[发明专利]远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法及其应用

权利要求书

1. 一种远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法，已经在一个互连结构任意一层布线后的衬底上，依次沉积了刻蚀阻挡层、绝缘介质层，再经光刻刻蚀形成了互连的沟槽，经磁控溅射沉积了扩散阻挡层；其特征在于进一步进行如下步骤：

步骤a.将双（六氟乙酰丙酮）合铜吸附在扩散阻挡层上，气流量为100-500标准毫升毎分钟，持续时间为1-5秒，双（六氟乙酰丙酮）合铜的载气为惰性气体 ；

步骤b.清除多余双（六氟乙酰丙酮）合铜；

步骤c.将二乙基锌吸附在经上述步骤处理的扩散阻挡层上，气流量为100-500标准毫升毎分钟，持续时间为1-5秒，二乙基锌的载气为惰性气体；

步骤d.清除多余二乙基锌；

然后，进行下述方式之一处理：

方式1：

步骤e.重复有限次数的步骤a-步骤d，以达到超薄铜籽晶层的目标厚度；

步骤f.通入远程氢等离子体，进行表面处理；

方式2：

步骤e. 重复有限次数的步骤a-步骤d后，通入远程氢等离子体，进行表面处理；

步骤f.重复有限次数的步骤e以达到目标厚度；

其中，双（六氟乙酰丙酮）合铜温度为60 - 80 ℃，反应腔温度为100 - 250 ℃。

2. 根据权利要求1所述的远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法，其特征在于：步骤c和步骤d清除多余双（六氟乙酰丙酮）合铜和二乙基锌的方式为，用所述惰性气体吹洗基体，气流量为100-1000标准毫升毎分钟，持续时间为1-30秒。

3. 根据权利要求1或2所述的远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气或氩气。

4. 根据权利要求1或2所述的远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法，其特征在于：所述远程氢等离子体由远程等离子体发生器激发含氢气体，并通过氩气传输到基体表面，氢气的气流量为100-200标准毫升毎分钟，氩气的气流量为100-300标准毫升每分钟，持续时间为10秒-10分钟。

5. 根据权利要求4所述的远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法，其特征在于：所述等离子体发生器为电感耦合等离子体发生器或高频感应等离子体发生器，所述电感耦合等离子体发生器负载功率为50-300 W，所述高频感应等离子体发生器负载功率为1-3 kW。

6. 根据权利要求4所述的远程氢等离子体表面处理制备超薄铜籽晶层的方法，其特征在于：所述含氢气体为氢气或氮氢混合气。

7. 一种如权利要求1所述的制备超薄铜籽晶层的方法在制备铜互连结构中的应用，其特征在于具体步骤如下：

步骤A.在一个互连结构任意一层布线后的衬底上，依次沉积刻蚀阻挡层、绝缘介质层；

步骤B.光刻刻蚀形成互连的沟槽；

步骤C.采用磁控溅射方式沉积扩散阻挡层；

步骤D.采用权利要求1所述制备超薄铜籽晶层的方法制备铜籽晶层；

步骤E.采用电化学沉积方式在所述铜籽晶层上将所述沟槽填满；

步骤F.采用化学机械抛光方式去除多余的物质，获得平整的晶片表面。

8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述绝缘介质层的材料为二氧化硅SiO₂、氟化二氧化硅SiOF、碳氢掺杂氧化硅SiCO：H中的任意一种低介电介质。

9. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述扩散阻挡层为Ta/TaN扩散阻挡层。