一种钴电镀工艺优化方法技术

本申请提供一种钴电镀工艺优化方法，包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种钴电镀工艺优化方法


[0001]本申请涉及半导体
，具体涉及一种钴电镀工艺优化方法
。

技术介绍

[0002]随着集成电路更先进的发展，特征尺寸
(CD)
越来越小，钴的电阻率小代替钨作为连接线，电镀钴工艺的成本比物理气相沉积
(PVD)
低，但由于钴金属活泼性比轻高，钴的种子层容易氧化及损耗，电镀钴工艺的间隙填充变得更加挑战，现有的钴电镀工艺形成的钴金属容易产生空洞缺陷
。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种钴电镀工艺优化方法，用于解决现有技术通过电镀形成的钴金属容易产生空洞缺陷的问题
。
[0004]为实现上述目的及其它相关目的，本申请提供一种钴电镀工艺优化方法，包括：
[0005]步骤
S1
，提供一衬底，衬底上形成有层间介质层，在层间介质层中形成凹槽；
[0006]步骤
S2
，在层间介质层上依次形成阻挡层和钴籽晶层，覆盖凹槽的侧壁和底部；
[0007]步骤
S3
，实施第一预处理，以还原钴籽晶层中形成的氧化物；
[0008]步骤
S4
，实施第二预处理，以提升晶圆在电解液中的浸润能力；
[0009]步骤
S5
，实施钴电镀工艺，在凹槽内填满钴金属；
[0010]步骤
S6
，实施研磨工艺，去除位于凹槽外的钴金属和阻挡层
。r/>[0011]优选的，将晶圆置入密闭腔体内通入还原性气体实施该第一预处理
。
[0012]优选的，该还原性气体为氢气
。
[0013]优选的，将晶圆置入旋转漂洗干燥腔室内实施该第二预处理，用去离子水对晶圆表面进行润湿
。
[0014]优选的，润湿的方式是晶圆水平放置且喷水装置以扫描方式移动，或者喷水装置固定不动且晶圆不断旋转
。
[0015]优选的，步骤
S4
结束至步骤
S5
开始的间隔时间小于
5min。
[0016]优选的，通过共形沉积工艺形成阻挡层和钴籽晶层
。
[0017]优选的，该共形沉积工艺为物理气相沉积或原子层沉积
。
[0018]优选的，阻挡层为
TaN/Ta
双层结构
。
[0019]优选的，钴籽晶层的材料为纯钴或钴合金
。
[0020]如上所述，本申请提供的钴电镀工艺优化方法，具有以下有益效果：通过步骤
S3
还原钴籽晶层中形成的氧化物，并通过步骤
S4
提升晶圆在电解液中的浸润能力，可以有效解决现有镀钴工艺电镀时形成的钴金属层中产生空洞缺陷的问题
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图
。
[0022]图1显示为现有技术实施钴电镀工艺后形成的空洞缺陷的示意图；
[0023]图2显示为本申请实施例提供的钴电镀工艺优化方法的流程图；
[0024]图
3A
‑
图
3D
显示为本申请实施例提供的钴电镀工艺优化方法中，各步骤完成后形成的器件剖面结构示意图
。
具体实施方式
[0025]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其它优点与功效
。
本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变
。
[0026]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚
、
完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围
。
[0027]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制
。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
[0028]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接
。
对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义
。
[0029]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合
。
[0030]现有的先进制成电镀钴工艺，实施电镀前形成的籽晶层薄易氧化，籽晶层氧化后易损耗，实施电镀时产生如图1所示的空洞缺陷
。
[0031]为了解决这一问题，本申请提供一种钴电镀工艺优化方法
。
[0032]请参阅图2，其示出了本申请实施例提供的钴电镀工艺优化方法的流程图
。
[0033]如图2所示，该钴电镀工艺优化方法包括以下步骤：
[0034]步骤
S1
，提供一衬底，衬底上形成有层间介质层，在层间介质层中形成凹槽；
[0035]步骤
S2
，在层间介质层上依次形成阻挡层和钴籽晶层，覆盖凹槽的侧壁和底部；
[0036]步骤
S3
，实施第一预处理，以还原钴籽晶层中形成的氧化物；
[0037]步骤
S4
，实施第二预处理，以提升晶圆在电解液中的浸润能力；
[0038]步骤
S5
，实施钴电镀工艺，在凹槽内填满钴金属；
[0039]步骤
S6
，实施研磨工艺，去除位于凹槽外的钴金属和阻挡层
。
[0040]在步骤
S1
中，可选的，衬底为硅衬底
、
锗衬底或者绝缘体上硅衬底等；或者衬底的材料还可以包括其它的材料，例如砷化镓等
III<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钴电镀工艺优化方法，其特征在于，所述方法包括：步骤
S1
，提供一衬底，所述衬底上形成有层间介质层，在所述层间介质层中形成凹槽；步骤
S2
，在所述层间介质层上依次形成阻挡层和钴籽晶层，覆盖所述凹槽的侧壁和底部；步骤
S3
，实施第一预处理，以还原所述钴籽晶层中形成的氧化物；步骤
S4
，实施第二预处理，以提升晶圆在电解液中的浸润能力；步骤
S5
，实施钴电镀工艺，在所述凹槽内填满钴金属；步骤
S6
，实施研磨工艺，去除位于所述凹槽外的钴金属和阻挡层
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将晶圆置入密闭腔体内通入还原性气体实施所述第一预处理
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述还原性气体为氢气
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将晶圆置入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，黄景山，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：