[发明专利]用于填充互连结构的方法及设备

权利要求书

1.一种用于填充互连结构的方法，其包括：

(a)将晶片衬底提供到设备，所述晶片衬底包含具有若干场区域及一特征的表面，其中所述特征的宽度或直径小于100纳米；

(b)将铜层共形地电镀到所述晶片衬底的所述表面上；及

(c)将所述铜层在150℃到400℃的温度下退火，其中所述退火回流所述铜层中的铜并使所述铜从所述晶片衬底的若干场区域无空隙地重新分布到所述特征的底部；

(d)重复操作(b)及(c)，直到所述特征的纵横比为2:1或更小为止。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述退火致使所述铜由所述晶片衬底的场区域无空隙自底向上填充到所述特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述将所述铜层退火进行30秒到180秒的持续时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在还原气氛中执行所述将所述铜层退火。

5.根据权利要求1所述的方法，其中从由氢气与氮气的混合物、原子氢及其它化学还原剂组成的群组中选择所述还原气氛。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述晶片的所述表面包含所述场区域及所述特征上方的衬里层。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：

在电镀所述铜层之前在还原气氛中将所述衬里层退火。

8.根据权利要求6所述的方法，其中从由钌(Ru)、钴(Co)、钨(W)、锇(Os)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)及铑(Rh)组成的群组中选择所述衬里层。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述铜层包含铜合金元素。

10.根据权利要求1所述的方法，其中电镀是在比水的沸点更高的温度下进行的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征的纵横比大于15:1。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述铜层的厚度为2纳米到20纳米。

13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在所述退火使铜从所述晶片衬底的若干区域重新分布到所述特征使得所述特征的纵横比为2:1或更小之后，将铜电镀到所述铜层上以填充所述特征。

14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

重复操作(b)及(c)2次到8次。

15.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在将所述铜层退火之后，将铜合金层电镀到所述铜层上。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述铜层为连续的。

17.根据权利要求1所述的方法，其中在约室温的温度下执行所述电镀。

18.根据权利要求1所述的方法，其中在50℃到90℃的温度下执行所述电镀。

19.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

将光致抗蚀剂施加到所述晶片衬底；

将所述光致抗蚀剂暴露于光；

对所述光致抗蚀剂进行图案化并将图案转移到所述晶片衬底；及

从所述晶片衬底选择性地移除所述光致抗蚀剂。

20.根据权利要求1所述的方法，其中所述电镀是在具有高于200Ω-cm的电阻率的电镀溶液中执行的。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述电镀是在具有高于1000Ω-cm的电阻率的电镀溶液中执行的。

22.根据权利要求6所述的方法，其中所述衬里层包含钌(Ru)。