【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及半导体处理中的化学镀操作。更特定地，本技术涉及在半导体结构和半导体封装中的含铜互连的表面上执行金属扩散层的化学镀的系统和方法。
技术介绍
1、通过在基板表面上产生复杂图案材料层的工艺使集成电路成为可能。在基板上的形成、蚀刻和其他处理之后，通常沉积或形成金属或其他导电材料以提供部件之间的电连接。因为可以在许多制造操作之后执行所述金属化，所以在金属化期间引起的问题可能会产生昂贵的废弃基板或晶片。
2、可以在晶片的目标侧与液体镀浴接触的电镀腔室中执行化学镀。在包括具有比镀浴中的金属离子低的还原电位的金属的暴露的金属表面上镀出镀浴中的金属离子，从而在下卧的金属表面上产生电镀金属层。在许多情况下，在暴露的金属表面上的成核位置周围沉积镀浴中的金属离子，并且在具有很少或没有电镀金属的位置之间留下间隙区域。电镀金属量的这些变化会挑战电镀操作并产生具有针孔缺陷和过度表面粗糙度以及其他缺陷的沉积金属层。
3、因此，需要可以用于生产高质量设备和结构的改进的系统和方法。通过本技术解决了这些和其他需要。
技术实现思路
1、本技术的实施例包括电镀方法，这些方法包括将图案化基板与电镀腔室中的镀浴接触。图案化基板包括具有暴露于镀浴的接触表面的至少一个金属互连。金属互连由特征为第一还原电位的第一金属制成。这些方法进一步包括在金属互连的接触表面上电镀扩散层。扩散层由特征为第二还原电位的第二金属制成，第二还原电位大于金属互连中的第一金属的第一还原电位。镀浴还包括第二金属的一个或多个离子
2、在附加的实施例中，至少一个金属互连中的第一金属是铜。在其他实施例中，扩散层中的第二金属选自由银、金、铂、钯和锗组成的组。在另外的实施例中，晶粒细化化合物包括乙醛酸或乙二胺四乙酸。在另外其他的实施例中，晶粒细化化合物由在镀浴中的小于或约为0.05m的浓度表征。在其他一些实施例中，镀浴进一步包括至少一种稳定化合物，诸如咪唑或琥珀酰亚胺。在另一些实施例中，通过化学镀在金属互连的接触表面上电镀扩散层。在又一些实施例中，镀浴由在电镀扩散层期间低于或约为25℃的温度表征。
3、本技术的实施例还包括电镀方法，这些方法包括使图案化基板与电镀腔室中的镀浴接触。图案化基板包括具有暴露于镀浴的接触表面的至少一个铜互连。这些方法进一步包括在铜互连的接触表面上电镀扩散层。扩散层由银制成。镀浴由在电镀扩散层期间低于或约为25℃的温度表征。
4、在附加的实施例中，镀浴由小于或约为0.01m的银离子的浓度表征。在其他实施例中，以小于或约为1nm/分钟的速率在铜互连的接触表面上电镀扩散层。在另外的实施例中，扩散层由小于或约为10nm的厚度表征，并且扩散层没有针孔缺陷。在另外其他的实施例中，镀浴进一步包括选自由乙醛酸和乙二胺四乙酸组成的组的晶粒细化化合物。在其他一些实施例中，镀浴包括至少一种稳定化合物，诸如咪唑或琥珀酰亚胺。
5、本技术的实施例进一步包括集成电路设备。这些设备包括至少一个以图案化结构形成的铜柱。这些设备还包括与铜柱的顶表面接触的金属扩散层。金属扩散层由小于或约为10nm的厚度表征，并且金属扩散层没有针孔缺陷。
6、在附加的实施例中，集成电路设备中的金属扩散层可以包括选自由银、金、铂、钯和锗组成的组的金属。在其他实施例中，铜柱包括由纳米孪晶结构表征的铜。在另外的实施例中，金属扩散层由小于或约为0.5nm的平均表面粗糙度表征。在另外其他的实施例中，铜柱的顶表面由平坦轮廓表征，其中顶表面的中心部分与周边部分之间的高度差小于或约为1nm。在其他一些实施例中，图案基板可以包括硅。
7、本技术的实施例允许在金属互连的接触表面上形成扩散层。扩散层在结合操作期间增强铜在接触表面上的扩散，所述操作将互连的相对部分接合为单个金属对金属互连。在实施例中，扩散层是在互连的相对部分中的一者或两者的接触表面上化学镀的金属的薄层。相比在没有扩散层的结合操作中所需的温度、接触压力和时间，扩散层中的金属促进互连中的金属在更低的温度、更小的接触压力和更短的时间下在接触表面上的扩散。结合以下描述和附图，更详细地描述这些和其他实施例以及它们的许多优点和特征。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电镀方法，包括：
2.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述至少一个金属互连中的所述第一金属是铜。
3.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述扩散层中的所述第二金属选自由银、金、铂、钯和锗组成的组。
4.如权利要求1的电镀方法，其中所述晶粒细化化合物包括乙醛酸或乙二胺四乙酸。
5.如权利要求1的电镀方法，其中所述晶粒细化化合物由在镀浴中的小于或约为0.05M的浓度表征。
6.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述镀浴进一步包括至少一种稳定化合物，所述稳定化合物包括咪唑或琥珀酰亚胺。
7.如权利要求1所述的电镀方法，其中通过化学镀在所述金属互连的所述接触表面上电镀所述扩散层。
8.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述镀浴由在电镀所述扩散层期间低于或约为25℃的温度表征。
9.一种电镀方法，包括：
10.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述镀浴由小于或约为0.01M的银离子的浓度表征。
11.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述扩散层是以小于或约为1nm/分钟的速
12.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述扩散层由小于或约为10nm的厚度表征，并且其中所述扩散层没有针孔缺陷。
13.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述镀浴进一步包括选自由乙醛酸和乙二胺四乙酸组成的组的晶粒细化化合物。
14.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述镀浴进一步包括至少一种稳定化合物，所述稳定化合物包括咪唑或琥珀酰亚胺。
15.一种集成电路设备结构，包括：
16.如权利要求15所述的集成电路设备结构，其中所述金属扩散层包括选自由银、金、铂、钯和锗组成的组的金属。
17.如权利要求15所述的集成电路设备结构，其中所述铜柱包括由纳米孪晶结构表征的铜。
18.如权利要求15所述的集成电路设备结构，其中所述金属扩散层由小于或约为0.5nm的平均表面粗糙度表征。
19.如权利要求15所述的集成电路设备结构，其中所述铜柱的所述顶表面由平坦轮廓表征，其中所述顶表面的中心部分与周边部分之间的高度差小于或约为1nm。
20.如权利要求15所述的集成电路设备结构，其中所述图案化基板包括硅。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电镀方法，包括：
2.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述至少一个金属互连中的所述第一金属是铜。
3.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述扩散层中的所述第二金属选自由银、金、铂、钯和锗组成的组。
4.如权利要求1的电镀方法，其中所述晶粒细化化合物包括乙醛酸或乙二胺四乙酸。
5.如权利要求1的电镀方法，其中所述晶粒细化化合物由在镀浴中的小于或约为0.05m的浓度表征。
6.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述镀浴进一步包括至少一种稳定化合物，所述稳定化合物包括咪唑或琥珀酰亚胺。
7.如权利要求1所述的电镀方法，其中通过化学镀在所述金属互连的所述接触表面上电镀所述扩散层。
8.如权利要求1所述的电镀方法，其中所述镀浴由在电镀所述扩散层期间低于或约为25℃的温度表征。
9.一种电镀方法，包括：
10.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述镀浴由小于或约为0.01m的银离子的浓度表征。
11.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述扩散层是以小于或约为1nm/分钟的速率在所述铜互连的所述接触表...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·伯格曼，J·L·克勒克，M·L·伯恩特，P·利安托，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。