已吸收抑制劑的區(qū)域的沉積。光亮劑或加速劑與抑制劑分子競爭，用吸收地點，并加速于吸收光亮劑或加速劑的區(qū)域的銅成長。
于一實施例中，電解液包含硫酸銅、硫酸及氯化物離子。加速劑或催化劑包含硫化物，其強烈吸收于硫酸中的銅。抑制劑可以包含乙二醇為主，可以包含例如聚乙二醇(PEG)。抑制劑吸收銅并于氮化物離子中，形成一黏著膜。于具有吸收抑制劑區(qū)域中，銅沉積是被降低或抑制。抑制劑及加速劑的活動是取決于例如溫度、pH及于電鍍液中的氯化物濃度的各種參數(shù)，以及所有直接或間接影響這些添加劑平坦化的參數(shù)。
當基材與電鍍液接觸的同時，抑制劑及加速劑傾向于內(nèi)藏于內(nèi)連線結(jié)構(gòu)(即導孔及溝渠)中的表面上。因為加速劑的分子尺寸是遠小于抑制劑的分子尺寸，所以加速劑可以較抑制劑更快擴散經(jīng)電解液。當金屬沉積被接近于導孔或溝渠開口的加速劑所加強時，凸起可能發(fā)生，及金屬離子被空乏于該導孔或溝渠內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的實施例，于電鍍波形中的關(guān)閉時間允許加速劑、抑制劑及金屬離子的再分布，以及，確保金屬沉積被完成，而沒有凸起或孔隙形成。
對于高深寬比特征結(jié)構(gòu)(例如導孔或溝渠)中的無孔隙沉積，較理想是要電鍍被抑制于拓樸結(jié)構(gòu)的頂部處，而于結(jié)構(gòu)內(nèi)被加速。這將提升一由下至上的成長條件，其中于高深寬比特征結(jié)構(gòu)的底部中的沉積速率是大于朝向結(jié)的開口或側(cè)壁者，造成″超級填充″沉積，其是為無孔隙或接縫。因此，金屬層是沉積于導孔結(jié)構(gòu)中，或大致一高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，以一由下向上成長方式進行。朝向?qū)Э捉Y(jié)構(gòu)開口的突懸或過量沉積是被避免，及一在導孔結(jié)構(gòu)中的無孔隙及無接縫金屬沉積可以完成。
依據(jù)本發(fā)明的實施例，各種電氣波形是用以作為脈沖電鍍，及想要電鍍結(jié)構(gòu)，例如一超級填充輪廓可以藉由適當?shù)卣{(diào)整各種電氣脈沖加以完成。于高深寬比特征結(jié)構(gòu)附近中的金屬離子、添加劑或抑制劑的濃度梯度是為沉積及分解脈沖的流程及持續(xù)時間所影響。例如，可確信一沉積脈沖的持續(xù)時間控制于特性側(cè)壁上的沉積，而分解脈沖建立額外金屬離子，因此，這些在結(jié)構(gòu)旁的離子的濃度梯度，藉由由結(jié)構(gòu)頂端分解部份沉積金屬，一電解分解脈沖(或逆向脈沖)允許足夠時間，用以在高深寬比特征結(jié)構(gòu)內(nèi)的由下而上的成長，而沒有孔隙或接縫形成。再者，沉積及分解速率可以藉由改變個別電氣脈沖的振幅而加以控制。
發(fā)明人知道影響沉積及分解反應(yīng)的催化效應(yīng)需要以完成超級填充沉積。因此，需藉由于一電解沉積脈沖前及在一電解分解脈沖后，引入一關(guān)閉時間，加以促成加速劑的再吸收。典型地，再吸收加速劑所需的時間是取決于加速劑的體積溶液濃度，及關(guān)閉時間是依加速劑分子的擴散時間常數(shù)的數(shù)量級加以調(diào)整。
圖3為一示意圖，顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例的電鍍系統(tǒng)的電氣連接圖。一電源302是連接至一電鍍系統(tǒng)的兩電極304(例如陽極)及306(例如陰極)。陰極306是電氣接觸一在基材430的電鍍表面308上的種層310。電源302較佳包含一控制電路420，其切換于一定電流操作及一定電壓操作之間。電源302的控制電路420同時也控制輸出的極性。
電源302較佳也包含一開關(guān)電路422，其是可規(guī)劃以產(chǎn)生各種的輸出波形，例如一包含一定電壓或電流輸出的組合的輸出波形持續(xù)一第一持續(xù)時間、一定電壓或電流輸出持續(xù)一第二持續(xù)時間、及一相對應(yīng)于零電壓或電流輸出的″關(guān)閉時間″。本發(fā)明想出利用各種電源設(shè)計，其是能產(chǎn)生此等輸出波形，并不限定于任一特定電源設(shè)計。
依據(jù)本發(fā)明的實施例，脈沖電鍍是用以配合一″關(guān)閉時間″的提供，以控制于高深寬比結(jié)構(gòu)附近的金屬的電解沉積及電解分解。雖然本發(fā)明的討論集中于在高深寬比特征結(jié)構(gòu)的影響，但可以想出關(guān)閉時間也可以作用于基材的其他區(qū)域中的金屬沉積及分解。于脈沖電鍍中，電氣脈沖-不論是電壓或電流脈沖，均能以某些組合應(yīng)用至基材430中。這些脈沖組合可以包含不同流程的不同極性的脈沖，以完成金屬沉積或金屬分解。此不同于直流電鍍，其中一連續(xù)電壓或電流是施加至該基材持續(xù)一時間段，作為金屬沉積用。
圖4例示一脈沖電鍍波形，其具有不同極性的電流脈沖。于此例子中，電流脈沖511及513相當于電解沉積脈沖，其間于電解液中的銅離子是被加速朝向陰極306，造成銅電鍍于基材430上。負電流脈沖521及523相當于電解溶解脈沖，于其間已經(jīng)電鍍于基材430上的銅被溶解，并被轉(zhuǎn)換為電解液中的銅離子。藉由使用相反極性的電氣脈沖的不同組合，銅的電鍍可以以不同輪廓加以完成。為了完成于高深寬比結(jié)構(gòu)例如導孔或溝渠中的超級填充，要于結(jié)構(gòu)的底部具有較頂部有較高的電流密度。
一般而言，有三種脈沖電鍍持續(xù)時間1)電解沉積脈沖持續(xù)時間；2)電解溶解脈沖持續(xù)時間；及3)關(guān)閉時間。典型地，用于電解沉積及電解分解脈沖持續(xù)時間的特定選擇是取決于予以填充的結(jié)果的深寬比而定，制作工藝最佳化可能涉及例如改變電解沉積脈沖持續(xù)時間對電解溶解脈沖持續(xù)時間比例。于每一電解沉積脈沖后，銅離子的濃度梯度是由于銅離子的消耗的緣故，而被建立于導孔內(nèi)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，若銅離子分布及于電解溶解步驟中所產(chǎn)生的添加物的濃度梯度并未平衡，則可能發(fā)生凸起或形成孔隙。
因此，關(guān)閉時間的持續(xù)時間是被選擇，以建立適當?shù)臐舛忍荻?，或于結(jié)構(gòu)附近中的各種銅或添加劑物種的再分布。例如，關(guān)閉時間持續(xù)時間可以依據(jù)想要的物種的擴散時間常數(shù)的數(shù)量級加以選擇。例如，于電鍍液中的任一物種的擴散時間τ可以以τ＝h2/D加以近似，其中h代表導孔的深度及D代表物種的擴散率。于一實施例中，電鍍是執(zhí)行于具有深度約1.6微米的導孔上。以此實施例中所用的電鍍液，添加劑的擴散率被認為是低于銅擴散率一數(shù)量級或兩數(shù)量級。例如，對于1.6微米導孔，用于添加劑的擴散時間是被建立為約50毫秒(ms)。因此，一約100毫秒的關(guān)閉時間的持續(xù)時間可以選擇于電鍍波形中，以允許足夠長時間給添加劑，以擴散并建立適當濃度分布，用以無孔隙及無接縫地填充導孔。
另外，因為物種的擴散率是為溫度的函數(shù)，所以特定液溫度可以影響關(guān)閉時間持續(xù)時間的選擇。一般而言，因為催化劑或加速劑的分子大小是小于抑制劑者，所以催化劑的擴散是快于抑制劑者。
雖然于圖4中所示的電氣脈沖在脈沖持續(xù)時間內(nèi)，具有一定振幅，但也可能使用具有隨時間變化上升的振幅的電鍍脈沖。另外，所有的電解沉積(或電解溶解)脈沖在一電鍍波形內(nèi)，也不必都有相同振幅。
一般而言，每一脈沖及關(guān)閉時間的持續(xù)時間可以彼此不同，并可以依據(jù)所沉積金屬的特定想要輪廓或特性加以調(diào)整。例如，關(guān)閉時間的持續(xù)時間可以范圍由約1毫秒至約500毫秒。一電解沉積(陰極)脈沖的脈沖持續(xù)時間可以范圍由約500毫秒至約3000毫秒，而用于電解溶解脈沖(陽極)者可以范圍由約1毫秒至約300毫秒。
于此所述的實施例中，前兩電解沉積脈沖應(yīng)較佳具有相同持續(xù)時間。隨后，后續(xù)電解沉積脈沖的持續(xù)時間是逐漸降低，以于高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，提供一無孔隙及無接縫沉積。
脈沖持續(xù)時間是取決于結(jié)構(gòu)的寬度及深寬比，及所用的電流密度而定。例如，一較小特性比(或較高深寬比)典型將需要一較低比例的電解沉積脈沖持續(xù)時間對電解溶解脈沖持續(xù)時間。電解沉積脈沖的振幅典型范圍是由約0.5安培至約10安培，而電解溶解脈沖的振幅范圍是由約3安培至約60安培。沉積及分解電流密度的大小是基于各種考慮加以決定，例如用以超級填充輪廓及處理產(chǎn)量的要求等等。
另外，關(guān)閉時間的使用可以配合直流電鍍。例如，直流電解沉積脈沖其后加上個別的關(guān)閉持續(xù)時間也可以用以提供厚金屬層。也可以使用于約1至約60毫安培每平方公分的直流電流密度。
例子以下提供一依據(jù)本發(fā)明的一實施例的銅電鍍于一基材上的例子，該基材具有高深寬比內(nèi)連線特性。于電鍍之前，一包含約250埃的氮化鉭的阻障層是藉由物理氣相沉積，使用熟悉本技術(shù)的人員已知的處理參數(shù)，而沉積于基材上。較佳地，阻障層是使用由美國加州圣塔卡拉的應(yīng)用材料公司所購得的Vectra IMP室加以沉積。
具有厚度約2000埃的銅種層是使用例如物理氣相沉積的已知處理參數(shù)形成于阻障層上。該基材然后是被傳送至一電鍍單元作銅電鍍，該單元例如由應(yīng)用材料公司購得的Millenia ECP系統(tǒng)。
于此實施例中，電解液包含0.85M硫酸銅、適當添加劑(抑制劑及加速劑)及于約60至約70ppm的氯化物離子，于約1.0的電解液pH值及于約15℃的溫度。添加劑，即加速劑″X″及抑制劑″Y″是為紐約的Lea Ronal(或ShipleyRonal)所供給，并被稱為已知SB添加劑的Electra plate X Rev1.0及Electraplate Y Rev 1.0。
電鍍波形包含一具有振幅約3安培及持續(xù)時間約3秒的正電解沉積脈沖，及持續(xù)時間約100毫秒及振幅約25安培至約40安培，較佳是約30安培的負脈沖電解溶解脈沖，在電解溶解脈沖后，有約100毫秒的持續(xù)的關(guān)閉時間。約15至20循環(huán)(包含電解沉積、電解溶解及關(guān)閉時間的一流程)是用以完成1.6微米深的次0.25微米導孔的無孔隙填充。于第二循環(huán)后，每一后續(xù)循環(huán)的電解沉積脈沖較佳是被降低約5毫秒至約50毫秒，以提升在導孔內(nèi)的由下向上成長。
另外，于溶解脈沖時的氫排出可能被捕陷于晶片的導孔內(nèi)。因此，在溶解脈沖后，較佳想要加入關(guān)閉時間，其時間是足夠地長，以允許氫由導孔中脫離。
雖然本發(fā)明已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化和修改，因此，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電鍍金屬于一基材上的方法，該方法至少包含以下步驟(a)依序地施加兩或更多循環(huán)至該基材上，該循環(huán)包含一電解沉積脈沖，其后跟隨有一電解溶解脈沖，其中每一電解沉積脈沖具有一持續(xù)時間，及其中后續(xù)施加的每一循環(huán)的電解沉積脈沖的持續(xù)時間保持相同或被減少。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的每一循環(huán)均為一零電氣脈沖的時間段所分隔。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的零電氣脈沖的時間段是于1毫秒及500毫秒之間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的每一電解沉積脈沖具有由0.5安培至10安培間的振幅。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的每一電解沉積脈沖具有一由500毫秒至3000毫秒間的持續(xù)時間。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的每一電解溶解脈沖具有由3安培至60安培間的振幅。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的電解溶解脈沖具有一由1毫秒至500毫秒間的持續(xù)時間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的后續(xù)施加循環(huán)的電解沉積脈沖的持續(xù)時間是被減少5毫秒至約50毫秒。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟(a)是被執(zhí)行于電鍍液中的基材上，該電鍍液包含具有一擴散時間常數(shù)大致等于零電氣脈沖的時間段的化學物。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的電鍍液還包含銅離子。
11.一種將金屬電鍍于一具有溝渠的基材的方法，該方法至少包含步驟(a)依序施加兩或更多循環(huán)至基材上，該循環(huán)包含一電解沉積脈沖，其后跟隨一電解溶解脈沖，其中每一電解沉積脈沖具有一持續(xù)時間，及于后續(xù)施加循環(huán)的每一電解沉積脈沖的持續(xù)時間是保持相同或減少；及(b)施加直流電流至基材上，以沉積一想要厚度的該金屬至基材上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包含提供一零電氣脈沖的時間段以分隔開每一循環(huán)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述的零電氣脈沖的時間段是于1毫秒及500毫秒之間。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的每一電解沉積脈沖具有由0.5安培至10安培間的振幅。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的每一電解沉積脈沖具有一由500毫秒至3000毫秒間的持續(xù)時間。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的每一電解溶解脈沖具有由3安培至60安培間的振幅。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的電解溶解脈沖具有一由1毫秒至500毫秒間的持續(xù)時間。18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的后續(xù)施加循環(huán)的電解沉積脈沖的持續(xù)時間是被減少5毫秒至50毫秒。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的步驟(a)是被執(zhí)行于電鍍液中的基材上，該電鍍液包含具有一擴散時間常數(shù)等于零電氣脈沖的時間段的化學物。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述的電鍍液還包含銅離子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種沉積一金屬于一基材上的方法。該金屬是藉由依序地施加一電解沉積脈沖，及一電解溶解脈沖至該基材上而加以沉積。在每一電解溶解脈沖后，下一電解溶解脈沖之前，提供有至少一零電壓或電流的時間段，其也被稱為“關(guān)閉時間”于諸脈沖之間。前兩電解沉積脈沖較佳具有相同持續(xù)時間。隨后，后續(xù)電解沉積脈沖的持續(xù)時間是逐漸地降低，以在高深寬比特征結(jié)構(gòu)中，提供一無孔隙及無接縫的金屬沉積。
文檔編號C25D5/00GK1636084SQ02814813
公開日2005年7月6日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月26日
發(fā)明者H·彼得W·海伊, 葉斯迪·多迪 申請人:美商·應(yīng)用材料股份有限公司