本发明专利技术涉及一种使用导电膜选择性涂覆复合材料表面的特定区域的方法、一种用于制造微电子互连的方法、制造集成电路的方法和工艺，并且更特别地涉及金属互连网络的形成。本发明专利技术还涉及制造微系统和连接器的方法和工艺。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用导电膜选择性涂覆复合材料表面的特定区域的方法，涉及一种用于制造微电子器件中互连的方法，并且涉及制造集成电路的工艺和方法，并且更特别地涉及金属互连网络的形成方法，以及涉及用于制造微系统和连接器的工艺和方法。
技术介绍
在下文中，现有技术特意限定为微电子学领域，因为这代表了在获得选择性可控涂层方面的技术难点的激化，所以在更快速的处理和永远出色的蚀刻方面的需求变得更紧迫，尤其是对于在大马士革工艺和双大马士革工艺中化学机械抛光(CMP)之后获得的铜迹线上制备自对准阻挡而言。因此，本领域技术人员可以容易地将这些问题变换到其它应用(如微系统或连接器)中，因为问题相同，仅仅只是规模不同。集成电路通过在硅片上形成离散半导体期间制造。随后在这些期间之上建立冶金互连的网络，以建立它们活性元件之间的触点，并且在它们之间形成获得所期望电路所需的布线。互连系统由几个面(level)组成。每个面由金属线来形成，并且这些线通过称为“互连孔”或“通孔”的触点连接在一起。互连电路的响应时间由常数RC来表示，其一般来说等于它们的电容耦合(其由常数C表示)乘以金属面的电阻R，主要由分隔线的电介质的种类来确定。从金属化观点来看，随后通过降低线的电阻来降低互连的响应时间。为此，已经将铜引入到最近的工艺中，代替较大电阻的且较少电迁移阻力的铝。但是，铜的引入带来了几个难点-在填充铜并且化学机械抛光之前，必须使用大马士革工艺类型的体系结构，其中预先沉积电介质并且随后将其蚀刻。为了满足微电子工业的需求，必须能够有效地填充具有高AR或纵横比(对于其整体中沟槽和通孔双大马士革结构来说AR为约4/1)的非常细的几何形状(尺寸小于0.1μm的沟槽和通孔)； -由于铜对于活性组份来说为有毒物质，所以也必须阻止铜通过电介质向硅片的扩散。为了实现这点，必须采用另外提供固体界面的有效阻挡，也就是说在铜和电介质之间具有良好的附着力。在大马士革工艺中，以三个主要步骤来进行金属化步骤1通过PVD(物理气相沉积法)或CVD(化学气相沉积法)来沉积薄的铜扩散阻挡层；步骤2沉积薄的铜粘结层，其也作为下一步沉积的成核层；和步骤3采用铜进行电镀，期间基板作为将金属从其盐溶液中沉积于上的阴极。一旦沉积了铜之后，通过CMP除去过量的铜。随后所获得的表面形状为包含交替的铜和电介质带的复合材料表面，每个铜带与非常细的半导体带相邻接，在填充铜之前将阻挡层形迹安装在沟槽中，并且随后在抛光期间将其切除。在形成这些铜和电介质带之后，通常随后使用SiC或SiCN类型的均匀层将它们包裹，覆盖整个复合材料表面，并且作为铜扩散阻挡。目前，这些涂层是绝缘的，但是它们具有相对高的介电常数，其增加了铜线之间的电容耦合。另外，最近的研究表明，铜线和该绝缘阻挡之间的界面是该多层的弱点，在电路运行期间会从中引发严重的缺陷(电迁移、裂纹开裂等)。(L.Peters，Semiconductor International，2002，可以在下列地址的因特网上访问到http:/www.reed-electronics.com/semiconductor/article/CA224702？text-capping&stt＝001&)为了改进铜线的隔离性并且增加用于65nm以下技术的互连的可靠性，一种解决方案是，使用选择性沉积于铜上的金属型阻挡。其实际上包括，在沟槽的四侧上沉积铜扩散阻挡，使得完全将铜线圈在它们不再从中露出的“盒子”内。前提是这种包裹阻挡高度地附着于铜，由此大大降低了铜/包裹阻挡界面处铜的移动性，并且因此未降解时由铜线所支撑的电流较高和电迁移阻力增加。为了实现这点，包裹阻挡必须与下面的铜进行自对准，以避免相邻铜线之间的漏电流。对于该选择性沉积所关注的方法是，选择性化学气相沉积(CVD)钨，并且选择性化学镀金属合金。由于(i)通常认为金属比电介质更强地附着于铜，和(ii)对于金属或合金可以进行前述选择性技术，所以优选金属材料。化学镀包括其中在另一金属表面上催化的、将金属盐还原为金属的还原反应。能使金属在无外部电流或电压电源的介入下被沉积的金属盐溶液称为金属化溶液或化学镀液。可以显示阻挡性能的金属沉积物为基于难熔金属(如钨、钴、镍或它们的合金与混合物)的那些材料任选地具有某些添加剂成分(如磷或硼)。尤其是，目前采用CoWP、CoWB和NiMoP沉积物，这些沉积物全部共有的事实是，它们由分别尤其是含有该阻挡材料所必须的钴盐、钨盐、镍盐、钼盐等以及还原剂(例如二甲基氨基硼烷(DMAB))的化学镀液来获得。这些反应通常通过过渡金属(它们尤其是自催化的)来进行催化。这样的溶液例如描述于专利US 5 695 810中。理论上，可以想象到的是，铜金属可以提供这种催化行为随后该沉积将全部在铜线表面上进行。但是，实际中发现，铜的催化性不足以在这些条件下获得良好的沉积物生长。为了弥补该不足性，可以通过连接上一选择地在这些迹线上一具有高催化性能的其它过渡金属的聚集体来活化该铜迹线。此时，例如使用钯、铂、钴、镍或钼，其通常是沉积金属的良好催化剂。在这些过渡金属中，钯具有特殊的地位，因为其Pd(II)/Pd°电对的标准电位高于Cu(II)/Cu°电对的标准电位。在金属铜存在时的结果是，Pd(II)离子自发地被还原，形成铜(其自身将在其表面上轻度氧化)上的金属钯沉积物。由此钯和铜标准电位的这种性能导致在铜迹线上自发地沉积一原则上选择性沉积一钯。该性能导致了用于构成称为“钯活化”阻挡的自对准阻挡的方法出现，其包括在铜线上形成钯聚集体的步骤，和本地催化生长金属阻挡层的随后步骤。在这些方法中，优选具有分散在铜线上的聚集体形式的钯，而不是均匀层形式的钯，尤其是因为(i)这样可以增加钯/化学镀液的接触面积，并且由此更有效地局部提高动力学性能；(ii)这样可以使最终存在于铜和金属阻挡之间界面处的钯含量最小化(事实上认为钯容易扩散到铜中，并且可以导致其电导性的衰减)。但是，该技术并不完全令人满意，或者其不令人满意的程度在于在通过钯活化铜迹线中发现了几个问题 1)在自发还原铜上的Pd(II)离子期间，所形成的钯沉积物是导电的。因此，该沉积可以自然而然地继续进行，并且通过“蘑菇效应(mushroom effect)”获得并非聚集体的更大沉积物。这就意味着与Pd(II)溶液的接触时间是关键的参数，并且如果该时间过长其必然导致每条线上的沉积物，该沉积物足以连接相邻的线并产生短路。这点是该方法不稳定性的原因所在。2)即使在到达这些末端之前，钯离子具有的吸附性很少是完全特定的，并且尤其是依赖于铜线之前存在的电介质的种类。这种并非铜上的而是电介质上的非特定吸附性本质上不能引起(铜线之前的)电介质上金属钯的形成，但是如果该非特定吸附在靠近铜线的区域中进行时其会变为该情形。另外，随后用于制备选择性隔离沉积物的化学镀液含有可以将吸附在电介质表面上的钯离子转化钯聚集体的还原剂，该钯聚集体将自身在错误点(wrong point)上催化金属阻挡的生长并且导致短路。在所有这些情形中，侧向生长由于在上面第1)点中的相同原因而发生，并且导致线之间的短路。应当指出的是，在电介质为低介电常数(K)的多孔材料时的效应比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涂覆由导电或半导电金属区域和不导电区域组成的复合材料的方法，所述方法包括至少一个无电生长与所述导电或半导电金属区域垂直的金属层的步骤，其特征在于，该复合材料的不导电区域不是由有机聚合物形成的，并且在于在所述无电生长步骤之前，所述方法另外包括至少一个第一步骤：通过使所述复合材料与下式（Ⅰ）： Ａ－（Ｘ）↓［ｎ］－Ｂ （Ⅰ） 的有机或有机金属的双官能前体的溶液接触，在并且仅在所述导电或半导电金属区域上通过共价或配位接枝有机或有机金属膜来形成成核层，其中， －Ａ为具有至少一个反应性化学官能团的基团，该官能团允许所述有机前体共价地和选择性地结合于所述导电区域的表面； －Ｘ为共价地连接于Ａ和Ｂ的间隔臂； －ｎ为等于０或１的整数；和 －Ｂ为具有至少一个用于金属离子或用于金属聚集体的配体官能团、也就是说允许络合金属离子和／或金属聚集体的基团。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗比罗，萨米阿默，
申请(专利权)人：埃其玛公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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